推桿的案例
基于 solidThinking Inspire 的推桿式懸架搖臂的設計
本文介紹了該軟件在推桿式懸架搖臂設計中的應用，通過拓撲優化原理，在保證一定強度的情況下，對其進行輕量化的優化設計。最后分析表明，其設計的減重效果明顯，且具有較高剛度的結構。
關鍵詞：solidThinking Inspire 概念設計 輕量化 搖臂
1 引言
在設計初期若能充分考慮結構的受力情況，并進行能滿足一定剛度或強度的結構設計， 這一方面將能減少在 CAD 設計和 CAE 分析之間反復進行的設計周期，另一方面也能在初期獲得最佳的拓撲結構[1]。Altair 公司的 solidThinking Inspire 軟件正是應用于初期的概念設 計，并利用 OptiStruct 求解器，以方便簡易的操作方法受到廣大設計師的認同。
本文以設計一輛中國大學生方程式賽車為例，運用 solidThinking Inspire 軟件對其推桿 式懸架的搖臂（也有稱之為搖桿或換向器的，本文為不引起誤解，統一稱搖臂）進行初期概 念設計，目的是獲得最優的輕量化方案和良好的強度。搖臂有部分質量屬于簧下質量，減輕簧下質量有利于改善賽車的動態響應，增加輪胎的接地性指數[2]，提高操縱穩定性，同時對于降低整車質量有一定的貢獻，有利于提高賽車的加速性能。
2 搖臂簡介與初步模型建立
推桿式懸架一般用在賽車上，在一些超級跑車上也有應用到，其中的零件搖臂是一個改變機構受力方向的構件，將車輪上收到的垂直力通過推桿傳遞給減震器和彈簧，箭頭為受力 傳遞路線。
展開 基于 solidThinking Inspire 的旋轉推桿輕量化設計
摘要：借助solidThinkingInspire軟件對某旋轉推桿進行輕量化結構設計，并采用HyperWorks 的相關軟件進行靜強度計算分析。分析結果表明，利用CAE軟件在滿足結構靜強度的基礎上能夠方便快捷、有效的實現輕量化設計。
關鍵詞：solidThinking Inspire 輕量化 HyperWorks 靜強度
1概述
輕量化的概念最先起源于賽車運動，它的優點是顯而易見的，通過減輕重量來獲得更好的操控性，使發動機輸出的動力能夠產生更高的加速度。由于車輛輕，起步時加速性能更好，剎車時的制動距離更短。隨著科技進步、社會發展，“節能環保”越來越成為了廣泛關注的話題，輕量化也就廣泛應用到各個領域。輕量化的措施有新材料的應用以及在滿足產品使用性能的前提下對產品進行結構優化設計等。solidThinking Inspire是利用了工程上“拓撲優化”的技術，模擬了自然界中生物生長的過程，最終獲得材料最省的最佳承力結構。HyperWorks[1]完整的CAE建模、可視化、有限元分析、結構優化和過程自動化等領域的軟件產品始終站在技術的前言，為全球客戶提供了先進的產品工程方案。本次輕量化設計采用solidThinking Inspire軟件進行結構優化，然后采用HyperWorks的相關軟件進行計算分析。
2結構設計
2.1旋轉推桿結構原始設計空間
根據旋轉推桿的使用要求建立原始設計模型，定義推桿中間長梁為設計空間，如圖2-1所示。
展開 ANSYS workbench 推桿線性屈曲分析 ￥10
本案例適合哪些人學習：
1、學習型仿真工程師
2、理工科院校學生
你會得到什么：
1、學習推桿三維模型的處理
2、學習線性屈曲分析步的建立
3、學習線性屈曲分析的邊界條件的施加
4、學習線性屈曲分析的載荷的施加
案例介紹：
所使用軟件為ANSYS workbench2020R2.
案例介紹了ANSYS workbench 推桿線性屈曲分析。
本案例完整得提供了分析相關所有的分析文件。
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常見的幾種90°翻轉機構
再來看一個其他角度的動圖：
最后來看一下它的工作原理（以第二張動圖的角度來說）：
1、首先，棕色機構向右推粉色推桿，蓋住淺藍色板左側的軸；
2、然后黃色推桿向后拉動綠色的齒條，這時齒條左側的有齒部分就會驅動齒輪使藍色板逆時針轉動；
3、到位后，黃色推桿向前推動，齒條就會驅動淺藍色板順時針轉動；當淺藍色板恢復水平后，這時可以看到綠色齒條右側有齒部分又開始驅動齒輪旋轉，從而使淺藍色板繞著右端軸順時針旋轉；
4、循環以上的動作。
PART 2
連桿式±90°翻轉機構-1
這個機構和第一個有點類似，不同的是上面這個機構的翻轉動力是連桿；棕色機構和粉色推桿和第一種動圖中的作用是一樣的。
展開 
基于ADAMS2014的凸輪機構的設計與仿真
（2）查看推桿的運動規律。
可見，推桿的運動規律與輸入一致。這證明凸輪的輪廓設計是正確的。
（3）查看壓力角。
可見，最大的壓力角為25度左右。一般直動推桿的許用壓力角為30度，所以這里壓力角是滿足要求的。
【總結】
ADAMS2014提供了一套完善的工具用于創建凸輪機構，只要預先確定了一些基本參數，在輸入推桿的運動規律后，就可以方便的創建出凸輪機構，并給出壓力角。實際上，它能夠計算的參數還有很多，限于篇幅，不再贅述。
來源：宋博士的博客，版權歸作者所有。
AMESim仿真優化實例：基于AMESim的汽車制動踏板感覺仿真及優化
圖10 不同雙腔膜片直徑下制動踏板力與踏板制動行程的關系曲線
圖11 不同雙腔膜片直徑下管路油壓與制動踏板力的關系曲線
4.3 真空助力器推桿彈簧預緊力
不同真空助力器推桿彈簧預緊力下制動踏板力與踏板行程的關系如圖12所示。由圖12可知，推桿彈簧預緊力增加，制動踏板行程減小：AB 階段，推桿彈簧預緊力增加，踏板空行程增加；BC 階段，制動踏板力與踏板行程的變化率幾乎相同；CD 段，推桿彈簧預緊力增加，則真空助力器最大助力所需踏板力增加。
圖12 不同真空助力器推桿彈簧預緊力下制動踏板力與踏板行程的關系曲線
不同真空助力器推桿彈簧預緊力下管路油壓與制動踏板力的關系如圖13所示。由圖13可知，真空助力器推桿彈簧預緊力對曲線影響主要在原點至C段，推桿彈簧預緊力增加時，AB段，系統建立壓力時的踏板空行程增加，管路油壓與制動踏板力變化率幾乎不變，CD段，不同真空助力器推桿彈簧預緊力對曲線沒有影響。
4.4 真空助力器柱塞間隙
不同真空助力器柱塞間隙下制動踏板力與踏板行程的關系如圖14所示。由圖14可知，柱塞間隙增加，制動踏板行程增大：AB 段，柱塞間隙增加，踏板空行程減小；BC 階段，制動踏板力與踏板行程的變化率幾乎相同；CD 段，隨著推桿彈簧預緊力的增加，真空助力器最大助力所需踏板力減小。
展開 小型轎車前車門覆蓋件設計
（7）冷卻水道與推桿、斜推桿及鑲件之間的距離要保證在8～10mm以上，因為模具大且水道長，容易鉆偏，須避免因水道與型腔或其他結構相距太近導致冷卻水漏水現象的發生。
（8）在汽車注塑模具設計中，熱咀盡量要單獨設計一組冷卻水路，不能與其它水路串聯，以利于熱咀區域的熱量散失。
現在有很多學習 UG模具設計的小伙伴越來越多，我會持續分享模具設計的干貨和技術資料，希望你們能在這行業發光發熱。關注我不迷路~~
各位大神，請賜教圖中的緩沖器模型該如何分析
各位大神，圖中綠色的推桿將外殼的內腔分為兩個腔體（腔體1和腔體2），腔體1和腔體2均充滿油。綠色推桿在外力Ｆ的作用下向右移動，而腔體2的油通過推桿上的一個小小的阻尼孔流向腔體1。油為默認液壓油，現在想求解在此情況下，腔體1和腔體2的壓力，以及推桿的移動速度。
本人對ansys workbench是一知半解，還請高手賜教。
謝謝！
車左后門板大型注塑模設計
6、脫模系統設計
本模具的脫模機構采用了“推桿+斜推塊+推塊+氮氣彈簧”推出結構，模具在定.動模開模后，依靠推件推出塑件與流道，推件固定板由注塑機通過K.O孔機械推動和在4支復位桿的作用下復位。在設計脫模系統時要注意以下幾點：
（1）大型模具（長寬方向超過1400mmX700mm）需設計6支復位桿與6支推桿板導柱。
（2）所有汽車模具復位桿上要設計一比復位桿大一級的回復塊，回復塊一般選45#（S50C）氮化處理。
（3）推桿板導柱要布置在推出力大的推出零件附近（如油缸.復位桿等）。
（4）所有汽車模具需要設計限位柱，限位柱要優先布置在K.O孔上方或附近。
（5）推桿要排布在靠近R處的受力位置，布置在包緊力大的位置，推桿設計要大，推桿布置要多些，設計推桿盡量采用同一規格，這樣可以避免頻繁更換鉆刀，節省加工時間與加工成本。
7、模具排氣系統設計
在汽車模具設計中，排氣系統的設計相當重要。如果排氣設計不合理，會嚴重影響塑件的質量，出現填充不滿、困氣和脫模不順等注塑缺陷，嚴重困氣時還會燒焦塑件。
汽車門板屬于內飾件，塑件外觀要求嚴格，合理設計排氣至為重要，在設計模具排氣系統時要注意以下幾點：
（1）排氣要優先開設在料流末端與塑件轉角位置。
（2）靠近鑲件或壁厚最薄處，因為這里最容易形成熔接線。
（3）最好開設在分型面上，因為分型面上產生溢料最容易清除。本模具排氣開設在定模。
三、 模具強度與分型面管位設計
根據塑件的尺寸大小與結構來設計模具時，首先必須保證模具的強度和剛性，這一點對大型汽車注塑模具尤其重要。合理的模具設計理念應該是：模具強度既合理又不亂費，就地取材，模具強度與成本兼顧，選取最優的設計方案與加工工藝。
展開 什么是頂置凸輪軸
頂置凸輪軸是將凸輪軸被放置在汽缸蓋內，燃燒室之上，直接驅動搖臂、氣門，不必通過較長的推桿。與氣門數相同的推桿式發動機（即頂置氣門結構）相比，頂置凸輪軸結構中需要往復運動的部件要少得多，因此大大簡化了配氣結構，顯著減輕了發動機重量，同時也提高了傳動效率、降低了工作噪音。盡管頂置凸輪軸使發動機的結構更加復雜，但是它帶來的更出色的引擎綜合表現（特別是平順性的顯著提高）以及更緊湊的發動機結構，使發動機制造商很快在產品中廣泛應用這一設計。頂置凸輪軸與頂置氣門結構的驅動方式并不一定不同。動力可以通過正時皮帶、鏈條甚至齒輪組傳遞到頂置的凸輪軸上。
按照配氣結構內包含的凸輪軸數目，頂置凸輪軸可分為以形式：單頂置凸輪軸（Single overhead camshaft, SOHC）和雙頂置凸輪軸（Double overhead camshafts, DOHC）。
單頂置凸輪軸
單頂置凸輪軸是一種在汽缸蓋內只設置一條凸輪軸的設計。采用這一設計的直列汽缸發動機只需一條安放在汽缸蓋上方的凸輪軸，而V形汽缸發動機則需要兩條凸輪軸，分別安放在一側汽缸組之上。
單頂置凸輪設計中，需要往復運動的部件及其總質量較同等條件下的推桿式發動機顯著減少。因此單頂置凸輪軸能提高發動機轉速，從而在輸出扭矩相同的情況下提高發動機的功率輸出。在這一設計中，凸輪軸能夠直接或通過搖臂控制氣門開閉，而不需像頂置氣門的推桿式發動機樣，需要通過挺桿、較長的推桿以及搖臂將發動機組內凸輪軸上凸輪的運動傳遞到汽缸蓋內的氣門上。
相比推桿式結構，單頂置凸輪軸設計能使發動機結構（主要是配氣結構）更加緊湊。這一優勢在同時采用多氣門設計（即一個汽缸有兩個以上的氣門）時特別顯著。不過單頂置凸輪軸也有其缺點。由于進氣門和排氣門在進氣道中位置不同，氣門開閉時間的精確性會受到一定影響。
展開 制動系統的進化：從真空助力器到eBooster
真空助力器氣室與控制閥組合的真空助力器在工作時產生推力，也同踏板力一樣直接作用在制動主缸的活塞推桿上。
上述伺服制動系回路的核心是真空助力器，而真空助力器正常工作的關鍵在于有穩定的真空來源。裝有汽油發動機的車輛由于發動機采用點燃式，因此在進氣歧管可以產生較高的真空壓力，可以為真空助力制動系統提供足夠的真空來源，而對于柴油發動機驅動的車輛，由于發動機采用壓燃式CI（Compression Ignition cycle），這樣在進氣歧管處不能提供相同水平的真空壓力，所以需要安裝提供真空來源的真空泵，另外，對于為了滿足較高的排放環保要求而設計的汽油直噴發動機GDI（Gasoline Direct Injection），在進氣歧管處也不能提供相同水平的真空壓力來滿足真空制動助力系統的要求，因此也需要真空泵來提供真空來源，真空泵在系統中的位置如下圖所示。
匹配柴油發動機的真空泵
真空助力器的工作過程是：在非工作的狀態下，控制閥推桿回位彈簧將控制閥推桿推到右邊的鎖片鎖定位置，真空單向閥口處于開啟狀態，控制閥彈簧使控制閥皮碗與空氣閥座緊密接觸，從而關閉了空氣閥口。此時真空助力器的真空氣室和應用氣室分別通過活塞體的真空氣室通道與應用氣室通道經控制閥腔處相通，并與外界大氣相隔絕。發動機起動后，發動機的進氣歧管處的真空度上升，隨之，真空助力器的真空氣室、應用氣室的真空度均上升，并處于隨時工作的準備狀態。
真空助力器結構圖
當進行制動時，踩下制動踏板，踏板力經杠桿放大后作用在控制閥推桿上。首先，控制閥推桿回位彈簧被壓縮，控制閥推桿連同空氣閥柱往前移。當控制閥推桿前移到控制閥皮碗與真空單向閥座相接觸的位置時，真空單向閥口關閉。
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【汽車配氣機構知識】
配氣機構由凸輪軸、挺桿、推桿、搖臂、搖臂軸、氣門彈簧及氣門導管等一些相關部件組成。 凸輪軸在發動機上的布置有下置，側置和頂置。現代發動機上常采用頂置式，它位于氣缸蓋上。凸輪軸直接通過挺柱驅動氣門，省去了一大套如挺桿、推桿等往復運動的部件，很適用于高轉速發動機，但也帶來傳動軸的困難，由于凸輪軸在氣缸蓋上，氣缸蓋拆裝較為麻煩，并且噴油器的布置也較困難。另有一種頂置式是凸輪軸的幅輪直接驅動氣門。這種形式的優點不但機構簡單、慣性小、對凸輪軸的要求不高，故在新式汽車應用廣泛。
主要零件
1)氣門組件。氣門組件包括氣門、氣門導管、氣門座及氣門彈簧等零件組成， 配氣機構氣門組件的作用是保證實現對氣缸的可靠性密封，為此要求氣門頭部與氣門座貼合嚴密，氣門導管對氣門桿的往復運動導向良好，氣門彈簧兩端與氣門桿中心線相互垂直，氣門彈簧的彈力保證氣門關閉時緊壓在氣門座上。
2)氣門傳動組件。氣門傳動組件主要包括凸輪軸及其傳動機構、挺柱、推桿和搖臂機構等零部件。
凸輪軸
凸輪軸是氣門傳動組中的主要部件，其作用是控制氣門的開閉及其升程的變化規律。
凸輪軸一般用優質鋼模鍛而成，并對凸輪和軸頸工作表面進行高頻感應加熱淬火(中碳鋼)或滲碳淬火(低碳鋼)處理。
挺柱 挺柱的作用是將凸輪軸旋轉時產生的推動力傳給推桿或氣門，挺柱一般用耐磨性好的合金鋼或合金鑄鐵等材料制造。
搖臂組件主要有搖臂、搖臂軸、支撐座、氣門間隙調整螺釘等零件。搖臂是一個以中間軸孔為支點的雙臂杠桿，短臂一側裝有氣門間隙調整螺釘，長臂一端有一圓弧工作面用來推動氣門。
配氣機構的功用
配氣機構的功用是按照發動機每一氣缸內所進行的工作循環和發火次序的要求，定時開啟和關閉各氣缸的進、排氣門，使新鮮充量得以及時進入氣缸，廢氣得以及時從氣缸排出;在壓縮與膨脹行程中，保證燃燒室的密封。
展開 儀表板專題 & 汽車儀表板大型注塑模具設計
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完成開模行程800mm后，液壓缸3和20的活塞桿推動推板23和推桿固定板24，進而推動推桿，將塑件平穩推離動模型芯，由機械手將塑件取出。
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液壓缸31和58推動斜向抽芯塊和斜滑塊54復位，液壓缸3、20推動推桿40、41復位。最后注塑機推動動模復位，模具接著進行下一次注射成型。
注塑模常用零件名稱及作用，以及注塑模具基礎知識學習和模具原理動圖！
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推出零件
推桿：直接推出塑件或澆注系統凝料的桿件，有圓柱頭推桿、帶肩推桿和扁頭推桿等。圓柱頭推桿可用來推頂推頂板，亦稱預桿。
推管：直接推出塑件的管狀零件。
推件板：直接推出塑件的板狀零件。
推件環：局部或整體推出塑件的環狀或盤形零件。
推桿固定板：固定推出和復位零件以及推板導套的板狀零件。
推桿：支承推出和復位零件，直接傳遞機床推出力的板件。
連接推桿：連接推件板與推板固定板，傳遞推力的桿件。
拉料桿：設置在主流道的正對面，頭部形狀特殊，能夠拉出主流道凝料的桿件，頭部形狀有Z形，球頭形，倒錐形，菌形及圓錐頭形等。
推流道板：隨著開模運動，推出澆注系統凝料的板件。亦稱推料板。
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抽芯（分型）零件
斜銷（斜導柱）：傾斜于分型面裝配，隨著模具的開閉使滑塊（或凹模拼塊）在模內產生往復運動的圓柱形零件。
滑塊：沿導向結構運動，帶動側型芯（或凹模拼塊）完成抽芯和復位動作的零件、。
側型芯滑塊：由整體材料制成的側型芯或滑塊。有時幾個滑塊構成模拼塊，需先將其分開后，塑件才能順利脫模。
滑塊導板：與滑塊的導滑面配合，起導滑作用的板件。
楔緊塊：帶有斜角，用于合模時鎖緊滑塊的零件。
彎銷：隨著模具的開閉，使滑塊作抽芯和復位運動的矩形或方形截面的彎折零件。
展開 汽車前保險杠大型薄壁注塑模結構分析、設計
圖2 前保險杠注塑模具結構圖
1.定模固定板;2.承板;3.熱流道板;4.定位圈;5.一級熱射嘴;6.氣閥;7.閥針;8.二級熱射嘴;9.動模固定板;10.方鐵;11.推桿固定板;12.推桿底板;13.支撐柱;14.動模方導柱;15.推桿;16.動模板;17.支撐腳;18.定模方導柱;19.定目板;20.斜推桿;21、29.轉銷;22、28.斜頂;23、34.導軌;24、27.動模鑲件;25、26.直頂;30.斜推桿;31、39.護桿;32、33、40、41.導向柱;35、36、37.推桿;38.定位塊;42.耐磨塊;43.側抽芯;44.彈簧;45.限位塊
1、成型零件設計
本模具的3D圖見圖3，模具設計時采用了先進的內分型面技術，詳見圖4。其優點是分型夾線隱藏在保險杠的非外觀面上，在汽車上裝配后看不到，不會影響外觀。但這種技術在難度與結構上都要比外分型保險杠復雜，技術風險也較高，模具成本與模具價格也會高于外分型保險杠很多，但因外觀美觀，在中高檔汽車中被廣泛應用，見圖3。
圖3 前保險杠注塑模具立體圖
另外，本塑件有大量通孔，有的面積還較大，碰穿處設計了排氣槽與避空槽，插穿角度為大于8 °，這樣可以增長模具的使用壽命，不易產生飛邊。
前保險杠注塑模具成型零件和模板做成一體，模板材料采用預硬注塑模具鋼P20或718都可以。
圖4 八點順序閥熱流道系統和冷卻系統
2、澆注系統設計
本模具澆注系統采用整體式熱流道系統，它的優點包括裝拆方便，加工精度要求不高，沒有了漏膠的風險，裝配精度可靠，并且后續不需要重復拆裝以及維護和修理成本低。
前保險杠為外觀件，表面不允許有熔接痕，注射成型時必須把熔接痕趕到非外觀面或消除熔接痕，這是本模具設計的重點和難點之一。
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