D— 回转油缸直径
d— 回转油缸与动片连接处直径
由设计得：D?90mm,d=20mm
1?0.0084?（0.092-0.022）?80?105?0.1 8 ?6.5N?m
则M封侧?M封径：动片外径与油缸密封装置处的摩擦阻力矩
M封径?bl1Dp? 2其中b为动片的宽度，b?50mm，l1，D，p和?同上述。 M封径?0.05?0.0084? ?15.1N?m 则：
0.09?80?105?0.1 2M封?2?4.2?2?6.5?15.1?36.5N?m
5、回转油缸回油腔的背压反力矩M回 M回?（D2-d2）p回
其中p回为回油腔的油液压力，在这里初步估算为20?105N/m2
0.05?（0.092-0.022）?20?105 8 ?96.3N?m
b8则： M回?则手腕回转油缸所需的驱动力矩M驱为：
M驱?M惯?M封?M偏?M回
?106.9?36.5?2?96.3
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?241.7N?m
M驱?241.7N?m?M?385N?m
所以设计尺寸符合使用要求，安全。
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第5章 手臂工作油缸的设计与计算
5.1 手臂伸缩油缸的设计与校核
手臂的伸缩动作由伸缩油缸带动，需要计算油缸的驱动力。所谓油缸的驱动力是指油缸的高压油腔的压力油所产生的合成液压力。在机械手工作时，各油缸的驱动力要分别克服作用在各自油缸活塞上的总机械载荷，以保证机械手正常运动[13]。
手臂伸缩油缸运行长度设计为l?500mm,油缸内径为D1?40mm，半径R?20mm。
5.1.2 尺寸校核
1、设计油缸运行长度设计为l?500mm,油缸内径为D1?40mm,半径
R?20mm, 活塞运行速度为?1?750mm/s，加速度时间?t?0.1s，进油压
力为P=10?105N/m2。
当压力油输入无杆腔，使活塞以速度?1而运动是所需输入油缸的流量Q1为：
Q1??D24?1
式中：D — 油缸（或活塞）直径，mm D1=40mm
Q1— 输入无杆腔的流量，L/min ?1— 活塞的移动速度，m/s ?1?750mm/s
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流量Q1为：Q1?2??0.44 in?7.5?60?56.5L/m油缸的无杆腔内压力油液作用在活塞上的合成液压力P1即油缸的驱动力为：
P1???D24p
式中： p— 进油压力，N
N P1— 油缸驱动力，
P1???0.0424?10?105?1256N
当压力油输入有杆腔，使活塞以速度?2而运动是所需输入油缸
的流量Q2为：
?（D2?d2）Q2??2
4式中：d— 活塞杆直径（mm） d?20mm
Q1— 输入无杆腔的流量，L/min
?2— 活塞的移动速度，mm/s，?2?1500mm/s 则流量Q2为：
Q2???（0.42?0.22）4?84.8L/min
?15?60
油缸的无杆腔内压力油液作用在活塞上的合成液压力P2即油缸的驱动力为：
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?（D2?d2） P2?p442、计算作用在活塞上的总机械载荷
机械手手臂移动油缸的受力简图如图5-1所示。作用在活塞上的总机械载荷P为：
??（0.042?0.022）10?105?942N
P驱?P工?P导?P回 封?P惯?PI处放大ICG总AdaP工P导
图5-1 手臂伸缩油缸受力简图
1.工作阻力P工：工作阻力P工的数值要根据油缸工作的 具体情况确定有无，并进行计算或估算。
在此为完成搬运工件的伸缩油缸，故不受工作阻力，即P工为0。 2.导向装置处的摩擦阻力P导：不同配置和不同的导向截面形状，其摩擦阻力不同，要根据具体情况进行估算。
本设计如图5-1所示的是双向杆导机构，其导向杆截面形状是圆柱面。导向杆对称配置在油缸的两侧，并布置在过油缸活塞杆的平面内。
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