则: d?(4?280/??120)0.5
d?1.723?28
满足实际设计要求。
4.2.6 缸筒壁厚的设计
缸筒直接承受压缩空气压力，必须有一定厚度。一般气缸缸筒壁厚与内径之比小于或等于1/10，其壁厚可按薄壁筒公式计算:
??DPp/2[?] (4-11)
式中:
6——缸筒壁厚，mm。 D——气缸内径，mm。
Pp——实验压力，取Pp?1.5P, Pa。 材料为:ZL3,[?]=3MPa。 代入己知数据，则壁厚为:
??DPp/2[?]
?63?6?105/(2?3?106)?6.3(mm)
取??7.5mm，则缸筒外径为:D1?63?7.5?2?78(mm)
4.2.7 活塞杆运动行程的计算
本次设计机械手手爪夹持半径为45mm～95mm，手爪手指长100mm，设手爪夹持最小半径工件与夹持最大半径工件之间手爪的旋转角度为?，则有
R2?R195?45?arcsin?300 (4-12) 100100式中：R1——夹持最小半径，mm。
??arcsin
21
R2——夹持最大半径，mm。
由于活塞杆与手爪间用齿轮齿条传动，所以齿轮的转动弧长则为活塞杆运动行程，设活塞杆运动行程为L，则：
n?R30???22.5L???11.78mm
180180 所以活塞杆的运动行程为11.78mm，由于考虑到机械精度和传动效率的影响，本次设计设计活塞杆运动行程为15mm。
22
第5章 各机械部件的设计选择与校核
5.1 轴的设计与校核
5.1.1 大臂旋转轴的设计
转矩和弯矩是轴的主要承受载荷,轴的常见形式有直轴和弯轴,而根据本次设计中机构的特点,选择传动轴为直轴.知条件可知n=10r/min，由电机传递到轴上的功率P?P Kw电??=50?0.9=0.045选择轴的材料为45钢,经调质后,再使用.
由参考资料表查得:硬度:HBS217～255;屈服强度极限: σs=360MPa;抗拉强度极限σb=650 MPa,弯曲疲劳强度极限σ1=300 MPa.
由表查得[σ-1]b=55 MPa. 初步确定轴的直径：
按照扭转强度估计轴输出端直径 由表查得C=1.3～126 取C=120
由式d=3p,得d=120 n30.045=19.81 取d=19mm 轴的设计尺寸参数如10下图5-1所示：
图5-1 大臂旋转轴
23
5.1.2 大臂轴的强度校核
按照扭转强度校核：
本次设计传动轴全长193mm，最小轴颈19mm，材料为45号钢，经调质后使用。
轴的扭转强度条件为：
P9550000Tn???? ? ?T=T3WT0.2d（5-1）
式中：
?T——扭转切应力，MPa。 T——轴所受的扭矩，N.mm。 WT——轴的抗扭截面系数，mm3。 N——轴的转速；r/min。
P——轴的传递功率，Kw。
D——计算界面处轴的直径，mm。
??T?——许用扭转切应力，MPa。
由上式得：
d?39550000pp=A03 （5-2）
0.2??t?nn查表得??T?的范围为25 MPa～45MPa；A0的范围为103～126。 本次设计??T?取40 则
24
A0?39550000?106.80.2?40 取106
则d?A03P0.045?106?3?17.5mm n10本次设计最小轴径为19mm>17.5mm，故满足强度要求。
按照弯扭合成强度校核： 弯扭合成图如图5-2所示：
图5-2 弯扭合成图
25