们找出传动角的极限位置，并加以检验，看它是否满足许用的最小传动角条件：?min?[?]。本课程设计题目要求机构的传动角??30?。
由传动角的定义：连杆与机构运动输出构件之间所夹的锐角，可知本设计的机构有两个传动角需要检验。
① .风缸活塞杆驱动处，?B1F1G1为初始的传动角，其值为33.4?，这是在第
二部分驱动方式选择部分已经设定好的；同理，在另一个极限位置的传动角为81?。在传动过程中传动角是不断增大的。所以，传动角满足大于或等于30?的要求。
② .杆BC和杆CD之间所夹的锐角也是传动角。由仿真过程中可看出，此
传动角的极限为置也是在机构运动的起始位置和终止位置。这两个传动角为：
初始位置：?1?44??30?； 终止位置：?5?55??30?。
上面对两个传动角的分析可知：本方案设计的机构满足课题对传动角的要求。
综上所述，所设计的机构满足设计方案的要求。
第6章 机构动力分析
对机构的动力分析的目的是为下一步机械零件及风缸的强度，刚度设计
提供强度依据，对于了解机构的动力性能，进行驱动方式的选择，确定机械的工作能力等多方面都是非常必要的所以对机构进行力分析是非常必要的。
动力分析主要用于运动速度较快，机构各杆件在运动过程中的惯性力对构件的受力影响很大的机构。此时各杆件铰链点的摩擦力对杆件的受力情况影响非常小，可以忽略不计。分析的主要是惯性力，铰链点的运动副反力，平衡力（平衡力矩）等。
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由于本机构在工作过程中的运动速度比较快。实际工程背景下，机车在运行过程，电网线的高度是时刻变化的，要求弓头的高度也随之时刻变化， 在这个过程中，各杆件的惯性力对其受力影响以及机构整体的传力性能有很大的影响。基于上面的分析，只对机构进行动力分析。
6.1整个机构动态静力分析
ES2C3S3DGA4
图6?1 机构简图
2B1S1S4H
如图6?1所示，为方便列示，定义各杆号。
首先把各构件的惯性力，重力等所有已知外力，外力矩向质心Si简化，简化为一个主力Fi(Fix,Fiy)和主矩FiT,并标注到各自的示意图上。
1.根据图6?2所示的杆CD受力示意图，可以写出杆件CD的静力平衡方程式：
FR23yF3yFR03yDFR03x3S3F3TF3x
CFR23x 图6?2 杆CD受力示意图
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根据图6?3所示的杆BCE受力示意图，可以写出杆件BCE的静力平衡方
程式：
??FR03x?F3x?FR23x?0??FR03y?F3y?FR23y?0??F(y?y)?F(x?x)?F(y?y)DR03yS3DR03xCS3 (6?1) ?R03xS3??FR23y(xC?xS3)?F3T?0?EmgFR2yF2TFR32yF2xCFR32xFR12yB图6?3 杆BCE受力示意图
FR12x
??FR32x?F2x?FR12x?0??FR32y?F2y?FR12y?0??mg(x?x)?F(y?y)?F(x?x) (6?ECR32xS2CR32yCS2???FR12x(yS2?yB)?FR12y(xB?xS2)?F2T?0?2)
在方程组(6?1)，(6?2)中，F3x,F3y,F3T,F2x,F2y,F2T,mg为已知条件，同时增加两个约束条件：
?FR32y??FR23y? (6?3) F??FR23x?R32x联立(6?1，)(6?2)，(6?3)三个方程组可解得8个变量，
FR03x,FR03y,FR32y,FR23y,FR32x,FR23x,FR12x,FR12y。
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2.根据图6?4所示的杆AGB受力示意图，可以写出杆件AGB的静力平衡
方程式：
FR21yF1yFR21xFR41yF1TB1FFR01yGS11xFR41xAFR01x图6?4 杆AGB受力示意图
???FR01x?F1x?FR41x?FR21x?0??FR01y?F1y?FR21y?FR41y?0??FR01x(yS1?yA)?FR21y(xB?xS1)?FR41x(yS1?yG) (6?4) ???FR01y(xS1?xA)?FR41y(xS1?xG)?FR21x(yB?yS1)?F1T?0根据图6?5所示的杆GH受力示意图，可以写出杆件GH的静力平衡方程式：FR14yGFR14xF4yF44TFS4x4FR04yHFR04x
图6?5 杆GH受力示意图
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??FR14x?F4x?FR04x?0??FR14y?F4y?FR04y?0??F(y?y)?F(x?x)?F(y?y) (6?5)
HR04yHS4R14xGS4?R04xS4??FR14y(xS4?xG)?F4T?0?在方程组(6?1)，(6?2)中，F1x,F1y,F1T,F4x,F4y,F4T,FR21x,FR21为已知条件，y同时增加两个约束条件：
?FR14y??FR41y? (6?6) F??FR41x?R14x联立(6?4)，(6?3)，(6?6)三个方程组可解得8个变量，FR01x,FR01y,FR04x，
FR04y,FR14x,FR14y,FR41x,FR41y。
6.2整个驱动过程中受力分析
图6?6
由第五章的运动学仿真得出图6?6，在整个过程中风缸的驱动力在X方向上的分力和在Y方向上的分力的大小随着时间的增大，也即弓头的升高而减小。具体来说，上图中表示的是风缸受到的被驱动杆件给它的力，由作用力与反作用力的关系可知，风缸的驱动力刚好与上图表示的方向相反。风缸在X方向的分力沿着其负方向减小，而在Y方向的分力沿着其正方向减小。由于本机构为平面四杆机构，所以在不考虑安装误差的影响的情况下，Z方向的分力为0。这样
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