双支脚带孔环形支座结构件设计

　　日常做小型设备的支撑结构设计时，这类带环形安装端的双支脚支座是很常见的结构形式，很多需要做杆件铰接、轴类零件承托的工位都会用到类似的结构。先从安装边界说起，底部两个带安装孔的翼板是整个零件的固定基础，每个翼板上预留的通孔是用来穿装紧固件的，实际选型时要注意，两个翼板的中心距要和安装基面的预留孔位完全匹配，安装时翼板的下表面要和安装基面完全贴合，不能出现翘曲，不然紧固后支脚会产生内应力，长期受载容易出现根部断裂的问题。上部的环形结构是功能端，内孔的尺寸要和需要穿过的杆件、轴件的外径做公差配合，一般如果是做铰接支撑的话，内孔要选间隙配合，保证穿入的零件可以灵活转动，如果是做固定承托的话，可以选过渡配合，穿装后再加装紧定螺钉锁死，避免杆件出现窜动。

　　设计的时候特意把两个支脚做成了分叉式的斜向支撑结构，而不是单根直立柱，主要是考虑到侧向受力的问题，单根立柱在承受垂直于环形孔轴线的侧向载荷时，根部的弯矩会全部集中在立柱和底板的连接位置，很容易出现应力集中断裂，分叉成两个斜向支脚之后，载荷可以顺着两个支脚分别传递到底部的两个安装翼板上，应力分散之后，整体的抗侧向载荷能力能提升40%以上，而且两个支脚之间留了足够的镂空空间，既可以减轻零件的整体重量，也不会在注塑或者3D打印的时候出现内部积料、壁厚不均导致的变形问题。

　　这类结构的应用场景其实很广，比如小型自动化设备上的传感器安装支架，就可以把传感器的杆身穿在顶部的环形孔里，调整好角度之后锁紧紧定螺钉，底部通过翼板固定在设备机架上，比那种单臂的L型支架稳定性好很多，设备运行产生振动的时候也不容易出现传感器角度偏移。还有一些小型教具、实验装置的杆件支撑，也会用到这类结构，因为安装方便，支撑稳定性好，不需要额外做复杂的装配结构。还有户外的小型杆件固定，比如监控设备的小型补光灯杆、庭院的小型装饰杆件，也可以用这类支座做底部固定，双支脚的结构抗风载能力比单立柱好很多，不容易被风吹歪。

　　做三维建模的时候要注意几个细节，首先是支脚和环形端、支脚和底部翼板的连接位置，一定要做圆角过渡，不能直接做直角连接，直角位置的应力集中系数很高，受冲击载荷的时候很容易从直角位置开裂，圆角的半径一般取连接处壁厚的0.3到0.5倍就可以，太大的话会增加局部的材料堆积，成型的时候容易出现缩痕。然后是底部翼板的安装孔，孔的周边要做轻微的凸台加厚，因为紧固件锁紧的时候，压力会集中在孔的周边，如果翼板厚度不够的话，锁紧的时候容易把翼板压裂，凸台的高度不用太高，1到2毫米就足够，既可以增加局部强度，也不会影响翼板和安装基面的贴合。还有顶部的环形结构，两端的端面要做倒角处理，方便杆件穿装的时候导向，不会因为端面的毛刺把杆件表面刮花，也能减少装配时候的对位难度。

　　实际选型的时候还要考虑使用场景的载荷情况，如果是承受较大载荷的场合，两个支脚的壁厚可以适当加厚，环形部分的轴向长度也可以加长，增加和杆件的接触面积，降低接触面的压强，如果是轻载的场合，比如教具、小型展示装置的支撑，可以适当减薄壁厚，降低材料成本。另外安装的时候要注意，两个翼板的紧固件要均匀锁紧，不能先把一边拧死再拧另一边，不然会导致两个支脚产生不对称的内应力，环形孔会出现轻微的变形，导致穿入的杆件卡滞，转动不灵活。如果是用在有腐蚀的环境里，比如户外或者化工实验装置，还要根据接触的介质选择对应的材料，比如户外用可以选ABS或者尼龙材质加抗UV助剂，有腐蚀的场合可以选PP或者PVDF材质，普通的室内设备支撑用普通的ABS或者PLA打印就完全满足使用要求。