DVD相關(guān)問題大討論講課教案

1、Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善。DVD相關(guān)問題大討論-DVD相關(guān)問題大討論鑒于論壇上已經(jīng)有DC、PC的討論，偶想在此發(fā)起DVD相關(guān)問題的討論希望大家能把工作遇到的問題一起來交流，共同提高；同時(shí)也把此貼作為新年的禮物，祝大家新年有新的收獲！一個(gè)DVD產(chǎn)品涉及到的方方面面是很多，作為R&D結(jié)構(gòu)工程師，除了作結(jié)構(gòu)以外，需要了解的東西也實(shí)在是太多，因?yàn)樽鼋Y(jié)構(gòu)不僅僅是畫圖。DVD相關(guān)問題討論大致包括：DVDPLAYER、DVDROOM、PortableDVD、吸入式DVD等產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)、傳動(dòng)部分的設(shè)計(jì)等DVD相關(guān)問題。我會(huì)把我在這方面的一點(diǎn)設(shè)計(jì)經(jīng)

2、驗(yàn)與大家分享，歡迎大家一起來討論，同時(shí)更要請(qǐng)行內(nèi)做DVD的高手不吝賜教！從齒輪談起：DVD所用到的塑料齒輪多為小模數(shù)齒輪-模數(shù)m1的齒輪相比，小模數(shù)齒輪的設(shè)計(jì)參數(shù)中要注意:頂隙系數(shù)c*=0.35，齒根圓角半徑要小于0.2mn第二版齒輪手冊(cè)上冊(cè)10-4有講到。DVD所用到的塑料齒輪材料多為POM、PA，采用多點(diǎn)進(jìn)膠的對(duì)稱點(diǎn)膠口射出成形。POM俗稱賽鋼、塑鋼，其強(qiáng)度、形變的恢復(fù)能力、耐磨及自潤滑能力很好，但其成形特性不佳。PA質(zhì)軟，成形特性要優(yōu)于POM,用PA做的齒輪可降低沖擊和噪音，常用來增加齒輪組的中心距作為阻尼齒輪。關(guān)于齒輪噪音問題我在以前的阽子中有提到過，齒輪產(chǎn)生噪音的原因很多材料是一個(gè)方

3、面另外的問題會(huì)出在齒輪組上；可能是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的原因，也可能是模具廠做模有問題，或是潤滑不足在齒輪組方面，有設(shè)計(jì)的問題，比如正負(fù)變位不恰當(dāng)，導(dǎo)致中心距不對(duì)，一般的情況是中心距過小有卡死的可能中心距過大易滑牙出現(xiàn)打打齒噪音。在DVD中，齒輪的變位系數(shù)在0.10.4都有可能，要結(jié)合機(jī)構(gòu)的整體情況進(jìn)行選取。為降低齒輪傳動(dòng)的噪音，在結(jié)構(gòu)上常常會(huì)用到調(diào)隙齒輪，當(dāng)然調(diào)隙齒輪也能提高傳動(dòng)的精度；下圖為常用的調(diào)隙齒輪結(jié)構(gòu)：也會(huì)在齒輪傳動(dòng)中用PA齒輪來降低噪音，比如有些Loader的齒輪組中，會(huì)在第二級(jí)用到PA齒輪，利用PA的質(zhì)軟的特性將硬接觸變成軟接觸，起到很好的緩沖作用，如下圖：除了上述幾點(diǎn)外，固定齒輪的轉(zhuǎn)軸的

4、垂直度及齒輪與轉(zhuǎn)軸的間隙也是要點(diǎn)，垂直度不夠或間隙過大都會(huì)有問題。如果是齒條，就要注意齒條的直線度與強(qiáng)度；還要注意各運(yùn)動(dòng)部件間的磨擦要盡量減到最小，將大面積接觸磨擦變成小面積或線磨擦。另外一方面就是要注意齒輪的精度與齒形，常用的齒輪是漸開線圓柱齒輪；在精度方面，簡(jiǎn)單的說，玩具類的齒輪精度和DVD的齒輪精度是不一樣的。所以，做塑膠齒輪要找專業(yè)的模具廠，而且具體的問題可與模具廠一起討論，如果模具廠差，設(shè)計(jì)再準(zhǔn)確也沒用！出現(xiàn)齒輪精度達(dá)不到要求齒形不對(duì)等情況，要修改就很煩??！關(guān)于小模數(shù)齒輪的基本計(jì)算公式：小模數(shù)蝸桿傳動(dòng)-模數(shù)m、節(jié)圓直徑d、頭數(shù)z、導(dǎo)程角，常用參數(shù)對(duì)照表：典型機(jī)芯的幾個(gè)典型尺寸：其實(shí)這

5、幾個(gè)尺寸不用我講，做過機(jī)芯的同行一定也很清楚但是現(xiàn)在有很多DVD生產(chǎn)廠家都是買整個(gè)的機(jī)芯或Loader的部分，雖然供貨商也會(huì)提供PICKUP的SPEC,然而在實(shí)際講的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，我有見到有的兄臺(tái)在接到一個(gè)案子進(jìn)行3D建模時(shí)，往往不太了解這些基本尺寸。在典型的機(jī)芯中，較長的一根導(dǎo)桿常叫主導(dǎo)桿；較短的一根叫副導(dǎo)桿；在豎直方向上，副導(dǎo)桿比主導(dǎo)桿高0.5mm；兩根導(dǎo)軸的中心距是47.5mm；主導(dǎo)桿到SpindleMotor(主軸馬達(dá))的水平距離24.5mm;Turnplate（固定DISK的轉(zhuǎn)盤）端面到主導(dǎo)桿中心的豎直長度是9.5mm；另一個(gè)重要尺寸就是PICKUP的行動(dòng)范圍，首先要明確通常一張DIS

6、K最內(nèi)圈導(dǎo)入?yún)^(qū)直徑是45mm，最外圈導(dǎo)出區(qū)直徑是117mm，因此PICKUP的最小行程是36mm，而實(shí)際中的取值要比36mm大一些，取3840mm。具體尺寸如下圖示意：齒輪的圖面標(biāo)注包括兩個(gè)方面：齒輪的圖面標(biāo)注包括兩個(gè)方面：一在圖上標(biāo)注的尺寸：齒頂圓直徑及公差分度圓直徑；齒寬；孔（軸）徑及其公差；定位面及其要求；齒輪表面粗糙度；二除了標(biāo)注以上的數(shù)據(jù)，還要求用表格列出數(shù)據(jù)及參數(shù)，內(nèi)容包括：法向模數(shù)；齒數(shù)/頭數(shù)（蝸桿）；基本齒廓；齒頂高因子；螺旋角；螺旋方向；軸向齒距（蝸輪、蝸桿）導(dǎo)程角（蝸輪、蝸桿）徑向變位因子；齒厚：公稱值及其公差；精度等級(jí)；齒輪副中心距及其極根偏差；配對(duì)齒輪的圖號(hào)及其齒數(shù)；檢

7、驗(yàn)項(xiàng)目代號(hào)及其公差等等,參考圖框如下：俺也說點(diǎn)感受：上面的兄弟主要講的是抽屜式DVDLoader的齒輪設(shè)計(jì)要點(diǎn)。我曾經(jīng)設(shè)計(jì)過一款掀蓋式DVD的，出過很大問題，主要是：1:DVD轉(zhuǎn)速很高，比cd,vcd快很多。2:DVD多為超薄機(jī)芯,要避開moto等干涉位，有困難。由於開始采用普通cd機(jī)的設(shè)計(jì)方式，生產(chǎn)時(shí)出現(xiàn)大量轉(zhuǎn)碟響的壞機(jī)，主要是避空位間隙不夠，dvd碟（561）高速旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生共振（cdvcd沒問題），後來加大空間才解決。磨擦的降低：DVD中相對(duì)運(yùn)動(dòng)部分部件之間磨擦的降低，常常是變大面積接觸為小面積接觸；將連續(xù)的小面積接觸轉(zhuǎn)變成間斷的小面積接觸，盡量將接觸面積做到最小，相對(duì)于整體來看，要達(dá)到線

8、接觸的目的；同時(shí)還要在這些運(yùn)動(dòng)接觸部位涂上潤滑油，進(jìn)一步減少磨擦。利用POM、PA作齒輪，也就是在利用它們耐磨，自潤滑的特性。例如：為了減小齒輪與軸底端支撐物的磨擦，常做成小面積凸臺(tái)來作為支撐面，變大面積接觸為小面積接觸，如下圖；同時(shí)小的面積也方便控制其接觸面質(zhì)量，比如說表面粗糙度、高度等等；再如：為減小齒輪端面與其它零件的磨擦，齒輪端面要做一圈凸起圓環(huán);如下圖：又如：為了減少TRAY與BASE的磨擦，滑槽與導(dǎo)軌的接觸面要盡量小，要始終堅(jiān)持小面積接觸的原則；同時(shí)，滑槽及導(dǎo)軌中心的直線度也要注意，否則，不僅磨擦大，還會(huì)出現(xiàn)異音、TRAY擺動(dòng)的現(xiàn)象，如下圖；(當(dāng)然TRAY有異音、擺動(dòng)等現(xiàn)象還與嚙合

9、有關(guān))不知你所說的掀蓋式DVD是用motor自動(dòng)開蓋，還是手動(dòng)用彈簧釋放hook開蓋？但是DVD不論是哪種形式，齒輪及運(yùn)動(dòng)部分的設(shè)計(jì)原則大致相同。至于你提到轉(zhuǎn)盤響的原因主要是盤片下端面到HOUSING端面的空間不夠，因?yàn)镈ISK在高速旋轉(zhuǎn)的過程中，不可癖避免的存在振動(dòng)，振動(dòng)的原因是多方面的，可能是盤片本身的問題；也可能是SPINDLEMOTOR/TURNPLATE的問題；也可能是機(jī)芯部分整體避振不夠，DAMPER阻尼不夠。因此，盤片下端面到HOUSING端面的距離要取h1.52mm才比較保險(xiǎn)同時(shí)，對(duì)于翻蓋式或PORTABLEDVD，除了保證DISK上下振動(dòng)空間以外，還要注意一下取碟時(shí)的”手指位

10、”空間；如果產(chǎn)品做外銷到歐美，要想到鬼老的手比偶們要大(至少是偶的1.5倍)，因此在設(shè)計(jì)時(shí)要給出足夠的手指空間，我發(fā)現(xiàn)有的同事在做PORTABLEDVD時(shí)往往會(huì)忽視這一點(diǎn)！要給出足夠的手指位，取碟處的空間距DISK外側(cè)要有1015mm（如下圖）關(guān)于調(diào)隙：為了實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)的準(zhǔn)確與平穩(wěn)性，DVD的傳動(dòng)件之間需要進(jìn)行調(diào)隙，常利用彈簧或扭簧來實(shí)現(xiàn)；這樣一方面可以實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)的準(zhǔn)確性，另一方面也可以消除傳動(dòng)中的沖擊與噪音。例如：在第二級(jí)傳動(dòng)中使用的調(diào)隙齒輪;在rackgear與pickup之間會(huì)加一個(gè)彈簧；有的還會(huì)在擺桿連接軸的地方加扭簧，等等；典型DVDLoader機(jī)構(gòu)件：1.光學(xué)拾取頭(Pickup):作為

11、一個(gè)組件與導(dǎo)桿一起固定在Chassis上，有大機(jī)芯與小機(jī)芯之稱；ChassisforPickup的材質(zhì)一般是SECC,在小機(jī)芯中，會(huì)用到MgAl合金壓鑄；有小機(jī)芯中Pickup甚至直接利用Base上的直邊作為導(dǎo)軌;2.齒輪組(GearAssy):常用材料:POM、PA常見組合有:Pulley、Gear、RackGear；WormGear、Gear、RackGear;WormGear、HelicalGear、RackGear有時(shí)為減小整體體積，要用到鏍桿傳動(dòng)，多見于小機(jī)芯，鏍桿材質(zhì)一般會(huì)選用SUS402等，硬度大于HV300；直線度、圓度要達(dá)到0.02等;3.框體/機(jī)座(Base/LoaderB

12、ase):最外面的一個(gè)膠框，用來固定Pickup及Slider、Tray等整個(gè)內(nèi)部零件；材質(zhì)一般會(huì)用到：ABS+PC(7:3、6:4)、ABS+PC+GF、ABS+20%GF、PC+20%GF等;4.升降桿（Elevator）:-抽屜式DVD中用來支撐PICKUP上下運(yùn)動(dòng)的支架；常用材質(zhì)為:PC+ABS+GF、PC+GF、PC+ABS等諸位請(qǐng)看這款(SANYO)機(jī)芯:大小平臺(tái)之距為6.70mm,如若將小平臺(tái)設(shè)計(jì)距CD室平面2.0mm(最小值)，CD室膠厚2.5mm,那麼，大平臺(tái)距CD室地面之距為6.70-2.0-2.5=2.2mm,圖示的突臺(tái)已經(jīng)干涉0.6mm，CD室需減膠避空，若間隙為1.0

13、mm,那麼CD室避空區(qū)的膠厚為2.5-0.6-1.0=0.9mm,膠已經(jīng)很薄。但我認(rèn)為最好間隙保持1.0mm以上，否則，很能產(chǎn)生噪音。（這裡說的都是對(duì)掀蓋式DVD而言，我看過SAMSUNG機(jī)芯，更麻煩。）再看看這個(gè)，有多緊湊SANYO的這款機(jī)芯我手頭上也有，明白你所說的問題。CD室減膠避空是必要的，將局部干涉地方的膠厚做薄就行了，比如你所說的厚度0.9在局部也是可以的，但要將2.50.9的過渡區(qū)域做大一些，以免正面縮印明顯。不過CD室的整體料厚我一般做到2.0就行了，但在結(jié)構(gòu)上要保證強(qiáng)度。SANYO的這款機(jī)芯的干涉常發(fā)生在Damper處，如果空間實(shí)在太緊張，可將Damper壓縮量加大，這樣還要

14、空間可爭(zhēng)取，但前題是讀碟能力要保證，可以嘗試自己開發(fā)Damper結(jié)構(gòu)，做到保證足夠阻尼的同時(shí)，將Damper鎖合后的高度做到最小，這樣常常要做N款Damper進(jìn)行測(cè)試，找到所需的。4.滑動(dòng)桿(Slider):帶動(dòng)Elevator上下運(yùn)動(dòng)的滑動(dòng)體；因其帶有滑槽，在滑動(dòng)的過程中，會(huì)帶動(dòng)Elevator上的桿體，從而帶帶動(dòng)Elevator上下運(yùn)動(dòng)；帶見的是左右滑動(dòng)形式；其材質(zhì)同上；對(duì)于抽屜式DVD長度的問題，要綜合起來考慮，看哪些是變不了的，比如TRAY的行程、PICKUP的行程等；哪些是可以再減的，比如TRAY自身的長度，除了保留RACKGEAR那一段以外，長度還可不可以減？CHASSIS結(jié)構(gòu)及D

15、AMPER位置，在長度方向可不可以再想辦法做短？或是改變Elevator的升降結(jié)構(gòu)的，也可以使得LOADER整體尺寸變小要具體到每一個(gè)零件，掌握基本的尺寸，定中求動(dòng)，比如，就算是PICKUP的行程固定，卻可將導(dǎo)軌偏一個(gè)角度，使其在長度方向尺寸變小(如下圖)。以上所涉及的問題點(diǎn)較多，下面還是接上面的內(nèi)容，從最基本的來說起吧。5.DAMPER用于DVD上的減震系統(tǒng)有多種形式，其中用DAMPER形成懸浮減震系統(tǒng)是最簡(jiǎn)單有效的方法。DVD上常見的DAMPER是用硅膠（當(dāng)然也有用橡膠）來制作的，其作用就是用來減震。DAMPER的外形可做也不同的形狀(如下圖)，但中間留有懸浮區(qū)是必要的。DAMPER的硬度

16、在1050都是有可能，這取決于機(jī)芯的尺寸、重量、讀碟能力等因素。要選擇合適的DAMPER，在實(shí)際中常常是做N種硬度規(guī)格的DAMPER進(jìn)行測(cè)試，從中選擇減震效果最好的一種組合。PICKUP的移動(dòng)常由齒條帶動(dòng)，馬達(dá)轉(zhuǎn)一圈PICKUP行程見下式：式中：Z-與齒條嚙合的齒輪齒數(shù)/蝸桿頭數(shù)；i-為總傳動(dòng)比；-齒條升角;若為直齒條，cos=1.關(guān)于Trayin/out時(shí)的噪音：.要降低Trayin/out的噪音，先要確定噪音的來源.如果是齒輪傳動(dòng)帶來的噪音，就要從傳動(dòng)組的結(jié)構(gòu)及選材上考慮：看看是否為齒輪齒形的問題、中心距的問題、固定軸的問題另外也可將齒輪用韌性好的POM料(如DELRIN100P),或者將

17、第二級(jí)傳動(dòng)輪用PA料等。.如果是Tray與軌道的摩擦產(chǎn)生的噪音，就要保證Tray與軌道的接觸面積盡可能的小，還要注意軌道與滑槽的直線度和間隙，這要求在結(jié)構(gòu)與成型方面綜合解決；TRAY的結(jié)構(gòu)要合理，要有足夠的強(qiáng)度，成型且不可有太大的翹曲，Tray與軌道的單邊間隙要能做到0.050.1。.如果是Tray與Base的撞擊噪音，可在Tray與Base末端撞擊處可泡棉，或者做彈性臂，變硬接觸為軟接觸（如下圖）；也有可能是行位開關(guān)動(dòng)作滯后產(chǎn)生，那就要先確定行位開關(guān)的左右轉(zhuǎn)動(dòng)的角度范圍，再可考慮在TRAY上與行位開關(guān)撞擊處加膠，或都將行位開關(guān)重新定位，等等.總之，結(jié)構(gòu)及成型做得好，TRAY用材料用ABS+G

18、F一樣可以達(dá)到要求，不一定要用到比較特殊的料，要想想成本Dearydccyds:關(guān)於Damper的設(shè)計(jì),有幾點(diǎn)意見提供出來大家參考:1.自從碟機(jī)的倍率超過32X之後,就沒有廠商使用阻尼高的材料(如IIR)作Damper,而都是採用阻尼低的材料(如Silicon)作為Damper,主要原因都是在於高倍速的震動(dòng)防治與低倍速的震動(dòng)防治使用的方式不同,一個(gè)是使工作頻率大於共振頻率,一個(gè)是工作頻率低於共振頻率,因此對(duì)於阻尼的要求就不相同,這可以在一般的振動(dòng)學(xué)書上看到.2.Damper的減震效果並非由於其阻尼造成的,除非設(shè)計(jì)在共振頻率工作,那阻尼大小就跟振動(dòng)量有很大的關(guān)係.或者如第一點(diǎn)所說,在低於共振頻率的頻率下工作,那阻尼大小就對(duì)振動(dòng)量也會(huì)有些微的幫助.而碟機(jī)的設(shè)計(jì),之所以要加上Damper,主要是要構(gòu)成一組彈簧質(zhì)量系統(tǒng),如此可用振動(dòng)學(xué)的方式來構(gòu)思如何抑制其振動(dòng).3.關(guān)於目前主流的兩組Damper的設(shè)計(jì),也是根據(jù)振動(dòng)學(xué)的理論所構(gòu)想出來的.但其理論較複雜,就不詳論了.4.如上所述,一般Damper的選擇,都是請(qǐng)廠商根據(jù)我們?cè)O(shè)計(jì)的形狀,打出各種硬度的樣品,我們?cè)谔暨x其硬度與Traverse質(zhì)量搭