电磁操动机构中凸轮机构的设计及仿真

摘要

高压开关的操动机构,经常使用凸轮机构,凸轮动力特性的合理性,直接关系到整个机构的稳定性.传统设计方法中,都是按给定运动规律,设计匀速运动的凸轮廓线,满足工作的要求.当高压开关由电磁操动机构驱动时,凸轮的阻力是变化的,电磁驱动力是变化的.这时操动机构中的凸轮变速运动.这种非匀速运动的凸轮轮廓设计没有现成的设计方法.目前的设计方法多采用类比法,选取近似合理的凸轮廓线,经过多次修正后,获得可接受的设计结果.作者通过研究论证,推导出基于能量法,按输出速度曲线设计凸轮轮廓的方法.应用此方法,可以比较精确的设计出满足要求的凸轮轮廓.通过Pro/Engineer软件的机构动力学分析模块,对设计结果进行运动仿真分析,验证设计方法的正确性.

目录

文摘

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第一章引 言

1.1、真空高压开关的发展与应用现状

1.2、真空高压开关及其操动机构分类及特点

1.2.1、真空高压开关的结构

1.2.2、真空高压开关操动机构分类

1.2.3、真空高压开关操动机构的特点

1.2.4、高压开关对操动机构的要求

1.3、本课题研究的内容

第二章凸轮机构的设计原理

2.1、新型高压开关操动机构简介及原理

2.2、机构简化及等效质量的计算

2.3、基于能量守恒定律的凸轮设计方法的理论推导

第三章凸轮机构的设计

3.1、操动机构中凸轮机构

3.2、储能弹簧分析

3.3、电磁铁分析

3.3.1、电磁铁的结构及工作原理

3.3.2、电磁铁磁阻和磁导的相关计算

3.3.3、电磁铁的动力特性

3.4、电磁铁的能量、机械功和吸力计算

3.5、凸轮机构位移及速度的计算

3.5.1、机构参数的计算

3.5.2、合闸能量的计算

3.5.3、根据能量守恒定律计算φ-ψ的关系

3.6、凸轮廓线的计算

3.6.1、确定拐臂的运动规律

3.6.2、经典R-K法，计算φ值

3.6.3、换算凸轮廓线

第四章程序编制及运行结果

4.1、程序框图

4.2、VB程序

4.3、程序运行结果

第五章仿真及结果的比较分析

5.1、Pro/ENGINEER简介

5.2、操动机构模型的建立及仿真分析

5.2.1、操动机构分析

5.2.2、凸轮模型制作

5.2.3、仿真分析

5.3、分析结果

第六章结论

参考文献

致谢

在学期间发表的学术论文和参加科研情况