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连接器技术之---6.4 正常作用力和结合力学

连接器技术之---6.4 正常作用力和结合力学
       如果说具有可分离性是我们使用连接器的主要原因，那么很有必要了解结合力学及其如何影响结合点的寿命和结合力大小。结合力学中有三个主要因素，即端子正常作用力，端子几何形状和摩擦系数。图6.15所示是一条结合力与插入深度曲线，其将端子结合的两阶段里插柱在插座的位置反映出来。在**阶段里，当端子正常作用力施加于插柱时，插入作用力快速增加，在该段曲线里端子梁不断发生偏移，此时曲线的斜率由结合的插柱或插座的表面几何形状、摩擦系数和端子梁的伸长率决定，亦即梁的位移与施加的作用力的比例；在**阶段，正常作用力达到*大值，端子梁的位移亦达到*大值，且插座之端子梁沿插柱滑动，并因此产生一个摩擦力，该摩擦力大小由摩擦系数和端子正常作用力决定，而*大插入力是*重要的参数，因为它决定了施加多大的力可与连接器结合。下面分别对这两阶段作一讨论。连接器技术之---6.4正常作用力和结合力学
         6.4.1**阶段﹕插入阶段
        当插柱开始进入结合区，插座的端子梁产生位移并承受端子正常作用力，同时，插柱开始顶着端子梁进行滑动，相对的会产生摩擦力，由于摩擦力的方向与运动的方向相反，因此使得插入力增大，故*大插入力主要取决于摩擦力的大小和方向，而摩擦力的大小取决于摩擦系数μ和端子结合接触面的几何形状，所以，对一定的正常作用力，*大插入力取决于端子结合接触面的几何形状和摩擦系数μ的原因是这些参数决定了摩擦力的大小和方向。下面*大插入力的等式是将其简化成施加于两夹角为α的平面上，这条件与图6.15所述的结合面几何形状类似，但这是忽略端子梁位移而不是正常作用力。
       Fi(max)=2Fn(max)[(sinα+μcosα)/(cosα-μsinα)] (6.5)
       其中 Fi==插入力
       μ==摩擦系数
       α==结合面的夹角，如图6.15 所示
     在插柱插入过程中，结合面的角度随着插座与插柱的几何形状变化而发生变化。
     如图6.16 所示，对于100克的端子作用力和一定结合面夹角α，不同的摩擦系数对应于不同的*大结合力。在未加润滑的情况下，镀金端子末端的摩擦系数的公称值是0.3。图6.16表明﹕在这个简单的模型里，当结合面夹角由15°变至30°将使得结合力增加75%。
     6.4.2 **阶段﹕滑移阶段
     一旦端子梁位移达到*大，亦即插柱已达到相对插座端子插柱表面的滑移点，此时插入力可简单视为摩擦力，如6.6 式所述
       Fi＝μFn （6.6）
      其中 μ==摩擦系数
      Fn==端子正常作用力
      ．总结．
      *大端子结合或插入力取决于结合面端子的几何形状、端子的正常作用力和摩擦系数，且这其中每一个变量都是独立的。可通过使用端子润滑剂减小摩擦系数，从而大大减小结合力。另外，有关结合力学的研讨可参阅参考6和7。显然，连接器结合力不是简单的各个端子结合力的累加。另外，如果在结合过程中发生端子不重合或对准**，端子松动以及插头与插干涉都会大大增加连接器的结合力，故当连接器的针数增加，端子插入力和结合力应重点设计。连接器技术之---6.4正常作用力和结合力学

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