【正文】 、基圓半徑 bR 以凸輪轉(zhuǎn)動中心為圓心，以凸輪理論曲線的最短向徑為半徑所畫的圓稱為基圓半徑，用 bR 表示 ； 6） 從動件的行程 h、擺動角 ? 移動從動件從最遠(yuǎn)位置到最近位置的距離為推程；反之，移動從動件從最遠(yuǎn)距離到最近距離為回程。 用于升 停 回 停運(yùn)動時 ， 從動件在行程的起始和終止位置加速度無突變 、 無柔性沖擊 ,有利于機(jī)構(gòu)運(yùn)轉(zhuǎn)平衡 。 正弦加速度運(yùn)動規(guī)律是在主動件凸輪勻速圓周運(yùn)動的同時 ， 從動件的加速度是凸輪角速度的正弦函數(shù) 。 但當(dāng)用于升 停 回 停運(yùn)動時 ， 在行程的起始和終止位置有加速度突變時仍有柔性沖擊 ，用于升 回 升型運(yùn)動時 ， 加速度曲線連續(xù) ,無柔性沖擊 。 余弦加速度運(yùn)動規(guī)律 ， 是在主動件凸輪勻速圓周運(yùn)動的同時 ， 從動件的加速度是凸輪轉(zhuǎn)角的余弦函數(shù) 。 等加速等減速運(yùn)動規(guī)律是在主動件凸輪勻速圓周運(yùn)動的同時 ， 從動件在每一個運(yùn)動段的前半程作等加速運(yùn)動 ， 后半段作減速運(yùn)動的運(yùn)動規(guī)律的速度曲線連續(xù) ， 沒有剛性沖擊 ， 但在從動件行程的開始 ， 終止和由正加速度變?yōu)樨?fù)加速度的中間位置 ， 加速度有突變 ,產(chǎn)生慣性力的有限值突變將導(dǎo)致柔性沖擊 。 理論上將產(chǎn)生無窮大的慣性力 ， 使機(jī)構(gòu)發(fā)生強(qiáng)烈的剛性沖擊 ， 所以從運(yùn)動特性上看 ， 等速運(yùn)動規(guī)律也是最差的運(yùn)動規(guī)律 。 從等速運(yùn)動規(guī)律運(yùn)動線圖以及運(yùn)動方程的形式來看 ， 這種運(yùn)動規(guī)律是最簡單的 ， 在很多情況下可滿足凸輪機(jī)構(gòu)推程的工作要求 。 凸輪機(jī)構(gòu)從動件常見的運(yùn)動規(guī)律有 ： 等速運(yùn)動規(guī)律 、 等加速等 減速運(yùn)動規(guī)律和簡諧運(yùn)動規(guī)律 (正弦 、 余弦運(yùn)動規(guī)律 )等 。從動件的運(yùn)動規(guī)律可以任意制定，取決于設(shè)計提出的凸輪輪廓線，凸輪常用于輔助開關(guān)的傳動和儲能彈簧傳動。又因為當(dāng)機(jī)構(gòu)各構(gòu)件長度按照同一比例變化時，各構(gòu)件間的轉(zhuǎn)角關(guān)系不變，故只需取各構(gòu)件的相對長度作為機(jī)構(gòu)參數(shù)即可。 如圖已四桿 AB,BC,CD,DA的長度分別為 a,b,c,d 。 當(dāng)要求實現(xiàn)某些特殊要求時，可用多連桿機(jī)構(gòu)，但多數(shù)多連桿機(jī)構(gòu)均可由四連桿機(jī)構(gòu)演化而成，例如用五連桿機(jī)構(gòu)實現(xiàn)傳動與自由脫扣。轉(zhuǎn)軸越光滑（摩擦系數(shù)越小），效率越高， d1 和 d2 越大，效率也越高。 由式（ ）可知，當(dāng) 1d =0（主動桿變成力學(xué)上的死點(diǎn)）或 )(2 rRfd ?? （被動桿進(jìn)入死帶）時效率為零。 2 212 l llrRfh ??? （ ） 則 )( 2)( 212 21s i n lll rlrRlf ????? （ ） 在設(shè)計時，為保證機(jī)構(gòu)可靠動作，應(yīng)采取比計算值大 ~2 倍的數(shù)值。設(shè) 1l 為連桿長度， r 為連桿兩軸銷之半軸， 2l 為被動桿長度， f 為摩擦系數(shù)， R 為被動軸半徑，由圖 23 可求出 ?的臨界值。 圖 四連桿機(jī)構(gòu)的死帶圖 當(dāng)作用力作用線切于被動軸的摩擦圓時，機(jī)構(gòu)不能運(yùn)動，這時死點(diǎn)變?yōu)樗缼А?如下 圖表示四連桿機(jī)構(gòu)的死帶圖例。利用這 一特性 可使塑殼式低壓斷路器操作機(jī)構(gòu)的仿真研究 8 觸頭在接近閉合位置時位移很小，以減少制造誤差對超程的影響。 當(dāng)主動桿與連桿成一直線時，則 02121 ??? ????MMC ， 01?M 或 02 ??? () 此時稱為四連桿機(jī)構(gòu)的死點(diǎn)。 )( 112 ??? cfC ?? ?? () 由此式所得曲線稱為聯(lián)動比曲線，可看出：從運(yùn)動特性曲線 )( 12 ?? cf? 可求出聯(lián)動比曲線。 1?? 、 2M —分別為被動桿的角位移和轉(zhuǎn)矩。 被動桿與主動桿的角速度之比稱為機(jī)構(gòu)的聯(lián)動比 ： 12???C () 式中 2? — 被動桿的角速度； 1? —主動桿的角速度。 5）要有聯(lián)動裝置 。 3）具有較短的分閘時間。 為保證操作機(jī)構(gòu)具有優(yōu)良的操作性能，在設(shè)計中應(yīng)盡量做到以下幾點(diǎn)： 1）操作機(jī)構(gòu)應(yīng)有足夠的合閘功能。手動操作有正面直接手柄操作（上下扳動或旋轉(zhuǎn)扳動）和正面杠桿傳動操作等方式；電動操作有電磁鐵操作和電動機(jī)操作等方式。操動機(jī)構(gòu)通常為四連桿式彈簧儲能機(jī)構(gòu)。按閉合方式又可分為儲能閉合和非儲能閉合兩種。 斷路器有兩種操作方式：手動操作和電動操作。主要設(shè)計內(nèi)容包括 操作機(jī)構(gòu)的設(shè)計、結(jié)合 Pro/e 和 Adams 軟件，利用虛擬樣機(jī)技術(shù)，完成操作機(jī)構(gòu)的優(yōu)化等。該斷路器主要由導(dǎo)電系統(tǒng)，滅弧室，脫扣器和手柄直接傳動操動機(jī)構(gòu)等組成。Adams/PostProcessor 模塊用 來輸出高性能的動畫，各種仿真結(jié)果數(shù)據(jù)曲線，還可以進(jìn)行曲線編輯和數(shù)字信號處理等，使用戶可以方便、快捷地觀察和研究 ADAMS 的仿真結(jié)果 。 在 Adams 的 3 個基本程序中， Adams/View 提供了一個直接面向用戶的基本操作對話環(huán)境和虛擬樣機(jī)分析的前處理功能，其中包括樣機(jī)的建模和樣機(jī)模型數(shù)據(jù)的輸入與編輯、與求解器 (Adams/Slover) 和后處理(Adams/PostProcessor)等程序的自動連接、虛擬樣機(jī)分析參數(shù)設(shè)置、各種數(shù)據(jù)的輸入和輸出、同其它應(yīng)用程序的接口等。 Adams 軟件包括 3 個核心模塊， View(用戶界面模塊 )、 Slover(方程求解器 )、PostProcessor(仿真結(jié)果后處理 )。 它強(qiáng)大的功能 包括三維實體造型、裝配模擬、加工仿真、 NC 自動編程、有限元分析等常規(guī)功能模塊外，同時也有模具設(shè)計、板金設(shè)計、電路布線、裝配管路設(shè)計等專有模塊，可以實現(xiàn) DFM（ Design For Manufacturing—面向制造的設(shè)計）、 DFA（ Design For Assembly—面向裝配的設(shè)計）、 ID（ Inverse Design—反求工程）、 CE（ Concurrent Engineer—并行工程）等先進(jìn)的設(shè)計方法和模式 。其中 PRO/E V2020I 更增加了行為建模技術(shù)使其成為把夢想變?yōu)楝F(xiàn)實的杰出工具。 PRO/E 能夠讓多個部門同時致力于單一的產(chǎn)品模型。 PRO/E 軟件的簡介 來自 PTC 公司的 Pro/E 是一款設(shè)計自動化中最成功的一個軟件。目前，國際上已出現(xiàn)了基于虛擬樣機(jī)技術(shù)的商業(yè)軟件，Adams 是其中非常著名的虛擬樣機(jī)分析軟件。日本 Mitsubishi ，從電器開關(guān)至汽車和衛(wèi)星?？梢灶A(yù)見，傳統(tǒng)的實物實驗研究方法，將在很大程塑殼式低壓斷路器操作機(jī)構(gòu)的仿真研究 4 度上會被虛擬樣機(jī)技術(shù)取代。虛擬樣機(jī)研究的是機(jī)械系統(tǒng)。 虛擬樣機(jī)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀 機(jī)械工程中的虛擬樣機(jī)技術(shù)又稱為機(jī)械系統(tǒng)動態(tài)仿真，是國際上 80 年代隨著計算機(jī)技術(shù)發(fā)展起來的計算機(jī)輔助工程 (CAE)技術(shù)。我國的企業(yè)通過十幾年的仿制設(shè)計和生產(chǎn)，積累了一定的實力和經(jīng)驗，計算 機(jī)輔助設(shè)計的應(yīng)用提升了開發(fā)手段，高精度的數(shù)控機(jī)床設(shè)備使模具加工有了長足的提高，目前所缺的是設(shè)計理念和工藝水平，然而這是至關(guān)重要的。模塊化和安全性考慮不多。 跟國外產(chǎn)品相比 ,國內(nèi)大多數(shù)產(chǎn)品不是孿生的，并缺少熱磁式整定電流可調(diào)的系列品種。對安全性、可靠性、經(jīng)濟(jì)性及維護(hù)等方面提出 了更高的要求。塑料外殼式斷路器可以裝設(shè)多種附件以適應(yīng)各種不同控制和保護(hù)的要求，具有較高的短路分?jǐn)嗄芰?、動穩(wěn)定性和比較完備的選擇性保護(hù)功能。塑料外殼式斷路器多為非選擇型，而且容量較小，一般在 600A以下，新型的塑料外殼式斷路器也可制成選擇型，而 且容量不斷增大，有的容量已達(dá)3000A以上。新一代產(chǎn)品分?jǐn)嗄芰?、機(jī)械壽命顯著提高，可作為手動啟動器使用，與新一代交流接觸器可組合控制與保護(hù)開關(guān)電器 。韓國 LG公司推出 MEC系列產(chǎn)品，部分采用雙斷點(diǎn)結(jié)構(gòu)。日本寺崎公司也推出了產(chǎn)品，但尚未銷售，日本三菱公司在 PSS系列產(chǎn)品上，又推出了 WS系列，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)完會采用模塊化設(shè)計，觸頭系統(tǒng)仍采用單斷點(diǎn)。西門子公司推出了 3VF新一代塑殼斷路器，主要特征是全系列帶電子式可通信控制器。美國 GE公司推出了 Record plus系列，殼架等級為125~1600A；所有殼架產(chǎn)品都有 lcw指標(biāo)，外殼為熱塑性材料。 在塑殼斷器方面； ABB公司推出了 Tmax系列，與原 S系列相比，結(jié)構(gòu)和性能有顯著改善。3%；在通信功能方面能與多種現(xiàn)場總線連接，配置了內(nèi)部總線、區(qū)域聯(lián)鎖模塊等。1%；功能測量精度從原來的 177。智能控制器功能與測量精度均有明顯提高，電流、電壓測量精度從原來的 177。智能控制器在原保護(hù)功能的基礎(chǔ)上，增加了電壓、頻率和功率的測量，諧波和基波的計算，可精確分析電網(wǎng)質(zhì)量并與多種現(xiàn)場總線連接。 從 20世紀(jì) 90年代后至 21世紀(jì)初，國外著名低壓電器制造商相繼推出新一代低壓斷路器產(chǎn)品，產(chǎn)品綜合技術(shù)性能有很大提高。因此，國家將繼續(xù)投入高額資金進(jìn)塑殼式低壓斷路器操作機(jī)構(gòu)的仿真研究 2 行電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)與改造，電力設(shè)備的發(fā)展將使低壓斷路器的需求量持續(xù)增長。 根據(jù)我國電力發(fā)展規(guī)劃，至 2020年按新增發(fā)電設(shè)備和現(xiàn)有電力設(shè)備更換與維修的需要，低壓框架斷路器年需求量為 57萬臺， 塑殼斷路器年需求量約為 1700萬臺。低壓斷路器銷售額約占低壓電器總銷售的35%~40%，目前產(chǎn)品是三代同堂，但第三代產(chǎn)品近年來銷售迅速上升，已超過低壓斷路總銷售額的 40%能上能下。 本文針對塑殼式低壓斷路器的操作機(jī)構(gòu)進(jìn)行分析，但因本人水平有限，錯誤再所難免，請各位老師批評指正 。如今，虛擬樣機(jī)技術(shù)已成為開發(fā)新型低壓電器的關(guān)鍵技術(shù)。虛擬樣機(jī)技術(shù) (Vhtual PrototypingTech． nology)是一項新生的工程技術(shù)，涉及多體系統(tǒng)動力學(xué)、計算方 法與軟件工程等學(xué)科。以往利用計算機(jī)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計的方案是：采用某種數(shù)值方法求解斷路器運(yùn)動部件的運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)方程組，利用可視化技術(shù)仿真出運(yùn)動部件的運(yùn)動過程，并給出相關(guān)的運(yùn)動參數(shù)。 其中操作機(jī)構(gòu)的設(shè)計 長期以來憑借經(jīng)驗，通過樣機(jī)制作和大量試驗來確定設(shè)計方案。 關(guān)鍵詞： 塑殼式低壓 斷路器 ； 操動機(jī)構(gòu) ； ADAMS。在導(dǎo)入模型的時候要用到 ADAMS 與PRO/E 的接口軟件 MECHPRO，可以利用 MECHPRO 定義剛體和施加約束 ，然后在 ADAMS 里面仿真并進(jìn)行優(yōu)化，通過 優(yōu)化操 動 機(jī)構(gòu)的各項參數(shù)， 選取最優(yōu)的設(shè)計 參數(shù) 進(jìn)行 操作機(jī)構(gòu)的設(shè)計 。塑殼式低壓 斷路器 廣泛應(yīng)用于低壓配電系統(tǒng)中， 其 操動機(jī)構(gòu)的性能直接關(guān)系斷路器動作的可靠性 ，所以操作機(jī)構(gòu)的設(shè)計顯得由為重要。 37 致 謝 33 參考文獻(xiàn) 31 ADAMS 仿真的具體步驟 29 PRO/E 與 ADAMS 之間的數(shù)據(jù)交換 27 ADAMS 仿真中存在的問題及解決方法 26 虛擬樣機(jī)技術(shù)在低壓斷路器方面的應(yīng) 用 24 第 4 章 ADAMS 仿真與優(yōu)化 24 PRO/E 模型圖 22 PRO/E 建模的一般方法 16 塑殼式低壓斷路器操作機(jī)構(gòu)的初步設(shè)計模型 16 彈簧的設(shè)計與計算 6 凸輪設(shè)計 2 虛擬樣機(jī)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀 1 塑殼式低壓斷路器的發(fā)展現(xiàn)狀 1 低壓斷路器的發(fā)展概況 Ⅱ 第 1 章 緒論 Ⅰ Abstract 畢業(yè)設(shè)計論文 目 錄 摘 要 6 月 19 日至 6 月 21 日：畢業(yè)設(shè)計成績評定 。 6 月 12 日至 6 月 14 日：指導(dǎo)老師評閱、電子文檔上傳 FTP。 5 月 21 日 至 5 月 31 日 ： 結(jié)合 Proe 和 Adams 軟件，完成操作機(jī)構(gòu)優(yōu)化 。 3 月 31 日 至 5 月 5 日 ：