第一章 约束与约束力

什么是约束与约束力呢？

接下来介绍一下工程中几种常见或典型的约束及其约束力。

柔索 ：由柔软的绳状或带状体所构成的约束。

光滑支撑面 ：光滑支撑面的约束力，沿接触点公法线方向并指向被约束物体。

光滑圆柱铰接 ：物体间的圆柱形孔销连接，称为 圆柱铰链 ，简称 铰链 ，相应约束力作用线方向通过且垂直销钉轴线方向。

固定铰链支座 ：将铰链连接用于物体与设备底座或支撑物之间，即构成所谓 固定铰链支座 ，简称 固定铰支 。

活动链接支座 ：可沿固定支撑平面滚动的铰链支座，称为 活动铰链支座 ，简称 活动铰支 。

光滑球铰链 ：由光滑球和球窝构成的约束，简称 光滑球铰链 ，简称 球铰 。

链杆 ：两端均为光滑铰链的刚性连接杆。

二力构件 ：仅承受两个力且处于平衡状态的构件。

二力平衡原理 ：在二力作用下的刚体，平衡的必要充分条件是二力等值，反向共线，因此，作用在链杆上的力，必沿两端铰链的连线方向。

支座反力 ：支座类约束（固定铰支、活动铰支、滚动轴承、止锥轴承、球铰、固定端等）的约束力。

梁虽然是两端固定，但实际在固定端发生了轻微转动（类似塑性铰），所以就把固定支座简化为固定铰支座。

至于为什么又把一个固定铰支座简化可动铰支座，可能原因是两端都为固定铰支座时，水平方向就有一个多余约束，为了方便计算可不考虑，所以就变成可动铰支座。

塑料铰链主要有两类，如图1 所示，组合式铰链。如图2 所示，整体式铰链 。

图1  组合式铰链

如图2  整体式铰链

二、 玩具铰链的设计（聚丙烯PP）

铰链：两个制件联结在一起，并使两个制件可以绕着联接轴转动。如图3所示。

1、链的长度不能太长，一般15mm是比较好的选择，在确定长度 时应考虑到折弯后的长度是否足够。

2、铰链位的材料厚一般在025～038mm之间，长度约为05mm 。一般来讲，铰链的长度与铰链料厚的比例最小为3:1。践证明这时铰链的弯折次数可达到最大值。

图3  玩具铰链尺寸

3、带有铰链的塑料件从模具中取出后,应在保留模具温度的同时将铰链人工弯折若干次,弯曲角度为90°～180°。这样做可以使铰链在长度方向伸长200%左右,厚度由原来的025mm～038mm减薄到013mm左右。

用这种方法生产的聚丙烯铰链,可以使塑料的拉伸强度从34MPa增加到550MPa，如图4所示。

4、塑料铰链在对折转动时,应考虑到定位。可分别在两个相配合的塑料件上,设计凹槽和凸起,以帮助弯折对准,使拉伸在一个直线上进行,避免损伤铰链。

图4  塑料铰链

三、 塑料合页的设计（聚丙烯PP）

1、塑件本身壁厚小的，中间薄膜处应相应薄，塑件本身壁厚大的，中间薄膜处应相应厚一些，但不超过05mm,否则会失去合页的作用。如图5 所示。

2、合页部分的厚度必须均匀一致。

3、塑料必须从塑件本身的一边，通过中间薄膜流向另一边，脱模后立即折曲几次。

图5  塑料合页

四、塑料铰链的应用

塑料铰链可以有效地减少组件的部件数,是常见的组件活动联接。使用的形式有下面几种:

1、鱼嘴形铰链，如图6 所示。

图6   鱼嘴形铰链

鱼嘴形铰链是用薄钢片制成椭园形弹簧夹子,弹簧夹子夹紧塑料桶(或箱、盒)与盖的凸缘槽构成铰链联接,塑料盖可以自由开关,弹簧既起联接作用又起使盖盖紧的作用。

2、 钢琴形铰链

钢琴形铰连是由铰链和弹簧夹子两零件装配而成。铰链用铆钉或螺钉联接在塑料件的盖和底上构成如钢琴的铰链联接。如图7所示。

图7   钢琴形铰链

3、企口式插销铰链

企口式插销铰链是在塑件箱或桶的底上设计两个凹槽,在盖上设计两凸耳,装配时将凸耳嵌入到相对应的凹槽中,然后在侧面钻孔,插入金属销钉就构成了铰链联接。如图8 所示。

图8  企口式插销铰链

4、标准式插销铰链

塑料件底上有两个钩形的凸耳,盖上有一个钩形凸耳,装配时将盖和底的凸耳相配,然后在凸耳侧面钻孔,插入金属销钉即构成了标准式插销铰链的联接。如图9 所示。

图9  标准式铰链

5、简易式铰链

塑料箱体上有两个凸出的钩,塑料盖上有一个凸出的钩,构成了简易式铰链。如图10所示。

图10  简易式铰链

6、热封式铰链

塑料件盖上有芯轴凸耳,底上有两个开口轴承座式凸耳,装配时将芯轴嵌入开口轴承座式凸耳中,然后用热风加热轴承座式凸耳,使上缘软化并绕芯轴弯曲,冷却后芯轴被包围在轴承座式的凸耳中,构成不可拆卸的热封式铰链联接。如图11 所示。

图11  热封式铰链

7、整体模塑片状铰链

塑件上铰链是整体模塑而成,如图12所示。铰链宽度约65mm,厚度小于05mm,长度按需要而定。两塑料件通过铰链联成一整体。a为整体模塑片状铰链,用聚丙烯塑料制造这种铰链,能经过几千次挠曲而不折断。b为聚丙烯塑料模塑的整体式铰链,铰链厚度约为025～05mm。

图12   整体模塑片状铰链

8、整体压形铰链

塑件盖和底整体注射模塑成型后,盖和底的联接部分加热软化,然后放入压形模具中压成双面带有弧形的整体铰链,铰链厚度控制在025mm～04mm。整体压出的铰链耐挠曲次数少于整体模塑片状铰链,但是铰链的撕裂强度大。如图13所示。

图13   整体压形铰链

9、球夹形铰链

塑料盒底上有一个双面球窝凸耳,球窝深约045mm,塑料盒盖上有两个球形凸耳,球体直径约30mm。装配时将球体嵌入球窝构成球夹铰链。如图14 所示。

球夹形铰链适合小型塑料盒盖和底的活动联接。

图14  球夹形铰链

摘要：在液压铰链好还是普通铰链好这歌问题上，可以把两者进行区别比较，如从声音大小、耐用程度、价格、运用范围等方面进行综合考虑，选出适合自己的就是好的。一般来说液压铰链都是用在衣柜、书柜、地柜、电视柜、橱柜、酒柜、储物柜等家具的柜门连接。接下来本文将简单介绍液压铰链好还是普通铰链好以及液压铰链都是用在哪里，和我一起到文中来寻找答案吧！一、液压铰链好还是普通铰链好

在厨房与卧室的柜门上都有一种零件叫做铰链，起到开关门的作用，有时会发现这些铰链有所不同，比如液压铰链好还是普通铰链好呢？其实可以把两者进行比较：

1、声音大小

普通铰链无缓冲效果，开关柜门完全依靠弹簧的弹力，所以造成比较大的噪音。而液压铰链（阻尼铰链）由于液压阻尼器的作用，使用者将柜门关闭至60°左右，液压阻尼器、铰链弹簧、铰链助臂一同产生作用，将铰杯部分缓慢收回。而且液压铰链还安装抗磨尼龙塑料，减少铰链活动时各部件之间的摩擦，从而使柜门自动平缓关闭，不会像传统铰链一样产生噪音。形成关闭时的舒适效果，即使用力来关门也会轻柔关闭、保证运动的完美、柔静。

2、耐用程度

液压铰链开合次数可达5万次以上，并能经受破坏性力度的推压仍不泄气，不漏油。耐用程度比普通铰链好。

3、价格

液压铰链比普通铰链的价格稍贵一些。

4、运用范围

普通铰链适用于材质较硬的门，液压适用于易碎材质的门。

看了这么些，液压铰链好还是普通铰链好，相信你的心中已经有答案了！

二、液压铰链都是用在哪里

液压铰链是铰链的一种，又称阻尼铰链，是指在提供一种利用高密度油体在密闭容器中定向流动，达到缓冲效果理想的一种消声缓冲铰链。

液压铰链都是用在衣柜、书柜、地柜、电视柜、橱柜、酒柜、储物柜等家具的柜门连接。

液压缓冲铰链依靠一种全新的技术来适应门的关闭速度，产品通过液压缓冲技术，使门在60°开始自行缓慢关闭，减低冲击力，形成关闭时的舒适效果，即使用力来关门也会轻柔关闭、保证运动的完美、柔静。装配缓冲铰链使家具更高档，减低冲击力而形成关闭时的舒适效果，更保证了即使在长时间的使用下，也无需进行保养。

移动冰箱是一种非常实用的家居用品，它不仅能够随时移动，方便使用，还可以存放各种食物和饮料。如果你想制作一个自己的移动冰箱，可以按照以下步骤进行。

1 确定材料

制作移动冰箱所需的材料包括木板、洞板、轮子、金属板等。可以根据自己的需求和预算来选择合适的材料。

2 制作箱体

首先，需要根据自己的需要量身定制一个箱体。可以使用木板或洞板来搭建箱体结构，并使用木工工具或螺丝将其固定好。在箱体中间可以留出一个空洞，以便放置冷气机或冰箱制冷器等物品。

3 安装轮子

在箱体底部四个角位上安装机动轮子，方便移动。建议选择光滑的轮子，使移动更加顺畅。

4 制作门板

接下来可以开始制作门板。使用相同的木板或洞板，按照测量大小锯成相应的大小。在最后一张门板上应该安装活动铰链和一个手柄，以方便打开和关闭门。

5 安装制冷器或冷气机

在箱体上方的空洞中安装制冷器或冷气机，连接电线并确保其能够正常运转。制冷能力要根据移动冰箱的大小来进行选择，以保证冰箱内的食物和饮料能够得到有效的冷却。

6 最后调试

在完成上述步骤后，需要检查移动冰箱的功能以确保它能够正常运作。如果需要，可以进行一些调整，以确保移动冰箱能够更好地满足自己需要的要求。

总之，制作移动冰箱需要一定的工具和技能，但只要按照上述步骤进行，相信大家也可以成功制作出一个实用的移动冰箱。

铰链又叫合页。是橱柜门活动的关节。一般铰链多为工业用语，用于工业机柜箱上；称合页主要是应用在门窗等家用品上的用语。

铰链按照结构特点，一般可以分为明铰链和暗铰链；按照材质分类可分为锌合金铰链、不锈钢铰链、塑料铰链和铁铰链；按照功能特点可分为普通铰链和阻尼铰链。无论按照结构、材质或者功能各种分类间都互有重叠。下面综合了铰链的结构、材质和功能，对铰链进行了以下分类。可以比较明了的找到所需的铰链。

明铰链 

明铰链又叫明装铰链，铰链体安装好后，可以明显看到铰链，一般有2种形态特点：

一种是是叶片型，中间是销子，由左右对称/不对称；有安装孔/无安装孔/无安装孔有螺柱 的叶片组成；最典型的明铰链是铰链 JL233 系列。

如下图：

另一种典型的明铰链就是由几块方形铰链体组成，如JL206系列。

如下图：

暗铰链

暗铰链又叫暗装铰链，铰链体安装好后，不易看到铰链，一般有2种形态特点：

一种是JL101系列；

如下图：

一种是JL201系列

如下图：

不锈钢铰链

若对铰链的抗酸碱等腐蚀环境及强度要求较高，除了常规的锌合金铰链，一般可以选用不锈钢铰链，常见的是304不锈钢铰链、若要求更高，可选用316不锈钢铰链。

不锈钢铰链除了价格比较高，从美观、抗腐蚀和强度等角度来看都是性能佳的。

阻尼铰链

一般铰链在闭合橱柜门时没有阻尼功能，而阻尼铰链最大的特点是有阻尼功能，当给橱柜门施加一定的力，门才会动，并完成锁闭作业。

塑料铰链

塑料铰链对酸碱的腐蚀性也是比较好的，相比不锈钢铰链，价格低很多，一般塑料铰链选用ABS塑料铰链。但塑料铰链最大的缺点就是强度不高，不耐高温，时间久了，或长期室外环境下容易老化。

以上铰链分类，比较全面涵盖了铰链特点，选择铰链，要根据具体的使用环境进行选择。