操作力是什么?机械设计必备的基础知识

操作力的定义

操作力的定义

操作力是指开启或关闭门、盖板等部件时所需施加的力。
在机械设计中,通过精确计算操作力,可实现:
结构优化 → 避免过紧(用户费力)或过松(松动风险)
用户体验提升 → 确保操作顺畅省力
耐久性保障 → 减少长期使用导致的磨损

  • 根据门的重量和移动位置,所需的力会有所不同。
  • 在设计阶段通过计算操作力,能够选出合适的零部件,获得顺畅的操作体验。

操作力的计算方法

以旋转中心存在扭矩作用轴为前提,可通过以下公式计算。

抬起方向的操作力
=
(扭矩值+门的力矩)
÷
至操作点的距离
下压方向操作力
=
(扭矩值-门的力矩)
÷
至操作点的距离

关于旋转中心无扭矩产生轴时的操作力

旋转中心无扭矩产生轴的扭矩支撑,其计算公式会有所不同。请使用扭矩支撑选型工具。

旋转扭矩铰链操作力的设计思路

旋转扭矩铰链操作力

当在水平方向旋转时,由于盖板或门的重量在理论上无关,因此可以使用以下公式进行计算。

操作力
=
扭矩值*
÷
旋转中心至操作点水平距离

*前提是旋转中心存在扭矩发生轴。

对于旋转扭矩铰链HG-S50-34(扭矩值为5.0±20% N·m)、重量=3kg、从旋转中心到操作点的水平距离=450mm的情况,操作力计算如下:5.0N·m÷450mm×1000=11.11N

由于扭矩的波动为±20%,因此在下限值时,操作力计算如下:
5.0N·m×0.8÷450mm×1000=8.89N
在上限值时,操作力计算如下:5.0N·m×1.2÷450mm×1000=13.33N
因此,操作力的范围可以认为是8.89N~13.33N。

让我们实际计算一下。

操作力 = 扭矩值 ÷ 从旋转中心到操作点的水平距离

从旋转中心到操作点的距离
mm
旋转扭矩铰链的扭矩值
N·m
操作力
N

繁琐的力矩计算也可以通过选型工具轻松解决!
操作力也可以进行模拟计算!

只需输入至重心位置的距离、
盖板重量等信息,就可以通过选型工具“给力世嘉”选择适合产品。

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