苏州科技学院本科生毕业设计(论文)
3.1.4 手臂回转液压缸
摆动液压缸又称摆动液压马达，是一种输出轴能做往复摆动运动的液压执行元件。因为摆动液压缸的摆角大小一般是不能调整的，当输出轴直接和负载链接时，所选最大摆角应与负载所需最大摆角相等。特殊情况下，可选择摆动液压缸摆角大于负载所需摆角，用行程开关来控制负载所需的摆角。
此机械手的最大摆角为90度角，计算转矩：
M偏??G总?
M偏??G伸缩?1??G手爪?2???G总?0.1?0.637?750?47.7N?m其中ρ取0.1
参照《液压气动与液力工程手册》，选择YMD—30单片式摆动液压缸： YMD—30：最大摆角（θ/(°)）：90、180、270； 排量（V/L?r）：0.03； 额定压力(PN/MPa)：14；
?1 额定理论转矩(TN/N?m)：71；
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3.1.5 定位缸
机械手在旋转运动后需要保持平稳状态，故在机械手底部处安装一定位缸，此定位缸用来插拔限制机械手自由度的定位销。
定位销属于标准件：
圆柱销：GB/T119.1—2000 GB/T119.2—2000 内螺纹圆柱销：GB/T120.1—2000 GB/T120.2—2000 圆锥销：GB/T117—2000
此定位缸因只有定位销的插拔的功能，可以忽略液压缸除输出力的其他力，选择拉杆型液压缸。选用液压驱动，为单向作用缸，回程用弹簧驱动，液压缸插拔工件时，所受力?100N。
计算缸的驱动力为 P推=D2Pπηψ／4 其中D——缸筒内径，选取内径25mm的液压缸 P——液压缸的供油压力，选取P=1MPa Ψ——液压缸的负载率，一般取ψ=0.5——0.7； η——液压缸的总效率，一般取η=0.7——0.9； 计算可得：
P推=252×1×π×0.7×0.85／4=292.1（N）
P推＞P实际 故定位缸的选择满足题目要求
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3.1.6 夹具夹紧缸
图7 夹具受力分析简图
1、夹具夹紧缸的设计计算
如图示，该夹具夹紧缸做水平伸缩运动，夹具体本身所在的平台沿着滚珠丝杠前后移动，与主轴形成配合运动，进而对工件进行加工。运动夹具部分的最大运动行程为150mm，V不大于0.05m/s，初始加速时间为0.02S。因为珩磨机的切削应力较小，在设计液压缸所受的外力和中可以忽略不计。
故油缸理论驱动力可按下式计算：
F理?F摩?F密?F回?F惯
F摩----摩擦阻力(N)。夹具运动时，运动件表面间的摩擦力，如导向装置、
活塞和缸壁等处的阻力。
F密---密封装置处的摩擦阻力(N)。
F回----油缸回油腔低压油造成的阻力(N)，一般背压阻力较小，可取：
P回=0.05P。
F惯----夹具起动或制动时活塞杆上受到的平均惯性力(N)。
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估计参与夹具夹紧运动的部件包含运动部分夹具重量和液压缸自身运动部件总重量
?G= (10?20)?9.8N?294N
（1）F摩 的计算：
因为此油缸的受力方向主要是水平方向，除自身的部分自重产生的部分摩擦外，其他摩擦均可忽略不计，故在此F摩=uGP （2）F密的计算：
当液压缸的工作压力小于10MPa，活塞杆直径为液压缸内径的一半，则活塞杆和活塞都采用O型密封圈，此时液压缸的密封阻力为：
?14.7N。
F密?F杆?F活塞?0.03F驱
（3）F惯的计算：
G?V294?0.05F惯???75N
g?t9.8?0.02 式中：?v—由静止到加速到正常的变化量。
?t —启动时间，一般取0.01~0.05S，在此取?t为0.02S。 （4）F回的计算：
一般背阻压力较小，F回取0.05F驱。
则：F理?F摩?F密?F回?F惯?0.03F理?0.05F理?75?14.7 得：F理?97.5N
k3?365.6N 实际驱动力F实?F理??97.5??0.8式中：K—安全系数，取K为2 ?—传力机构机械效率，?=0.8
确定液压缸的结构尺寸：
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缸内径计算： D?4F4?365.6??22.02mm ?P???1?0.961根据油缸内径系列（GB/T2348-93），选择标准液压缸内径，D=32mm. 活塞杆直径d=50/2=16mm。 （1） 液压缸外径的设计
本案液压缸考虑铸造结构，考虑到铸造的最小壁厚要求，故最小不小于3mm，而驱动压力又较低，故厚度不超过10mm。按中等壁厚进行计算(0.3>D/δ>0.08)：
p计D???CO
(2.3[?P]?3PMAX)?式中 ?----强度系数(当为无缝钢管时取值为1，本案为铸造式，取值0.7 C----计入管壁公差及侵蚀的附加厚度 ???----油缸材料的许用应力(MPa)；?????bn，其中?b为油缸材料的
抗拉强度，n为安全系数，一般n=3～12，这里取5，同伸缩缸选择。 一般常用缸体材料的许用应力 ???为： 取材料抗拉强度为500MPa，
得铸钢： ???=100MPa
代入数据得：
p计D1.3?1?32???C??2?2.26 O(2.3[?P]?3PMAX)?(2.3?100?3?1)?0.7圆整为3mm，即缸体外径38mm。 2、活塞杆的计算校核
（1） 强度校核
活塞杆的尺寸要满足活塞（或液压缸）运动的要求和强度要求。对于杆长L大于直径d的10—15倍以上，按拉、压强度计算：
4pns[?]???2?d 式中 P为液压缸最大推力
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