触摸笔弹簧卡扣设计

VX680触摸笔弹簧卡扣设计目的：一般设计为金属弹片固定触摸笔，VX6803G因设计需要无法使用金属材质，改为树脂材质。要求：材质为POM，通过耐久性测试。一、塑料弹簧的知识比起金属来，用最好的树脂做的弹簧在持续载荷下也会很快老化失效。乙酰基聚合物在1000小时（大约6周）后失去原有弹力的50%，10,000小时后（大约1年），失去原有弹力的60%，而100,000小时后（大约11年）失去原有弹力的三分之二[2]。弹簧的材料按特性不同，分别有抗蠕变性、载荷、疲劳极限和耐化学侵蚀性。一、特性：聚乙烯和聚丙烯便宜，但拉伸恢复性差，抗蠕变性差。它们只能用于短期负荷，其疲劳响应中等，但抗化学侵蚀性好。酰基共聚物较昂贵，但持续载荷特性好、抗蠕变性好，但它不适合在小于4PH值的酸性环境下工作。线性硫化聚亚苯基材料比乙酰基共聚物更脆，更适合高负荷、小位移的应用。它有好的抗蠕变性、好的抗疲劳特性，并能在高温下保持其韧性。当它暴露在化学侵蚀条件下也能长期正常的工作。尼龙在干燥条件下比较耐磨，但当它暴露在50%的相对湿度下时，其刚性下降达25%。对于简单、偶尔使用的弹簧来说，选用ABS是合适的，但其抗蠕变性较差。在材料中使用填充物可改善弹簧的特性。在材料中填充玻璃纤维增加了刚性和强度，但其挠度受到限制。环境温度也影响塑料弹簧的性能。多数塑料在室温下特性最好，环境温度越高弹簧的材料越接近软化点。二、受力计算：悬臂梁弹簧简支梁弹簧设计公式：悬臂梁弹簧：1)2)简支梁弹簧：1)2)式中P=载荷(Kg)，E=弹性模量(Kg/cm2)，Y=挠度(cm)，t=厚度(cm)，L=有效长度(cm)，w=宽度(cm)，σ=弯曲应力(Kg/cm2)注：简支梁弹簧比悬臂梁弹簧提供的载荷大VX680机型分析跌落时最大受力分析：F1-(m1+m2)g=(m1+m2)gF1-m2g-f静=m2gF1=2(m1+m2)gf静=2m1gP=f静/f系=2m1g/f系=2×0.05×9.8/0.14=7kg弹片设计：POM弹性模量2.6~3.1GPa,图中挠度Y=0.03cm,最大挠度Y=0.075cm,宽度w=0.237cm,厚度t=0.1cm,长度L=1.2cm。=5.1kg=12.75kgP拉应变：应截应√()()√()√