平面四连杆受力计算

塑壳断路器四连杆机构力的计算塑壳断路器四连杆机构的计算用图解法计算下列的内容。

并附机构动作示意图。

一、计算操作机构的主弹簧钢度手柄处于合闸位置，动触头刚刚接触静触头表面而无超程，触头压力为初压力。

取初压力P 1=3.9N ，合闸的动作示意图见图1。

假设α=16°，β=26°。

图1GB ——操作机构主弹簧 BC ——操作机构上连杆 AB ——操作机构下连杆 O ——触头与转轴定位转动中心 OS ——沿下连杆的作用力对于O 点的力臂OS=10mm OK ——触头接触点与O 点的距离OK=35mm 三相触头对于O 点的反力矩M fM f =3×P 1×OK=3×3.9×35=412.9N ·mm取主弹簧GB 对O 点的合闸力矩Mn 为触头反力矩Mf 的1.4倍，即Mn/Mf=1.4以保证断路器可靠的合闸性能。

则：M n =1.4M f =1.4×412.9=578 N ·mm从Mn 值得出主弹簧拉力在下连杆AB 上的分力F AB 应为F AB =Mn OS =57810=57.8N 故主弹簧GB 的拉力F 拉为：F 拉=F AB ×Sin αSin β =57.8×Sin26°Sin16°=92N断路器机构设计为两根主弹簧，则每只弹簧的拉力为：F 拉/2=92/2=46N按动作示意图测量断路器的合闸时，主弹簧被拉长5mm ，则弹簧的刚度： C=F 拉/25 =9.2N/mm主弹簧计算略。

二、计算手柄再扣力断路器在再扣位置时见动作示意图2。

假设α=19°，β=125°。

图2GB——主弹簧(被拉长9mm)G’f——作用在手柄的再扣力至杠杆旋转中心f的力臂为52mmid——作用在杠杆与跳扣着力点的作用力至跳扣旋转中心d的力臂为15.5mm i’f——作用在杠杆与跳扣着力点的作用力至旋转中心f的力臂为23.5mm ds——沿上连杆CB的作用力至d点的力臂为14mm主弹簧GB在再扣力的拉力F GB为F GB=C×G=9.2×9=82.8F GB在上连杆的CB的分力为：F CB=F GB SinαSinβ=82.8×Sin19°Sin125°=32.91N手柄再扣过程中，手柄Gf带动跳扣绕d点转动，因此在再扣过程中主要克服F CB对d点的转动力矩。

平面四杆机构
目 录
• 平面四杆机构简介 • 平面四杆机构的基本形式 • 平面四杆机构的运动特性 • 平面四杆机构的优化设计 • 平面四杆机构的实例分析 • 平面四杆机构的创新与发展
01
平面四杆机构简介
定义与特点
定义
平面四杆机构是指在平面内由四 个刚性构件通过低副（铰链或滑 块）连接而成的相对固定和相对 运动的机构。
总结词
随着科技的不断发展，平面四杆机构的设计 也在不断创新，新型的平面四杆机构在结构 、性能和应用方面都得到了显著提升。
详细描述
新型平面四杆机构采用了先进的材料和设计 理念，使得其具有更高的稳定性和耐用性。 同时，新型平面四杆机构在运动学和动力学 方面也进行了优化，能够实现更加精准和高
效的运动控制。
平面四杆机构的分类
根据连架杆的形状
曲柄摇杆机构、双曲柄机构、双摇杆机构。
根据机架的长度
长机架四杆机构、短机架四杆机构。
02
平面四杆机构的基本形式ຫໍສະໝຸດ 曲柄摇杆机构总结词
曲柄摇杆机构是平面四杆机构中最常 见的形式之一，其中一根杆固定作为 曲柄，另一根杆作为摇杆，通过曲柄 的转动来驱动摇杆的摆动。
详细描述
特点
具有结构简单、工作可靠、传动 效率高、制造容易等优点，因此 在各种机械和机构中得到广泛应 用。
平面四杆机构的应用
01
02
03
曲柄摇杆机构
用于将曲柄的转动转化为 摇杆的往复摆动，如搅拌 机、榨汁机等。
双曲柄机构
用于实现两个曲柄的等速 转动，如机械式钟表的秒 针机构等。
双摇杆机构
用于将两个摇杆的往复摆 动转化为另一个摇杆的往 复摆动，如雷达天线驱动 机构等。
详细描述

切向分力:
法向分力:
FFco sFsin FFcos
n
▲切向分力F ′越大,机构的传力
性能越好,法向分力 F″越大,机
构的传力性能越差
B
结论：
A
为保证机构的传力
F″
t
C γα F
F′ t
F ″ T′
D
F′
性能，压力角α不能
过大，传动角γ不能过小。
设计时要求:γmin≥50°
γmin出现的位置：
当 最小或最大时，都有可能出现
§8－2平面四杆机构的类型和应用
一. 平面四杆机构的基本形式 铰链四杆机构
双曲柄机构
曲柄摇杆机构
双摇杆机构
各铰部链名四称杆及机运构动形式 机是构架平的面基固四本定杆形的机式构件 连架杆 直接与机架相连接的杆件
连杆
B
铰曲链柄曲四柄能杆摇整机杆周构机转的构动三的种构基件本形式连为架：杆
A
摇杆 只双能曲做柄非机整构周摆动的连架杆
A
4
B
A1
2 3 C 导杆机构,动画
4
转动导杆机构 摆动导杆机构
曲柄滑块机构演化实例
B 1
A
2 3
4
C
曲柄摇块机构〔连杆作机架
B 1 A
4
2
C 3
DC
B A
自卸卡车举升机构
移动导杆机构
B BBB 11 1
222
A AA A
3333 CCC 444
B 1
A
2 3
4
C
曲柄滑块机构
B 1
A
手摇唧筒
2 3
F’ E’
C’
D’
G’

自测试题
一、 判断题（正确：T，错误：F）
1.平面连杆机构是低副机构，其接触处压强较小，因 此适用于受力较大的场合。
2.铰链四杆机构通过机架的转换，就一定可以得到曲 柄摇杆机构、双曲柄机构和双摇杆机构。
3.铰链四杆机构如有曲柄存在，则曲柄必为最短构 件。
4.在曲柄滑块机构中，当曲柄为主动件时，机构没
21
5.平行四边形机构的极位夹角=___ ,它的行程速比系 数K____。 6.铰链四杆机构演化成其它形式的四杆机构常有三种 方法，它们是______、________和_______。 7.一对心曲柄滑块机构，若以滑块为机架，则将演化 成___________机构。 8.曲柄为主动件的曲柄摇杆机构中，当从动摇杆处于 两极限位置时，________在该位置所夹的锐角，称 为极位夹角。
14
2）用作图法按两连架杆预定的对应位置 设计四杆机构 设计方法是：此类问题刚固反转法进行设计 （重点）
15
3）按预定的连杆位置设计四杆机构：
已知：连杆BC的三个预定位置B1C1、B2C2和B3C3 设计的实质是：求固定铰链中心的位置 设计方法是：此类问题可用求圆心法来解决，即作 铰链B各位置点连线B1B2 、B2B3的中垂线，两中 垂线的交点即为固定铰链中心A。同理，作铰链C 各位置点连线C1C2、 C2C3的中垂线，两中垂线的 交点即为固定铰链中心D。
9.铰链四杆机构中，_____角越大，对机构的传动越 有利。
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10.死点是指不计摩擦时机构所处的特殊位置，可借 助_____或采用_____的方法使机构能顺利通过死点 位置而正常运转。
三、选择题
1.下面
不是平面连杆机构的优点。
A. 运动副是面接触，故压强小、耐磨损；