軸系結構設計的案例
論文：激光跟蹤儀精密跟蹤轉臺軸系優化設計
精密跟蹤轉臺是高精度飛秒激光跟蹤儀的關鍵單元，其精度直接影響激光跟蹤測量系統的總體精度，而跟蹤轉臺的精度主要由軸系精度決定，因此跟蹤轉臺的軸系結構設計以及對其軸系進行性能分析非常重要。文中首先對精密跟蹤轉臺進行結構設計與建模，利用SAMCEF of Rotor軟件對二維轉臺2個軸系進行了仿真分析。根據激光跟蹤儀性能要求與仿真結果對軸系結構進行分析與優化。最后通過搭建的二維轉臺驗證了所設計軸系的可行性，能夠滿足激光跟蹤儀跟蹤轉臺高精度、高靈敏度和低跳動的要求。
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激光跟蹤儀精密跟蹤轉臺軸系優化設計.pdf
展開 【專業知識】你真的會設計軸嗎？軸系設計所需考慮的七大要點解析！
2、軸系位置的調整
在初始安裝或工作一段時間后，軸系的位置和預定位置可能會出現一些偏差，為使軸上零件具有準確的工作位置，必須對軸系位置進行調整。
圖示錐齒輪軸系的兩軸承均安裝在套杯3中，增減1處墊片可使套杯相對箱體移動，從而調整軸向位置；（我們推薦你關注“機械工程師”公眾號，第一時間掌握干貨知識、行業信息）
增減2處墊片則可用來調整軸承游隙。
六、軸系結構的工藝性
1、軸的結構工藝性
保證工作條件下，滿足下列要求：
1）形狀簡單、減少階梯數；
2）同軸的過渡圓角保持一致；
3）同軸多單鍵，鍵寬相同、并在同一母線上。
2、軸系結構的裝配工藝性
為了便于裝配，軸端應加工出倒角（一般為45o），以免裝配時把軸上零件的孔壁擦傷
七、提高軸的疲勞強度和軸系剛度的措施
減少應力集中和提高軸的質量是提高軸的疲勞強度的主要措施。常見方法有：
避免軸截面尺寸發生急劇變化
直徑突變處應平滑過渡、制圓角
提高表面質量的方法：
1）降低表面粗造度
2）表面強化處理
a）碾壓
b）噴丸
c）滲碳淬火
d）滲氮
e）高頻感應加熱淬火、
軸系的剛度主要取決于軸的剛度和支承剛度。
提高軸的剛度：合理設計各軸段截面尺寸、采用空心軸。
提高軸的支承剛度：選用剛性較大的軸承、支承出的箱座采用加強肋、合理布置軸承。
八、軸的結構設計案例找錯
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展開 船舶設計：船舶推進軸系方案設計的關鍵技術
近年來，為了提高軸系振動的計算精度、準確度和計算效率，已有學者針對軸系3 種振型的耦合振動特性開展了研究工作。
為了減小軸系振動對軸系及船舶運行安全性和穩定性的影響，現有的軸系振動控制方法主要包括：1）減小不平衡激勵源，例如，優化螺旋槳結構、改變槳葉數量、減小加工誤差等；2）調整軸系的整體共振頻率，以避免軸系常用轉速接近軸系共振轉速；3）安裝減振器、隔振器、吸振器等振動控制設備。在上述幾種方法的指導下，研究學者針對軸系振動控制問題開展了大量的理論分析、數值仿真和工程試驗研究，完善了軸系振動求解理論。
馬磊［49］、孟浩［50］、張贛波［51］基于船舶推進軸系的縱向振動特性，分析了動力吸振器對軸系振動的影響；基于聲子晶體理論和主動控制理論，研究了船舶主推進軸系的縱振控制方法。張斌［52］和丁旭杰［53］分析了非線性隔振器和混合式隔振器的設計方法與應用現狀，設計了相應的原理性隔振器件并進行了試驗驗證。李燎原等［54-57］針對槳—軸—艇體耦合振動引起的水下結構噪聲問題，研究了螺旋槳激勵對槳—軸—艇體耦合振動的影響、水下結構的輻射噪聲特性以及橫搖條件下的隔振和聲輻射控制措施，可為軸系和艦艇總體設計提供理論參考。
以上這些研究成果對提高軸系設計質量有著積極的推進作用，是軸系多學科優化設計的雛形。
展開 【機組軸系】機組總成設計中軸系分析
摘要
運用有限元的分析手段，對大型機組軸系進行分析。從建模到常規的扭振頻率、振型和Campbell圖的計算，到電機短路狀態和電機啟動狀態下的瞬態分析，并對結果進行了應力分析，從而完成了一套完整的軸系分析，為機組安全運行提供了保證。
0. 引言
機組總成設計不同于常規的選型設計，它除了一些常規的設計工作，如各單機及輔機的選型設計和工程設計外，其中一項十分重要的工作就是保證整個機組軸系的匹配性，即軸系計算，而且要在任何嚴重的機電擾動的情況下，均能保證整個軸系運行的安全性。
1970年12月，美國Mohave電站一號機組在發電機與勵磁機連接處發生了軸的破壞事故，雖經修復，仍于1971年再次損壞。由此引起了人們對輸電系統的次同步共振問題的廣泛重視，并開始研究軸系、電機、電網之間的相互作用。而在石化系統中，隨著機組大型化，共振問題也得到了廣泛的重視，如API(美國石油協會)標準中規定的，由電動機驅動（包括汽輪機驅動）的機組和設有齒輪箱的機組，應對軸系進行扭振分析。
通常的扭振分析還停留在軸系匹配上，可以得到扭轉臨界轉速的數值、振型及用于判斷的坎貝爾(Campbell)圖，并要求整個軸系的扭轉臨界轉速，應高于或低于規定的操作轉速范圍內可能產生的激振頻率的10％，最好使扭轉臨界轉速大于操作轉速的兩倍。
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OCAD應用：菲涅爾透鏡初始結構設計
OCAD應用：菲涅爾透鏡初始結構設計
OCAD應用：菲涅爾透鏡初始結構設計
圖1.菲涅爾透鏡結構形式
菲涅爾透鏡是一種利用多層環形圓錐表面構成的特殊面型結構，用以使光線按預定會聚角會聚的光學元件，他等效于一個球面透鏡，如圖2所示。菲涅爾透鏡多用于要求結構簡單的大孔徑非成像系統，特別是照明系統更為常見。這類系統往往只需要一個單片透鏡，工藝簡單可以模壓成形。在對該類透鏡初始結構設計時利用 OCAD 程序也非常簡單。只要在數據表格中的“表面面型”欄內選擇“菲涅爾面”，接著界面會出現菲涅爾面型設計窗體如圖3。在此窗體表格內首先 利用其中“下插入”或“刪除”工具按鈕確定菲涅爾面的環形圈數，再給出菲涅爾面的表面等效焦距值，進一步按“確定”按鈕即可自動算出該菲涅爾面的各環錐面傾斜角度值。
圖2.菲涅爾透鏡設計菜單
圖3.菲涅爾表面設計窗體
菲涅爾面的基底一般是平面，有時為了某種特殊用途也可以是球面，但這時的球面半徑僅僅只作為菲尼爾面的基底，沒有像球面透鏡那樣具有光焦度的貢獻。決定該面光焦度的是菲涅爾面的等值焦距而不是該面基底半徑。帶有球面基底的菲尼爾面的設計方法與以上相同。
由圖3可以看出，OCAD 在對菲涅爾透鏡自動設計時可以嚴格把各環帶中點的光線匯聚于一點，但對于整個環帶菲涅爾透鏡而言，其橫向像差取決于環帶寬度，因為就每個環帶而言只是個平面光錐，只使光線轉折不能會聚也不能消色差。菲涅爾透鏡的光斑點列圖如圖4。
圖4.菲涅爾透鏡光斑點列圖
圖5.菲涅爾透鏡光學零件圖
對帶有菲涅爾面型的光學系統（菲涅爾透鏡）設計完成之后，OCAD 可以像其他非球面鏡一樣繪制各種光學圖紙。在繪制零件圖是還可以繪出菲涅爾面的所有面型參數，如圖5所示。
展開 【產品設計】鈑金結構防塵防水設計，結構工程師必備知識點！
針對鈑金結構機柜防塵防水設計工作，設計人員要思考結構的設計要點，并明確防塵防水設計的原理和具體的對策，只有這樣才能夠提升設計的水平和設計的質量。
鈑金結構機柜的結構類型和聯接方式
1.1鈑金結構機柜的結構類型
鈑金結構機柜指的是運用鈑金工藝加工制造的機柜，加工過程中使用的加工藝有剪、沖、折、焊和表面處理。鈑金結構機柜的結構類型根據分類標準的不同，主要可以分為以下幾類：第一，按照機柜的框架可以分為立柱橫梁結合型與整板型兩種；第二，按照鈑金機柜的角聯接方式可以分為四種類型，分別是螺釘聯接、粘接聯接、銷聯接、焊聯接。
1.2 鈑金結構機柜框架的聯接方式
鈑金結構機柜的聯接方式指的是鈑金結構機柜主體結構的聯接方式。隨著機柜加工工藝的發展，鈑金結構機柜既可以采用整面板的結構制作而成，也可以通過一定尺寸的插件連接而成。一般情況下，鈑金結構機柜的結構主要有以下幾個部分：前橫梁、后橫梁、側橫梁、和立柱組成的框架。（我們推薦你關注“機械工程師”公眾號，第一時間掌握干貨知識、行業信息）
一般這幾部分的截面形狀是保持一致的，設計的過程盡量采用定型成熟的框架結構。其中前后橫梁、立柱和側橫梁的聯接可以通過彎折形狀和與彎折形狀相配合的避位運用穿插技術進行聯接，也可以采用焊接或角件方式進行聯接。
鈑金結構機柜防塵防水設計要點分析
在對放置這些電子設備的鈑金結構機柜進行設計時，設計人員一定要根據 IP 防護等級充分考慮到機柜的防護性能。
展開 15年結構設計經驗大咖與您免費分享結構設計經典案例
1、 時間：10月18日19:30-21:30
2、 大綱
a) 工業結構各行業經典案例分享
b) 你所不知道的結構軟件應用“奇技淫巧”
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3、 講師
李曉峰
Bentley資深應用工程師
擁有十多年結構分析工程行業經驗。熟悉各國結構設計標準，精通STAAD.Pro在各行業的典型應用。
在Bentley主要負責其結構分析產品STAAD.Pro/RAM在大中國區域的技術支持工作。在加入Bentley的十五年間，作為產品專家和結構咨詢師，參與了上百個大型結構項目，涉及行業包括電力，石油石化，冶金，煤炭，能源，環保，公共建筑等領域。
免費直播報名鏈接：https://m.jishulink.com/liveApply/10031?type=1
展開 筑信達全新發布結構輔助設計軟件 CiSDesignCenter，從事結構設計的你會考慮下載使用嗎？
筑信達全新發布一款結構輔助設計軟件CiSDesignCenter（以下簡稱CiSDC）。CiSDC軟件可讀取多種結構設計軟件的模型信息及分析、設計結果，進行模型顯示、構件類型判斷、模型編輯修改，按照構件類型分別進行各種構件配筋計算、復合截面的配筋設計、施工圖繪制，對結構進行舒適度驗算、計算結果整理輸出計算書，并提供模型轉換、彈塑性模型輸出等功能，也支持同時導入兩個不同分析模型，采用雙窗口進行內力、配筋結果對比，并生成結構大指標的對比文檔。CiSDC軟件為結構設計工程師提供了多項結構設計需要的功能。
預計下周就可以申請試用這款軟件
筑信達網址：http://www.cisec.cn/Default.aspx
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展開 【專業知識】壓鑄件的結構設計及壓鑄工藝知識，產品結構設計必備！
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招兼職人民防空地下室結構設計，建筑結構設計講師或技術支持人員
招兼職人民防空地下室結構設計，建筑結構設計講師或技術支持人員，短周期的培訓或技術支持，可周末，北上廣深，成都，武漢，西安，蘇州等 主要城市 ，內容有培訓講課，或技術支持，或項目外包，如您想掙點外塊，積累資源，充實生活，請聯系我，要求有實際項目經歷，三年以上項目經歷，表達能力較好，微信18612205665 ，郵件soft@info-soft.cn。
結構優化設計分析系列（三）：APDL在Workbench中的優化設計 ￥9
1.1 優化設計概述
所謂優化，是指最大化或最小化，而優化設計是指尋找一種方案以滿足所有的設計要求，并且需要的支出最少。
優化設計有兩種分析方法:解析法--通過求解微分與極值，求解出最小值;數值法--借助計算機和有限元，通過反復迭代逼近，求解出最小值。解析法需要列方程并求解微分方程，然而針對復雜的問題列方程和求解微分方程都是比較困難的，因此解析法常用于理論研究，很少應用于工程中。
隨著計算機的發展，結構優化算法取得了較大的發展。根據設計變量的類型不同，結構優化已由較低層次的尺寸優化發展到較高層次的結構形狀優化，進而發展到更高層次的拓撲優化。優化算法也由簡單的準則法發展到數學規劃法，進而發展到遺傳算法等。
在保證產品達到某些性能目標并滿足一定的約束條件的前提下，通過改變某些允許改變的設計變量，使產品的指標或性能達到最期望的目標，就是優化方法。
1.2 優化分析工具
ANSYS Workbench 結構優化分析工具有5種，即 Direct Optimization(直接優化工具)、Goal Driven Optimization(多目標驅動優化分析工具)、Parameters Correlation(參數相關性優化分析工具)、Response Surface(響應曲面優化分析工具)及Six Sigma Analysis(六西格瑪優化分析工具)。
(1)Direct Optimization(直接優化工具):設置優化目標，利用默認參數進行優化分析，從中得到期望的組合方案。
(2)Goal Driven Optimization(多目標驅動優化分析工具):從給定的一組樣本中得到最佳的設計點。
(3)Parameters Correlation(參數相關性優化分析工具):可以得出某一輸入參數對響應曲面的影響的大小。
展開 
【機械設計】機械結構優化設計之裝配工藝設計注意事項，總結的夠全夠專！
改進后的設計(圖a')可避免產生上述錯誤
(3)采用結構措施補償誤差：圖a'一對圓柱齒輪中的小齒輪比大齒輪稍加寬一些，當有裝配誤差時，仍能保證兩齒沿全齒寬嚙合，這就可在保證安裝要求前提下，降低裝配精度的要求
圖中左右兩邊的軸肩不要分別與零件2和軸承內圈的端面取齊，這樣既保證了安裝要求，也降低了機械加工精度的要求和避免裝配時的修配工作
(4)采用調整零件。如圖所示結構，在軸承外圈與軸承蓋2之間加一環狀零件1，它的厚度在裝配時根據測量結果配制，組件的軸向尺寸加工時可按自由公差，積累的軸向誤差可用零件1補償，以保證對軸承內外圈的固定要求
如圖所示是裝配精度要求較高的圓錐齒輪機構，要求兩輪的節圓錐共頂，以保證正確嚙合。因此裝配時要使兩輪能沿各自軸線有控制地移動，以便將兩輪調整到所要求的合適位置。
展開 【結構設計】鈑金設計20年設計經驗總結，實打實的干貨，不看就虧大了！
經驗總結#14：標簽在機箱上的標記
機箱開模之前最好先設計已知所需標簽之位置及大小，可先于機箱上打上標記，方便貼標簽時之對準。最常見的標記有兩種：
1.在標簽的四周打”L”形的記號，或左邊的上下兩側，或上方的左右兩側。此方式模具費較便宜，但標簽凸出機箱表面，容易被刮傷。
2.以標簽的形狀大小再加大0.3mm的尺寸，于欲貼標簽處打個
0.2~0.3mm的凹痕。
不管用何種方式可在四個角選一適當的角做45度的導角。機箱上的標記相對的位置做相同的45度導角。做防呆用。避免標簽在不同的時間或不同的工作人員貼了不同的方向。
經驗總結#15：服務器機箱中墻
1、服務器機箱在機架上時左右兩側各有滑軌支撐著，故在縱深方向不會有凹陷的疑慮。但在橫向方面，機架寬度450mm，扣除左右各一滑軌10.mmX2，機殼寬度大約430mm。在如此寬，厚1.2mm的鈑金件上中央部位不下陷也難。機箱本身就包含有前后墻，若縱深較長的機箱再加設計一中墻，則可避免凹陷的疑慮。中墻的設計最好設計成類似C型鋼的結構且與兩側墻及機箱底部做緊密的結合，整個系統的強度將大大的提升。即使無法依直線延續時，設計個斷差也比中途截斷來得強。
2、中墻除了可增加機箱強度，固定風扇、導風管外，若與上蓋內部做了完善的接觸將可做EMl有效的防制，大大的防止主板的噪聲從前方散發。因此最好避免將塑料零件搭在中墻上，阻隔了與上概的接觸。
3、有斷差的地方要避免銳角的發生，別忘記設計大R角。以免上蓋重壓時，銳角頂住上蓋產生激凸影響外觀。
經驗總結#16：凸點定位
1、在機箱組裝設計中常會有兩件組合，或3、4件以上的互相組合件。
展開 UG模具設計結構教程 經典的螺紋模具結構解析
在模具設計中，我們設計過很多種塑膠產品，比如汽車配件，家電產品， 消費類電子產品，日常生活用品等，有些塑膠產品為了滿足裝配與功能的需要，產品形狀千變萬化，有的產品不但側面有倒扣，并且倒扣內部也有倒扣，有的倒扣還很特殊，它是一整圈的螺紋，遇到這樣的倒扣，我們如何設計呢?今天給大家分享一套螺紋模具結構希望能給大家一點啟發。
— ，產品進膠方式：產品進膠方式有很多種，有搭底進膠，潛水進膠， 直接澆口，牛角進膠，側進膠，點進膠等，此產品外觀要求嚴格，效率要求高，本套模具采用細水口進膠，如下圖所示：
二， 通過斜率分析可以看出，產品在左右方存在倒扣，在右邊的倒扣內部有一圈螺紋倒扣，在螺紋倒扣內部還存在一處倒扣，產品在左邊也存在倒扣，倒扣內部還存在倒扣，分析結果如下圖所示：
三、產品右側面有一周的螺紋，螺紋里面也有倒扣，螺紋部分設計絞牙的結構，里面倒扣由于受到空間限制，可以考慮設計成行位帶T槽的結構，結構設計要點
（1）行位的驅動方式，此產品行位驅動方式是利用油缸加液壓馬達加齒條的驅動方式，設計時要注意齒輪的模數一定要相等。要分清螺紋是左旋螺紋還是右旋螺紋，螺紋旋轉的圈數，以及螺距。如下圖所示：
（2）此機構的限位一定要精準，否則齒條跟齒輪的配合不一致如下圖所示：
四， 此產品內部小倒扣在空間有限的情況下采用T形槽連接，此機構設計巧妙，在行位鑲件內部設計了一個小鑲件，鑲件上面安裝了一只彈簧，當滑塊往后運動時，彈簧釋放彈力，迫使里面的小鑲件往里面內縮，達到出模效果如下圖所示：
展開 《光機結構設計課程》回顧及領取配套設計文件
》；此次課程一發布，就獲得了大量光學和機械工程師的關注；為了讓大家學的安心，特地將課程時間定在下班后的晚上開課；本次課程將光學設計、機械結構設計和光機系統的設計作為整體設計考慮，進而為光機零件、組件和系統的設計、制造、裝配、檢驗和測量提供了許多新的發現。
