弹簧操动机构在真空断路器上得到了广泛的运用,由于其零部件多、结构复杂,且要求动作精准。每个零部件设计公差的存在会造成公差积累,使得零件合理公差设计成为较大难题。本文以兴机电器有限公司的弹簧操动机构为研究对象,对其进行较为系统的理论及仿真分析。首先为了满足动热稳定,使得真空断路器在合闸过程中触头接触后需压缩力较大的超行程弹簧,造成真空断路器特殊的负载特性。因此,利用Matlab进行仿真,并画出优化前后输出特性与负载特性曲线匹配情况变得尤为重要,且证实此优化方案是可取的。其次由于具体的零部件的接触力在实际动作过程中很难测得。进行动力学仿真分析,得出合分闸过程关键零部件的接触力、分/合/触头弹簧力值等仿真结果。机构的传动部件对真空断路器的机械特性影响较大,因此探究出来主要因素是凸轮轮廓、传动拐臂角度和长度、连板长度。接着由于材料强度的限制,零部件极易应为强度不够导致断裂、塌陷等破坏,但在实际动作过程中具体部位受力情况未知,因此对弹簧操动机构的部分零件进行有限元分析。根据应力仿真结果对薄弱零件进行结构调整,尽量避免实际中由于零件脆弱而影响样机合分闸的稳定性,并提取最大的变形量。为解决零件设计公差合理性问题,对建立公差链仿真模型及完成储能保持和合闸保持情况下的公差链仿真分析,分析出影响尺寸链的关键参数。对弹簧操动机构进行现场试验,得出关键零部件优化后磨损的情况进行分析。进行关键零部件尺寸的测量,并通过拟合优度检验,验证实际生产的尺寸是服从正态分布的。本文对弹簧操动机构进行分析,并将理论计算、仿真结果和实验结果进行对比,验证了理论分析的可行性,为真空断路器弹簧操动机构的设计与研发提供了参考依据。