《電池箱及其導(dǎo)電片的設(shè)計(jì).ppt》由會(huì)員分享，可在線(xiàn)閱讀，更多相關(guān)《電池箱及其導(dǎo)電片的設(shè)計(jì).ppt（46頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、電池箱及其導(dǎo)電片的設(shè)計(jì),目錄,1、電池箱的介紹2、電池箱設(shè)計(jì)的基本要求3、電池箱導(dǎo)電片設(shè)計(jì)的基本要求4、常用電池的分類(lèi)及基本尺寸5、圓柱形堿性電池的電池箱設(shè)計(jì)6、鈕扣電池的電池箱設(shè)計(jì)7、如何確定電池箱位于產(chǎn)品的位置8、電池箱的標(biāo)識(shí)9、如何驗(yàn)證電池箱及其導(dǎo)電片的設(shè)計(jì)是否合格附錄一：常用材料的彈性模量附錄二：常用材料的許用應(yīng)力附錄三：電池彈簧的常用材料附錄四：電池彈片的常用材料附錄五：電池彈片（簧）的常見(jiàn)表面處理方式,電池箱及其導(dǎo)電片的設(shè)計(jì),1、電池箱的介紹,電子產(chǎn)品中的電池箱部分主要由電池容納箱體、導(dǎo)電片（包括正極片、負(fù)極片、正負(fù)聯(lián)接片）、電池門(mén)、電池組成。 其在設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮的要素有以下幾個(gè)

2、方面：,用戶(hù)使用的要素（人機(jī)工程）,安全的要素,機(jī)械強(qiáng)度的要素,環(huán)境的要素,設(shè)計(jì)電池箱時(shí)需要考慮的要素,正確的電池標(biāo)識(shí),防止電池反向?qū)?電池門(mén)易拆裝,電池易拆換,防止電池門(mén)打開(kāi)后電池飛出,防止短路,電池箱部分遠(yuǎn)離熱源,滿(mǎn)足跌落測(cè)試的需要,足夠的接觸壓力，避免電池瞬間斷電,電池片、電池門(mén)能耐受足夠的拆裝次數(shù),防止化學(xué)腐蝕,,,,,,,,,防止氧化,電池箱及其導(dǎo)電片的設(shè)計(jì),電子產(chǎn)品中使用的電池從類(lèi)型上來(lái)說(shuō)，主要有鈕扣電池（Button cell）、圓柱形堿性干電池，其常用的規(guī)格見(jiàn)2。由于同樣規(guī)格的電池，其外形尺寸是按標(biāo)準(zhǔn)尺寸進(jìn)行制造的，所以電池箱及其導(dǎo)電片的設(shè)計(jì)是可以標(biāo)準(zhǔn)化的，標(biāo)準(zhǔn)化可以縮短開(kāi)發(fā)

3、周期，降低成本，提高效率。,本教材編寫(xiě)的目的就是要將電池箱及其導(dǎo)電片的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化，以期達(dá)到上述目的。,電池箱及其導(dǎo)電片的設(shè)計(jì),2、電池箱設(shè)計(jì)的基本要求,A：防止反向?qū)?；即將電池正、?fù)極反向裝入電池槽后是不能導(dǎo)通的；,B：不能漏電；即放入任何一個(gè)電池后，無(wú)論以哪一個(gè)角度使用一根直的任意長(zhǎng)度的無(wú)尺寸要求的直導(dǎo)線(xiàn)，以任何方式都不可以使這個(gè)電池的正負(fù)極導(dǎo)電片直接短路，實(shí)際操作是選用一根0.5mm的活動(dòng)鉛筆中的鉛芯，隨便搭配，都不能使得電池的正負(fù)極短路；,C：要有明確的標(biāo)記；包括電池的規(guī)格及正負(fù)極方向符號(hào)；,D：電池門(mén)開(kāi)啟后，電池不能輕易飛出；,E：電池及電池門(mén)的拆裝符合人機(jī)工程學(xué)要求；,F：電池周邊

4、的材料，要使用耐酸及耐堿佳的材料；,G：設(shè)計(jì)美觀，從電池箱處不能看到產(chǎn)品內(nèi)部構(gòu)件；,電池箱及其導(dǎo)電片的設(shè)計(jì),3、電池箱導(dǎo)電片設(shè)計(jì)的基本要求,A：良好的導(dǎo)電性；,B：不易生銹；,C：對(duì)電池有足夠的軸向壓緊力；,D：耐疲勞；,E：防拔出結(jié)構(gòu)；,F：好的焊接工藝性（如有焊接要求）；,一般采用磷青銅片，如導(dǎo)電性能要求高的可表面鍍金；,表面需做防銹處理，一般鍍5m以上的厚鎳，不銹鋼可以不處理；,導(dǎo)電片對(duì)電池兩端端子的軸向壓緊力一般要求：0.51.5kgf ；,電池反復(fù)拆裝：6000次以上，導(dǎo)電片仍能保持所需性能 ；,導(dǎo)電片插入電池槽內(nèi)不能輕易撥出 ；,要求焊接時(shí)上錫容易，尤其是選擇用不銹鋼材料時(shí)要考慮其

5、焊接工藝 ；,電池箱及其導(dǎo)電片的設(shè)計(jì),4、常用電池的分類(lèi)及標(biāo)準(zhǔn)尺寸,4.1、圓柱形堿性電池（干電池）尺寸示意圖,外形圖：,下頁(yè)的表一列出了不同執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)及不同規(guī)格的電池的尺寸值，并列出了我們?cè)谠O(shè)計(jì)中的標(biāo)準(zhǔn)取值。,電池箱及其導(dǎo)電片的設(shè)計(jì),表一：干電池的標(biāo)準(zhǔn)尺寸,本公司常用品牌：金霸王、GP、雙鹿,最常用AAA、AA兩種規(guī)格。,單位：mm,電池箱及其導(dǎo)電片的設(shè)計(jì),4.2、鈕扣電池尺寸示意圖,外形圖,下頁(yè)的表二列出了不同規(guī)格的鈕扣電池的尺寸值及其標(biāo)稱(chēng)電壓和容量。,電池箱及其導(dǎo)電片的設(shè)計(jì),表二：鈕扣電池的使用參數(shù)及尺寸,單位：mm,鈕扣電池命名規(guī)則:,C:鋰-二氧化錳,R:圓柱形,本公司常用品牌：高能達(dá)

6、，常用CR2032、CR2430兩種。,5.1、常規(guī)結(jié)構(gòu),電池箱及其導(dǎo)電片的設(shè)計(jì),5、圓柱形堿性電池的電池箱設(shè)計(jì),負(fù)極導(dǎo)電彈弓,,正極導(dǎo)電片,,容納兩節(jié)電池的電池箱,,注:本頁(yè)以容納兩節(jié)電池的電池箱作為設(shè)計(jì)參考。,正負(fù)極聯(lián)接片,,干電池,,負(fù)極導(dǎo)電片焊線(xiàn)端子,,正極導(dǎo)電片焊線(xiàn)端子,,正面,背面,電池箱及其導(dǎo)電片的設(shè)計(jì),5.2、干電池箱的常規(guī)設(shè)計(jì)尺寸,A=5252.5mmB=59.9mmC=0.70.8mmD=14.514.7mmE=5.86.5mmF=99.5mmG=1011mm負(fù)極彈弓有效圈數(shù)：4.5負(fù)極彈弓線(xiàn)徑：0.6mm,5.2.1、AA電池的電池箱設(shè)計(jì)尺寸,電池箱及其導(dǎo)電片的設(shè)計(jì),5.

7、2.2、AAA電池的電池箱設(shè)計(jì)尺寸,A=45.846mmB=53.4mmC=0.60.7mmD=10.510.7mmE=55.5mmF=77.5mmG=89mm負(fù)極彈弓有效圈數(shù)：4負(fù)極彈弓線(xiàn)徑：0.5mm,電池箱及其導(dǎo)電片的設(shè)計(jì),5.3.1、AA電池的電池槽總長(zhǎng)度設(shè)計(jì)方法,H=G+電池標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度+I+電池裝配間隙 =4+50.5+1.4+1=56.9mm電池裝配間隙取值：1mm,G：負(fù)極彈簧完全壓縮后總高度I：正極導(dǎo)電片總高度H：電池槽總長(zhǎng)度,5.3、如何設(shè)計(jì)電池槽的總長(zhǎng)度,電池箱及其導(dǎo)電片的設(shè)計(jì),5.3.2、AAA電池的電池槽總長(zhǎng)度設(shè)計(jì)方法,H=G+電池標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度+I+電池裝配間隙 =3.3

8、+44.5+1.6+1=50.4mm電池裝配間隙取值：11.5mm,G：負(fù)極彈簧完全壓縮后總高度I：正極導(dǎo)電片總高度H：電池槽總長(zhǎng)度,電池箱及其導(dǎo)電片的設(shè)計(jì),5.4.1、正極導(dǎo)電片的常規(guī)設(shè)計(jì),推薦材料：磷青銅片 推薦厚度: 0.3mm表面處理：鍍鎳 5m以上,倒刺(防撥出),電池正極接觸區(qū),勾線(xiàn)焊接孔,,,,電池箱位于面殼時(shí)應(yīng)用,電池片可正反兩個(gè)方向插拔,5.4、如何設(shè)計(jì)電池導(dǎo)電片,電池箱及其導(dǎo)電片的設(shè)計(jì),5.4.1.1、AA電池的正極導(dǎo)電片的常規(guī)設(shè)計(jì)尺寸,電池箱及其導(dǎo)電片的設(shè)計(jì),5.4.1.2、AAA電池的正極導(dǎo)電片的常規(guī)設(shè)計(jì)尺寸,電池箱及其導(dǎo)電片的設(shè)計(jì),5.4.1.3、正極導(dǎo)電片的常規(guī)設(shè)計(jì)

9、要點(diǎn),電池片最高面應(yīng)比電池箱圍骨低0.51mm,,,,電池片的寬度比電池片槽位寬度小0.51mm,良:電池反裝應(yīng)接觸不到正極片,,,x,不良:電池反裝接觸到正極片,,電池箱及其導(dǎo)電片的設(shè)計(jì),5.4.1.3、正極導(dǎo)電片的常規(guī)設(shè)計(jì)要點(diǎn),,電池片撥刺與塑膠的過(guò)盈量0.20.25mm,為防止電池向上彈起，電池片正極接觸區(qū)的縱向平面范圍需高于電池正極,,,設(shè)計(jì)時(shí)電池正極片到此骨位的距離要按規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)設(shè)計(jì),因?yàn)楦鲊?guó)家的要求及各電池品牌的電池正極高度有差異,因此此距離要按最小之電池正極高度來(lái)設(shè)計(jì),這樣就可以適用各不同品牌的電池。,,,這種品牌的電池可以接觸到,更換另一品牌的電池接觸不到,x,電池箱及其導(dǎo)電

10、片的設(shè)計(jì),5.4.2、負(fù)極導(dǎo)電片的常規(guī)設(shè)計(jì),推薦材料：磷青銅片 厚度0.3mm彈簧推薦材料：琴鋼線(xiàn) 表面處理：鍍鎳 5m以上,倒刺,負(fù)極接觸彈簧,勾線(xiàn)焊接孔,,,,電池箱位于面殼時(shí)應(yīng)用,電池片可正反兩個(gè)方向插拔,電池箱及其導(dǎo)電片的設(shè)計(jì),5.4.2.1、AA電池的負(fù)極導(dǎo)電片的常規(guī)設(shè)計(jì)尺寸,彈簧材料：琴鋼線(xiàn)(推薦) 線(xiàn)徑:0.6mm大端直徑:7mm小端直徑:5mm,有效圈數(shù)：4.5圈 自由長(zhǎng):9.710.7mm頂端:壓平處理連接方式:鉚接,電池箱及其導(dǎo)電片的設(shè)計(jì),5.4.2.2、AAA電池的負(fù)極導(dǎo)電片的常規(guī)設(shè)計(jì)尺寸,彈簧材料：琴鋼線(xiàn)(推薦) 線(xiàn)徑:0.5mm大端直徑:6mm小端直徑:4mm,有效圈

11、數(shù)：4圈 自由長(zhǎng):7.78.7mm頂端:壓平處理彈簧固定方式:鉚接,電池箱及其導(dǎo)電片的設(shè)計(jì),5.4.2.3、負(fù)極導(dǎo)電片的常規(guī)設(shè)計(jì)要點(diǎn),電池片最高面應(yīng)比電池箱圍骨低：0.51mm,,,,電池片的寬度比電池片槽位寬度小0.51mm,電池片撥刺與塑膠的過(guò)盈量：0.20.25mm,,,電池箱及其導(dǎo)電片的設(shè)計(jì),5.4.2.3、負(fù)極導(dǎo)電片的常規(guī)設(shè)計(jì)要點(diǎn),為防止傷人及提供一個(gè)平整的接觸平面，彈簧末端應(yīng)做壓平處理！,,,x,,做壓平處理！,,末端彎折并做壓平處理！,,末端未做壓平處理！,,電池中心與電池彈簧中心要對(duì)齊，否則彈簧易偏出造成失效。,,中心偏離，彈簧容易向上滑出。,中心偏離，彈簧容易向下滑出。,,x

12、,x,,F,,F,,F,綠色箭頭為受力方向,電池箱及其導(dǎo)電片的設(shè)計(jì),5.4.3、正負(fù)極聯(lián)接片的常規(guī)設(shè)計(jì),推薦材料：磷青銅片 厚度0.3mm彈簧推薦材料：琴鋼線(xiàn) 表面處理：鍍鎳 5m以上,倒刺,電池正極接觸區(qū),負(fù)極彈簧,,,,電池片可正反兩個(gè)方向插拔,電池箱及其導(dǎo)電片的設(shè)計(jì),5.4.3.1、AA電池的正負(fù)極聯(lián)接片的常規(guī)設(shè)計(jì)尺寸,推薦材料：磷青銅片彈簧材料：琴鋼線(xiàn)(推薦) 線(xiàn)徑:0.6mm大端直徑:7mm小端直徑:5mm,有效圈數(shù)：4.5圈 自由長(zhǎng):9.710.7mm頂端:壓平處理彈簧固定方式:鉚接,電池箱及其導(dǎo)電片的設(shè)計(jì),5.4.3.2、AAA電池的正負(fù)極聯(lián)接片的常規(guī)設(shè)計(jì)尺寸,推薦材料：磷青銅片

13、彈簧材料：琴鋼線(xiàn)(推薦) 線(xiàn)徑:0.5mm大端直徑:6mm小端直徑:4mm,有效圈數(shù)：4圈 自由長(zhǎng):7.78.7mm頂端:壓平處理彈簧固定方式:鉚接,電池片最高面應(yīng)比電池箱圍骨低0.51mm,電池箱及其導(dǎo)電片的設(shè)計(jì),5.4.3.3、正負(fù)極聯(lián)接片的常規(guī)設(shè)計(jì)要點(diǎn),,,,電池片的寬度比電池片槽位寬度小0.51mm,電池片撥刺與塑膠的過(guò)盈量：0.20.25mm,,,負(fù)極彈簧及正極接觸區(qū)關(guān)于中心的要求應(yīng)分別遵從電池正極片及負(fù)極片的要求,電池箱及其導(dǎo)電片的設(shè)計(jì),5.4.3.3、正負(fù)極聯(lián)接片的常規(guī)設(shè)計(jì)要點(diǎn),,負(fù)極彈簧與正極接觸區(qū)的中心距離=電池標(biāo)準(zhǔn)值+電池箱中間檔骨厚度=14.5(AA)+1.2(參考)=1

14、5.7mm=10.5(AAA)+1.2(參考)=11.7mm,,,,A、電池彈片的接觸面中心應(yīng)與電池的中心對(duì)齊；B、電池彈片對(duì)AA電池的壓緊力應(yīng)在1kgf1.5kgf之間； 電池彈片對(duì)AAA電池的壓緊力應(yīng)在0.5kgf1kgf之間；,電池箱及其導(dǎo)電片的設(shè)計(jì),5.5、如何確保電池彈片對(duì)電池的有效接觸,AA 電池： F作用力=11.5kgfAAA電池：F作用力=0.51kgf,,F,電池箱及其導(dǎo)電片的設(shè)計(jì),5.6、如何計(jì)算電池彈簧對(duì)電池的壓緊力,5.6.1、圓錐形電池彈簧作用力的計(jì)算,G：彈簧系數(shù) 不銹鋼絲：7000 kg/mm2 彈簧鋼絲：8000 kg/mm2 琴鋼線(xiàn)：8000 kg/

15、mm2 d:材料線(xiàn)徑Nc:有效圈數(shù)p:自由狀態(tài)下節(jié)距p:在F作用力下的節(jié)距k:彈簧剛度,,,,,,,R2,p,,,,,p,F(作用力),材料：琴鋼線(xiàn)d： 0.6mmR1：2.5mmR2：3.5mmNc：4.5p： 2mmp：0.8mm,K=G*d4*(R2-R1)/16*Nc*(R24-R14) =8000*0.64*(3.5-2.5)/16*4.5*(3.54-2.54) =0.1297kgf/mm2,F作用力=G*d4*(p-p)/64*Ri3 = 8000*0.64*(2-0.8)/64*2.53 =1.244kgf/mm1kgf/mm,,,R1,此公式適用于圓錐形壓縮彈簧。

16、,電池箱及其導(dǎo)電片的設(shè)計(jì),G：彈簧系數(shù) 不銹鋼絲：7000 kg/mm2 彈簧鋼絲：8000 kg/mm2 琴鋼線(xiàn)：8000 kg/mm2 d:材料線(xiàn)徑Dcen:中心徑OD:外徑（Dcen+d）Nc:有效圈數(shù)L:作用長(zhǎng)度（L0-L）L0:自由長(zhǎng)度L:在F作用力下的長(zhǎng)度k:彈簧剛度,K=G*d4/8*Dcen3*Nc =8000*0.64/8*(6-0.6)3*4.5 =0.1829 kg/mm2,,,,,,,OD,L0,,,,,L,F(作用力),F作用力=k*L=0.1829*(10-4.5) =1.00594kg/mm,材料：琴鋼線(xiàn)d：0.6mmOD：6mmNc：4.5L：10m

17、mL：4.5mm,此公式適用于圓柱形壓縮彈簧。,5.6.2、圓柱形電池彈簧作用力的計(jì)算,電池箱及其導(dǎo)電片的設(shè)計(jì),5.7、堿性電池箱的非常規(guī)結(jié)構(gòu),5.7.1、彈簧式,當(dāng)由于產(chǎn)品空間及結(jié)構(gòu)的原因，造成電池箱及其導(dǎo)電片不能采用規(guī)范的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，可以按照適合產(chǎn)品要求的設(shè)計(jì)方式重新設(shè)計(jì)。,特 點(diǎn)：電池正極、負(fù)極、正負(fù)極聯(lián)接均采用彈簧。優(yōu)缺點(diǎn)：1、打樣、生產(chǎn)快捷方便，不需開(kāi)模，可用專(zhuān)用的彈簧機(jī)按所需要求調(diào)整參數(shù)直接成形； 2、成本低； 3、焊接較困難，易掉線(xiàn)，一般要求在焊線(xiàn)末端打勾； 4、定位較麻煩。 5、受成形工藝的限制，難于 應(yīng)用在電池接觸連接比較 復(fù)雜的場(chǎng)合。,負(fù)極彈簧,,正極彈簧,

18、,彈簧固定卡扣,,,需要遵循的幾個(gè)要求：1、防止反向?qū)ǎ?、對(duì)電池的壓緊力符合要求；3、電池的容納尺寸設(shè)計(jì)按標(biāo)準(zhǔn)要求。,固定卡扣,正負(fù)極聯(lián)接彈簧,,,電池箱及其導(dǎo)電片的設(shè)計(jì),5.7.2、彈片式,特點(diǎn)：電池正極、負(fù)極、正負(fù)極聯(lián)接均采用彈性金屬片。優(yōu)缺點(diǎn)：1、可應(yīng)用在電池接觸連接比較復(fù)雜的場(chǎng)合， 尤其是需要二次接觸的場(chǎng)合。 2、打樣周期長(zhǎng)，需要開(kāi)沖壓模具。(簡(jiǎn)單的沖壓件打樣時(shí)可先用線(xiàn)切割成形，確認(rèn)結(jié)構(gòu)，沒(méi)問(wèn)題后再開(kāi)模) 2、成本較高。 3、彈片易永久變形，不能回復(fù)初始彈力。 4、受材料的影響較大，在使用材料時(shí)要嚴(yán)格控制。 5、彈片對(duì)電池的壓緊力較難控制。,需要遵循的幾個(gè)要求：1、防

19、止反向?qū)ǎ?、對(duì)電池的壓緊力符合要求；3、電池的容納尺寸設(shè)計(jì)按標(biāo)準(zhǔn)要求。,正負(fù)聯(lián)接片,,正極片,負(fù)極片,,,這種需要二次聯(lián)接的情況下不得不采用彈片的方式,,,電池箱及其導(dǎo)電片的設(shè)計(jì),5.7.2.1、電池彈片的設(shè)計(jì)要點(diǎn),1、材料的選用： 電池彈片的材料一般選用 磷青銅片（通用，推薦使用，一般選用3/4H硬度狀態(tài)） 鈹銅片（高要求時(shí)用，需熱處理，一般選用1/2H、3/4H硬度狀態(tài)） 不銹鋼片（無(wú)焊接要求時(shí)一般選用1/2H、3/4H硬度狀態(tài)） 厚度選用：視彈力要求，一般選用0.2mm;其變形區(qū)的截面積可根據(jù)力學(xué)公式校核,來(lái)確定材料厚度和寬度。,,,2、如何保證彈片的使用壽命： A、盡可能長(zhǎng)的

20、彈性臂； B、設(shè)計(jì)防止過(guò)負(fù)荷結(jié)構(gòu)； C、滿(mǎn)足強(qiáng)度設(shè)計(jì)條件： 彎曲正應(yīng)力材料許用應(yīng)力 D、防止應(yīng)力集中。,電池片在電池裝入后產(chǎn)生彈性變形：藍(lán)色 綠色,變形區(qū)（應(yīng)力區(qū)）,防止過(guò)負(fù)荷結(jié)構(gòu)，裝入電池時(shí)此擋骨會(huì)頂住電池，避免裝入受到電池的大力擠壓。,彈性臂的長(zhǎng)度太長(zhǎng)會(huì)降低彈力，太短則正應(yīng)力過(guò)大,,,3、如何保證彈片對(duì)電池有效接觸： A、壓緊量:1.52mm； B、壓緊力:0.51.5kgf。,,電池箱及其導(dǎo)電片的設(shè)計(jì),5.7.2.2、電池彈片的彈性變形力學(xué)分析,如右圖，彈片在受到一定的載荷F時(shí)會(huì)產(chǎn)生一定距離的變形，這種應(yīng)力-應(yīng)變的變化是存在一定的關(guān)系的，如果F作用力所產(chǎn)生的彎曲正應(yīng)力不超過(guò)材料的許用

21、應(yīng)力的話(huà)，那么這種變形是可以回復(fù)到原來(lái)的狀態(tài)的，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)上，我們經(jīng)常會(huì)應(yīng)用到這種彈性變形，如電池彈片，接觸片等。,,F,,,,,,L,,,,,,,,b,t,截面形狀,如何計(jì)算彈性變形的載荷、內(nèi)應(yīng)力及彎曲變化量： F=3EI/L3 =3Et/2L2其中：E：彈性模量（可查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)） I：慣性矩：彎曲變化量 L： 跨度：彎曲正應(yīng)力 t ：材料厚度 ：材料的許用應(yīng)力（可查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)）,慣性矩I需計(jì)算獲得，不同截面形狀的計(jì)算公式不同，由于我們通常只應(yīng)用這種長(zhǎng)方形的的形狀，在這里我們僅介紹長(zhǎng)方形的慣性矩的計(jì)算方法： I=bt3/12,從應(yīng)力-應(yīng)彎的計(jì)算公式中可以看出，要設(shè)

22、計(jì)一款變形量、力度及使用壽命符合要求的彈片，需要根據(jù)以下幾個(gè)因素來(lái)設(shè)計(jì)： A、材料（確定彈性模量及許用應(yīng)力） B、截面形狀 C、跨度,電池箱及其導(dǎo)電片的設(shè)計(jì),5.7.2.3、彈片的彈性變形力學(xué)分析-實(shí)例,9.2mm,1.2mm,,,,,,,,4mm,0.2mm,截面尺寸,,,,,,慣性矩I=bt3/12=4*0.23/12=0.00267mm4,如圖,彈片在受到電池的壓力從藍(lán)色形狀變形為綠色形狀,如果電池不取出,在靜態(tài)情況下,彈片始終對(duì)電池負(fù)極端子有一個(gè)作用力F.,接觸壓F=3EI/L3=3*12000*0.00267*1.2/9.23 =0.148kgf/mm2 0.1kgf/mm2,正

23、應(yīng)力=3Et/2L2=3*12000*0.2*1.5/2*72 =51.04kgf/mm2 52.3kgf/mm2,結(jié)論:該彈片的接觸壓力大于0.1kgf/mm2的要求,彎曲正應(yīng)力小于許用應(yīng)力,所以這個(gè)彈片適用。,,F,設(shè)計(jì)一款電池彈片，要求接觸壓力0.1kgf:第一步:選材磷青銅片 E=12000kgf/mm2, =52.3kgf/mm2第二步:確定橫截面 t=0.2mm, b=4mm第三步:設(shè)計(jì)彈片受壓后變形量 =1.2mm第四步:強(qiáng)度校核,電池箱及其導(dǎo)電片的設(shè)計(jì),附錄一:常用材料的彈性模量(E),附錄二:常用材料的許用應(yīng)力,上述數(shù)值僅供參考,不同的材料在不同的情況下有不同的取值,

24、具體可參考機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè),單位轉(zhuǎn)換: 1kgf/mm2=9.8MPa,電池箱及其導(dǎo)電片的設(shè)計(jì),6、鈕扣電池的電池箱設(shè)計(jì),6.1、常規(guī)結(jié)構(gòu),注:本節(jié)以容納一粒CR2032電池的電池箱作為設(shè)計(jì)參考。,,,鈕扣電池,電池箱,,,負(fù)極片,正極片,,正極片焊線(xiàn)端子,,負(fù)極片焊線(xiàn)端子,,電池固定卡扣,,,,電池箱及其導(dǎo)電片的設(shè)計(jì),6.2、鈕扣電池的極性接觸范圍,從圖中可以看出，電池的正極接觸是金黃色部分，通常設(shè)計(jì)時(shí)采用接觸側(cè)面或電池正面兩種方式，電池的負(fù)極接觸是深謁色部分，設(shè)計(jì)時(shí)負(fù)極片只接觸這一區(qū)域；鈕扣電池的正負(fù)極靠得比較近，設(shè)計(jì)時(shí)要特別注意短路的問(wèn)題。,鈕扣電池是一種較扁的圓柱形狀，其正負(fù)極作如下圖的區(qū)

25、分：,金黃色部分為電池的正極范圍,深謁色部分為電池的負(fù)極范圍,紅色圓環(huán)為電池的正負(fù)極絕緣層,電池正面,電池反面,在這里描述的電池的顏色僅為方便描述而添加了顏色，實(shí)物是沒(méi)有這種顏色的。,,,,電池箱及其導(dǎo)電片的設(shè)計(jì),6.3、鈕扣電池的導(dǎo)電片接觸位置與電池取出方向的關(guān)系,鈕扣電池箱的電池片接觸位置跟電池的取出方向有關(guān)：,,,負(fù)極片接觸位置,正極片接觸位置,,,電池取出方向1（側(cè)面取出）,電池取出方向2（向上取出）,,負(fù)極片接觸位置,,,電池取出方向（側(cè)面取出）,正極片接觸位置,正負(fù)導(dǎo)電片通常用彈片設(shè)計(jì)(也有用彈簧的,但不常的),材料的選擇參考附錄四,其對(duì)電池的壓緊力要求在0.21kgf之間,電池箱

26、及其導(dǎo)電片的設(shè)計(jì),6.4、鈕扣電池箱的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn),電池箱的容納直徑=電池直徑+0.4mm 如CR2032的容納直徑=20+0.4=20.4mm,電池彈片需有一定的保護(hù)結(jié)構(gòu),避免電池對(duì)其擠壓造成永久變形,為方便電池裝入及取出,電池箱取出位置需設(shè)計(jì)手指位,其大小至少應(yīng)容納成年人食指,電池箱內(nèi)應(yīng)有明顯的電池規(guī)格及極性標(biāo)識(shí),方便使用者裝取,手指位,,電池標(biāo)識(shí),,,這種結(jié)構(gòu)的彈片很容易向后面變形,所以必須在后面設(shè)計(jì)支撐骨,,電池箱及其導(dǎo)電片的設(shè)計(jì),6.5、鈕扣電池箱的其它結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方式,鈕扣電池的電池箱及其導(dǎo)電片的設(shè)計(jì)，在接觸方式上基本固定，但電池箱的形狀、導(dǎo)電片的形狀會(huì)根據(jù)不同類(lèi)型的產(chǎn)品可能會(huì)有一些變

27、化，但是在一般情況下，設(shè)計(jì)時(shí)會(huì)優(yōu)先考慮應(yīng)用現(xiàn)有的成熟的設(shè)計(jì)。上面所描述的電池箱設(shè)計(jì)是本公司電子秤的較成熟的設(shè)計(jì)，一般情況下都會(huì)優(yōu)先選用這種設(shè)計(jì)。下面再介紹幾種不同的設(shè)計(jì)形式，以供參考。,電池箱及其導(dǎo)電片的設(shè)計(jì),7、如何確定電池箱位于產(chǎn)品的位置,在設(shè)計(jì)產(chǎn)品的電池箱位置時(shí)應(yīng)考慮以下幾個(gè)方面：A、電池箱一般情況下應(yīng)放在整個(gè)產(chǎn)品在使用時(shí)的不可見(jiàn)面，并位于不影響外觀的位置。B、使用者能很方便地開(kāi)啟電池門(mén)，更換電池。C、方便整機(jī)布線(xiàn)，方便工人作業(yè)，電池箱的出線(xiàn)盡可能在主PCB的一側(cè)。D、電池箱應(yīng)遠(yuǎn)離熱源及有化學(xué)腐蝕的地方。E、盡量不要太靠近PCB，避免電池漏液的影響。,電池箱及其導(dǎo)電片的設(shè)計(jì),8、電池箱的標(biāo)識(shí),AA電池箱的標(biāo)識(shí)：,AAA電池箱的標(biāo)識(shí)：,CR2032電池箱的標(biāo)識(shí)：,為方便模具加工，標(biāo)識(shí)符號(hào)一般為凸刻，高0.2mm。,電池箱及其導(dǎo)電片的設(shè)計(jì),9、如何驗(yàn)證電池箱及其導(dǎo)電片的設(shè)計(jì)是否合格,A、外觀 設(shè)計(jì)應(yīng)美觀，不能有利邊利角，不能對(duì)產(chǎn)品的外形造成不良影響；打開(kāi)電池蓋后不能看到產(chǎn)品的內(nèi)部布線(xiàn)和結(jié)構(gòu)；電池片不能有銹蝕。B、使用 在設(shè)計(jì)時(shí)要充分考慮使用者的使用習(xí)慣，沒(méi)有刮傷手的危險(xiǎn)，電池蓋能順利開(kāi)啟，力度適中，電池拆裝方便。C、測(cè)試 a、強(qiáng)度 能滿(mǎn)足跌落測(cè)試。 b、壽命 電池門(mén)正常開(kāi)啟2000次以上； 電池拆裝6000次以上； c、環(huán)境 滿(mǎn)足高低溫測(cè)試 滿(mǎn)足鹽霧測(cè)試,