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搬运
机械手
及其
控制系统
设计
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目 录
摘 要I
ABSTRACT（英文摘要）Ⅱ
目 录IV
第一章 引 言1
1.1 课题的背景和意义1
1.2 课题国内外发展现状2
第二章 总体方案确定4
2.1 总体方案论证4
2.1.1 机械手手臂结构方案设计4
2.1.2 机械手驱动方案设计4
2.1.3 机械手控制方案设计5
2.1.4 机械手主要参数5
2.1.5 机械手的技术参数列表6
第三章 机械手总体结构设计7
3.1 动作工况与分析7
3.2 机械手各部分结构设计8
3.2.1 机械手底座的设计8
3.2.2 立柱结构的设计8
3.2.3 轴承的选择9
3.2.4 上轴承座的选择10
3.2.5 下轴承座的选择11
3.2.6 大臂的结构设计12
3.2.7 小臂的结构设计12
3.2.8 气爪的结构设计12
3.2.9 手部夹紧气缸设计计算14
3.2.10 升降气缸设计计算18
3.2.11 伸缩气缸设计计算22
3.2.12 回转气缸设计计算25
第四章 气动部分设计28
第五章 PLC控制部分设计30
5.1电磁铁动作顺序30
5.2 I/O分配30
5.3 PLC控制梯形图31
5.4 PLC控制程序指令32
结论37
参考文献38
致谢及声明39
第四章 气动部分设计
由设计要求可知,机械手有四个移动自由度,其工作程序为:机构下降→夹具夹紧→机构上升→手臂右摆→手臂右移→机构下降→夹具松开→机构上升→手臂左移→手臂左摆退至原位。
气动原理图如图4-1所示。整个气动系统就是要对摆动气缸、夹紧气缸、伸缩气缸和升降气缸的动作进行控制。
图4-1 气动原理图
气路元件表如图4-1所示：
图4-1 气路元件表
序号型号规格名称数量
1L1-25单向节流阀6
224D H-10-S
三位四通电磁滑阀3
3QF-44手动截止阀1
4QSL-26S QTY-20-S
压力组件1
5YJ-1压力继电器1
6Q24DH-10-S
两位三通电磁滑阀1
各执行机构的调速，凡是能采用排气口节流方式的，都在电磁阀的排气口安装节流阻尼螺钉进行调速，这种方法的特点是结构简单，效果尚好。如手臂伸缩气缸在接近气缸处安装两个快速排气阀，可加快起动速度，也可调节全程上的速度。升降气缸采用进气节流的单向节流阀以调节手臂的上升速度，由于手臂靠自重下降，其度调节仍采用在电磁阀排气口安装节流阻尼螺钉来完成。气液传送器气缸侧的排气节流，可用来调整回转液压缓冲器的背压大小。为简化气路，减少电磁阀的数量，各工作气缸的缓冲均采用液压缓冲器，这样可以省去电磁阀和切换节流阀或行程节流阀的气路阻尼元件。电磁阀的通径，是根据各工作气缸的尺寸、行程、速度计算出所需压缩空气流量，与所选用电磁阀在压力状态下的公称使用流量相适应来确定的。
- 内容简介：
-
第 三 章 机械手总体结构设计 - 7 - 第 三 章 机械手总体结构设计 3.1 动作工况与分析 气动机械手是以压缩空气的压力来驱动执行机构运动的机械手。其主要特点是 :介质源极为方便，输出力小，气动动作迅速，结构简单，成本低。但是，由于空气具有可压缩的特性，工作速度的稳定性较差，冲击大，而且气源压力较低，抓重一般在 30 公斤以下，在同样抓重条件下它比液压机械手的结构大，所以适用于高速、轻载、高温和粉尘大的环境中进行工作。 机械手的全部动作由电磁阀控制的气缸驱动。其中 ,上升 /下降、左移 /右移以及摆动分别由双线圈两位电磁阀控制 ,机械手的放松 /夹紧由一个单线圈两位电磁阀 (夹紧电磁阀 )控制。机械手的任务是将 A 工作台上的工件搬运到 B 工作台（或 B 到 A），机械手示意图如图 3-1 所示： 图 3-1 机械手示意图 在连续自动工作方式的状态下机械手的顺序实现的动作如图 1 示意图所示：手臂下降手指夹紧手臂上升手臂右摆动手臂右伸手臂下降手指松开手臂上升手臂左伸手臂左摆动（回到初始位），机械nts第 三 章 机械手总体结构设计 - 8 - 手可以反复不断的进行上述循环动作。 3.2 机械手各部分结构设计 3.2.1 机械手底座的设计 底座是机械手的基础部分，机械手执行机构的各部件和驱动系统均安装于机座上， 故起支撑和连接的作用。 底座的设计是根据各个零件的尺寸及有助于拆装方便来设计的如图2-2 所示： 图 3-2 箱座 箱座内壁不需要与其他零件有配合的关系，所以内表面不需要加工。左右厚壁上端有 M10 的螺纹孔，要求加工表面粗糙度，连接轴承下座的，底版的光孔是用来固定整个装置的，材料为铸铁 HT200。 3.2.2 立柱结构设计 立柱是支承手臂的部件，立柱也可以是手臂的一部分，手臂的回转运动和升降 (或俯仰 )运动均与立柱有密切的联系。机械手的立往通常为固定不动的，但机械手的立柱因工作需要，有时也可作横向移动，即 称为可移式立柱。 a.立柱的材料及热处理 由于设计功率不是太大，对其重量和尺寸无特殊要求，故选择常用材料 45 钢，调质处理。 b.初估轴径 nts第 三 章 机械手总体结构设计 - 9 - 按扭矩初估轴的直径，根据 1查表 10-2，得 C=106117，考虑倒安装轴承受扭矩作用，取 C=106，则 3min nPCd （ 3-1） 式中： C 由轴承的材料和承载情况缩确定的常数； P 轴的输 出功率， KW； n 轴的转速， r/min. 各参数值为 C=106、 P=15KW、 n=280，则 33m i n 151 0 6 3 9 . 9 5280Pd C m mn 所以选择轴径 40mm，轴上面设计个法兰，用法兰来固定轴承因为轴是靠气缸摆动来旋转的，所以所受的载荷很小，不需要校核。 3.2.3 轴承的选择 轴承是用以支承轴和轴上回转或摆动零件的部件 ,在各种机械中应用广泛。根据轴承工作时的摩擦性质，可分为滚动轴承和滑动轴承两大类。滚动轴承依靠主要元件间的滚动接触 来承受载荷，它与滑动轴承相比，具有摩擦阻力小、效率高、启动容易、润滑简便等优点。同时，滚动轴承绝大部分已经标准化，并由专业厂家生产，选用和更换很方便。其缺点就是抗击能力差，工作时有噪声，以及工作寿命不及液体摩擦的滑动轴承。 滚动轴承的类型很多，按照滚动体的形状，滚动轴承可分为球轴承和滚子轴承两大类。球轴承的滚动体与内、外圈是点接触，运转时摩擦耗损小，但承载能力和抗击能力差；滚子轴承为线接触，承载能力和抗冲击能力较球轴承大，但运转是耗损大。按照滚动轴承能否自动调心，可分为调心轴承和非调心轴承。按照滚动体列数多 少，可分为单列轴承、双列轴承和多列轴承。按照轴承能承受的主要载荷方向和公称接触角的不同，可分为向心轴承和推力轴承两大类。 a.向心轴承 向心轴承主要承受径向载荷， 0 45，又可分为：径向接触轴承， = 0，只能承受径向载荷；角接触向心轴承， 0 45，不仅能承受径向载荷 ,而且随着 角的增大 ,其承受轴向载荷的能力随之增大。 nts第 三 章 机械手总体结构设计 - 10 - b.推力轴承 推力轴承主要承受轴向载荷， 45 90，又可分为：轴向接触轴承， = 90，只能承受 轴向载荷；角接触推力轴承， 450 90，它主要承受轴向载荷 ,同时也能承受较小的径向载荷。随着 角的增大 ,其承受径向载荷的能力将减小。 轴承所受载荷的大小、方向和性质，是选择滚动轴承的主要依据。本设计中轴承既承受径向力及转矩，又承受轴向力，因此选用推力球轴承和深沟球轴承 ,推力轴承主要受轴向力，球轴承主要受径向力，又根据外廓尺寸的条件和轴的内径选用 6006 深沟球轴承和 51213 推力球轴承。 3.2.4 上轴承座的选择 6006 深沟球轴承 : d=30 mm D=55mm B=13mm da=36mm Da=49mm 51213 推力球轴承 : d=65mm D=100mm T=27mm da=86mm Da=100mm 根据以上的尺寸可以确定轴承上座的尺寸 ,如图 3-3 所示 : 图 3-3 上轴承座 由于配合接触的面比较多 ,所以对表面粗糙度的要求也高 ,轴承配合的地方要求公差等级 ,轴承的配合主要是内圈与轴颈、外圈与轴承座孔的配合。滚动轴承是标准件，因此，轴承内圈与轴颈采用基孔制 配合，轴承nts第 三 章 机械手总体结构设计 - 11 - 外圈与轴承座孔采用基轴制配合普通圆柱公差标准中基准孔的公差带都在零线之上，故滚动轴承内圈与轴颈的配合要比圆柱公差标准中规定的基孔制同名配合要紧的多。例如，一般圆柱体基孔制的 K6 配合为过度配合，而在滚动轴承内圈配合中则为过盈配合。 滚动轴承内、外圈的处的配合，既不能过紧也不能过松。过紧的配合会使轴承的内、外圈产生变形，可破坏轴承的正常工作，而增加了装拆的难度。过松的配合，不仅会影响轴的旋转精度，甚至会使配合表面发生滑动。因此，轴承配合种类的选取，应根据轴承的类型与尺寸、载荷的大小、方向和性质以及工作 环境决定。 所以 30 的 6006 轴径上安装轴承，这个轴径就是根据轴承的 d 来的， 36 是 6006 轴承的安装尺寸，同样根据推力轴承的尺寸来确定轴承座的尺寸。 3.2.5 下轴承座的选择 下轴承座的尺寸是根据轴承尺寸来定的。其主要配合的地方也是安装轴承的地方，需要公差的配合。（同上）如图 3-4： 图 3-4 下轴承座 在安装轴承的端面上要注明公差配合，分别以其为基准面，查机械设计手册，标明几个端面的圆柱度和相对基准面的圆跳动度，还有表面粗 糙度。 nts第 三 章 机械手总体结构设计 - 12 - 3.2.6 大臂的结构设计 本设计的手臂实现的是水平直线运 动，实现直线往复运动采用的是气压驱动的活塞气缸。由于活塞气缸的体积小、重量轻，因而在机械手的手臂结构中应用比较多。 本设计手臂很简单，在手臂内侧固定个伸缩气缸，如图 3-5 所示： 图 3-5 大臂设计 3.2.7 小臂的结构设计 本设计的手臂 与上述的大臂实现的运动方式一样，主要是上下直线运动 。 实现直线往复运动采用的也是气压驱动的活塞气缸。 本设计手臂很简单，在上面固定个夹紧气缸，如图 3-6 所示： 图 3-6 小臂设计 3.2.8 气爪的结构设计 夹持式手部结构由手指 (或手爪 )和传力机构所组成。其传力结构 形式比较多，如滑槽杠杆式、斜楔杠杆式、齿轮齿条式、弹簧杠杆式 .等。 nts第 三 章 机械手总体结构设计 - 13 - 夹持式是最常见的一种，其中常用的有两指式、多指式和双手双指式 :按手指夹持工件的部位又可分为内卡式 (或内涨式 )和外夹式两种 :按模仿人手手指的动作，手指可分为一支点回转型，二支点回转型和移动型 (或称直进型 )，其中以二支点回转型为基本型式。当二支点回转型手指的两个回转支点的距离缩小到无穷小时，就变成了一支点回转型手指 ;同理，当二支点回转型手指的手指长度变成无穷长时，就成为移动型。回转型手指开闭角较小，结构简单，制造容易，应用广泛。移动型应用较少 ，其结构比较复杂庞大，当移动型手指夹持直径变化的零件时不影响其轴心的位置，能适应不同直径的工件。 图 3-7 气爪设计 本设计是采用两指式，内卡式，上下气爪通过销来连接，过盈配合，如图 3-7 所示。设计时考虑的几个问题： a.具有足够的握力 (即夹紧力 ) 在确定手指的握力时，除考虑工件重量外，还应考虑在传送或操作过程中所产生的惯性力和振动，以保证工件不致产生松动或脱落。 b.手指间应具有一定的开闭角 两手指张开与闭合的两个极限位置所夹的角度称为手指的开闭角。手指的开闭角应保证工件能顺 利进入或脱开，若夹持不同直径的工件，应按最大直径的工件考虑。对于移动型手指只有开闭幅度的要求。 nts第 三 章 机械手总体结构设计 - 14 - c.保证工件准确定位 为使手指和被夹持工件保持准确的相对位置，必须根据被抓取工件的形状，选择相应的手指形状。例如圆柱形工件采用带“ V”形面的手指，以便自动定心。 d.具有足够的强度和刚度 手指除受到被夹持工件的反作用力外，还受到机械手在运动过程中所产生的惯性力和振动的影响，要求有足够的强度和刚度以防折断或弯曲变形，当应尽量使结构简单紧凑，自重轻，并使手部的中心在手腕的回转轴线上，以使手腕的扭转力矩最小为佳。 e.考虑被抓取对象的要求 根据机械手的工作需要，通过比较，我们采用的机械手的手部结构是一支点两指回转型，由于工件多为圆柱形，故手指形状设计成 V 型。 3.2.9 手部夹紧气缸设计计算 A手部驱动力计算 本课题气动机械手的手部结构如图 3-8 所示，其工件重量 G=10 公斤，a=37.5mm,b=70mm,根据 1摩擦系数为 f=0. 10。 图 3-8 手部结构分析图 a) 根据手部结构分析示意图，其驱动力为： aNbP 2nts第 三 章 机械手总体结构设计 - 15 - （ 3-2） b) 根据手指夹持工件的方位，可得握力计算公式 : ）（ NfGN 1 001.010 （ 3-3） 代入公式（ 3-2）得： )(3.3735.37 701002 NP c)参照 17实际驱动力 : 21KKPP 实际（ 3-4） 因为传力机构为齿轮齿条传动，根据 1故取 94.0 ，并取 5.11 K 若被抓取工件的最大加速度取 a= g时，参照 17则： 212 gaK （ 3-5） 代入公式（ 3-4）得： ）（实际 NP 1 19 194.0 25.13.3 73 所以夹持工件时所需夹紧气缸的驱动力为 1191N. B气缸的直径 本气缸属于单向作用 气缸。以下公式都参照 17，根据力平衡原理，单向作用气缸活塞杆上的输出推力必须克服弹簧的反作用力和活塞杆工作时的总阻力，其公式为 : FzFPDF l 4 21 （ 3-6） 式中 : 1F 活塞杆上的推力， N lF 弹簧反作用力， N zF 气缸工作时的总阻力， N P 气缸工作压力， Pa nts第 三 章 机械手总体结构设计 - 16 - 弹簧反作用按下式计算 : ()lfF C l S （ 3-7） 41318fGdCDn（ 3-8） 1 2 1D D d（ 3-9） 式中 : fC 弹簧 刚度， N/m l 弹簧预压缩量， m S 一 活塞行程， m 1d 弹簧钢丝直径， m 1D 弹簧平均直径， m 2D 弹簧外径， m n 弹簧有效圈数 G 一 弹簧材料剪切模量，一般取 97 9 .4 1 0 aGP 在设计中，必须考虑负载率 的影响，则 : 21 4 lDPFF 由以上分析得单向作用气缸的直径 : 14 ( )lFFD P 代入有关数据，可得 41318fGdCDn 9 3 4 37 9 . 4 1 0 ( 3 . 5 1 0 ) 8 3 0 1 0 1 5 mN64.3677 lfF C l s 33 6 7 7 .4 6 6 0 1 0 N6.220 nts第 三 章 机械手总体结构设计 - 17 - 所以： 14 ( )lFFD P 16 24 3 7 3 . 3 2 2 0 . 6 0 . 8 1 0 0 . 9 4 mm65.29 查有关手册圆整，得 mmD 30 由 3.02.0Dd ，可得活塞杆直径 : mmDd 5.19133.02.0 圆整后，取活塞杆直径 mmd 18 校核，按公式 21 4Fd（ 3-10） 有 : 1214dF其中， aMP120, NF 3.3731 则 : mmmmd 1899.1101203.3734 216 所以满足设计要求。 C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 1/10，参照 17，其壁厚可按薄壁筒公式计算 : 2pdP （ 3-11） 式中 : 缸筒壁厚， mm D 气缸内径， mm pP 实验压力，取 PPp 5.1, Pa 材料为 :ZL3, aMP2.1代入己知数据，则壁厚为 : 2pdP 365 10102.12105.120 mm83.0 取 mm1 ，则缸筒外径为 : mmD 321230 根据以上计算选择的气缸型号为： QGSD q 32 50 B LB nts第 三 章 机械手总体结构设计 - 18 - 其中： QGSD- 普通型单作用气缸； q 派生气缸代号： q=弹簧前置型； 32 汽缸内径； 50- 气缸行程； B 缓冲： B=可调缓冲； LB 安装方式： LB=轴向底座 3.2.10 升降气缸设计计算 手臂升降装置由转柱、升降缸活塞轴、升降缸体、碰铁、可调定位块、定位拉杆、缓冲撞铁、定位块联接盘 和导向杆等组成。在转柱上端用管接头和气管分别将压缩空气引到手腕回转气缸手部夹紧气缸和手臂伸缩气缸，转柱下端的气路，将压缩空气引到升降缸上腔，当压缩空气进入上腔后，推动升降缸体上升，并由两个导向杆进行导向，同时碰铁随升降缸体一同上移，当碰触上边的可调定位块后，即带动定位拉杆 ,缓冲撞铁向上移动碰触升降用液压缓冲器进行缓冲。上升行程大小通过调整可调定位块来实现，手臂下降靠自重实现。结构简图如图 3-9 所示： 图 3-9 结构分析简图 A驱动力计算 nts第 三 章 机械手总体结构设计 - 19 - 根据上图力的作用方向，可计算活塞的驱动力 F，参照 1可知摩擦系数 f=0. 17。 a) 根据结构示意图，驱动力公式为： 总GFF f （ 3-12） b) 质量计算 :手臂升降部分主要由手臂伸缩气缸、夹紧气缸、手臂、手爪及相关的固定元件组成。气缸为标准气缸，根据中国烟台气动元件厂的产品样本可估其质量，同时测量设计的有关尺寸，据估计 )(400 NG 总 所以代入公式（ 3-12）： 总GFF f 总总 GfG 40040017.0 ）（ N468 c) 参照 17实际驱动力 : 21KKFF 实际因为传力机构为齿轮齿条传动，参照 1故取 94.0 ，并取 5.11 K 若被抓取工件的最大加速度取 a= g时，根据 17则： 212 gaK 所以 ）（实际 NF 149494.0 25.1468 所以 夹持工件时所需夹紧气缸的驱动力为 1494N. B气缸的直径 本气缸属于单向作用气缸。以下公式均参照 17根据力平衡原理，单向作用气缸活塞杆上的输出推力必须克服弹簧的反作用力和活塞杆工作时的总阻力，其公式为 : FzFPDF l 4 21 式中 : 1F 活塞杆上的推力， N nts第 三 章 机械手总体结构设计 - 20 - lF 弹簧反作用力， N zF 气缸工作时的总阻力， N P 气缸工作压力， Pa 弹簧反作用按下式计算 : ()lfF C l S 41318fGdCDn1 2 1D D d式中 : fC 弹簧刚度， N/m l 弹簧预压缩量， m S 一 活塞行程， m 1d 弹簧钢丝直径， m 1D 弹簧平均直径， m 2D 弹簧外径， m n 弹簧有效圈数 G 一弹簧材料剪切模量，一般取 97 9 .4 1 0 aGP 在设计中，必须考虑负载率 的影响，则 : 21 4 lDPFF 由以上分析得单向作用气缸的直径 : 14 ( )lFFD P 代入有关数据，可得 41318fGdCDn 9 3 4 37 9 . 4 1 0 ( 3 . 5 1 0 ) 8 3 0 1 0 1 5 3677.46 mN lfF C l s 33 6 7 7 . 4 6 6 0 1 0 220.6N nts第 三 章 机械手总体结构设计 - 21 - 所以： 14 ( )lFFD P 216 94.0107.06.2203514 mm26.33 查有关手册圆整，得 mmD 35 由 3.02.0Dd ，可得活塞杆直径 : mmDd 5.19133.02.0 圆整后，取活塞杆直径 mmd 18 校核，按公式 21 4Fd有 : 2114 Fd 其中， aMP120, NF 3511 则 : mmmmd 1892.1101203514 216 所以满足设计要求。 C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，根据 17其壁厚可按薄壁筒公式计算 : 2pdP 式中 : 缸筒壁厚， mm D 气缸内径， mm pP 实验压力，取 PPp 5.1, Pa 材料为 :ZL3, aMP2.1代入己知数据，则壁厚为 : 2pdP 5 6 33 0 1 . 5 1 0 2 1 . 2 1 0 1 0 mm875.1 取 mm5.2 ，则缸筒外径为 : mmD 405.2235 根据 以上计算选择气缸型号为： QGSD q 40 100 B FB 其中： QGSD- 普通型单作用气缸； q 派生气缸代号： q=弹簧前置型； 40- 汽缸内径； 100- 气缸行程； B 缓冲： B=缓冲可调 ； nts第 三 章 机械手总体结构设计 - 22 - FB- 安装方式： FB=后法兰； 3.2.11 伸缩 气缸设计计算 手臂伸缩装置由伸缩缸活塞轴、伸缩缸体、碰铁、可调定位块、定位拉杆、缓冲撞铁、定位块联接盘和导向杆等组成。在手臂右端用管接头和气管分别将压缩空气引到手腕回转气缸手部夹紧气缸，手臂左端的气路，将压缩空气引到伸缩缸上腔，当压缩空气进入上腔后，推动升降缸体右移，并由两个导向杆进行导向，同时碰铁随升降缸体一同右移，当碰触上边的可调定位块后，即带动定位拉杆 ,缓冲撞铁向右移动碰触左右用液压缓冲器进行缓冲。右移行程大小通过调整可调定位块 来实现，手臂左移与右移类似。结构简图如图 3-10 所示： 图 3-10 结构分析简图 A驱动力计算 根据上图力的作用方向，可计算活塞的驱动力 F，参照 1可知摩擦系数 f=0. 17。 a) 根据结构示意图，驱动力公式为： fFFb) 质量计算 :小臂升降部分主要由夹紧气缸、手臂、手爪及相关的固定元件组成。气缸为标准气缸，根据中国烟台气动元件厂的产品样本可估其质量，同时测量设计的有关尺寸，据估计 )(300 NG 总 nts第 三 章 机械手总体结构设计 - 23 - 所以代入公式： fFF总fG30017.0 ）（ N51 c) 参照 17实际驱动力 : 21KKFF 实际因为传力机构为齿轮齿条传动，参照 1故取 94.0 ，并取 5.11 K 若被抓取工件的最大加速度取 a= g时，根 据 17则： 212 gaK 所以 ）（实际 NF 16 394.0 25.151 所以夹持工件时所需夹紧气缸的驱动力为 163N. B气缸的直径 本气缸属于单向作用气缸。以下公式均参照 17根据力平衡原理，单向作用气缸活塞杆上的输出推力必须克服弹簧的反作用力和活塞杆工作时的总阻力，其公式为 : FzFPDF l 4 21 式中 : 1F 活塞杆上的推力， N lF 弹簧反作用力， N zF 气缸工作时的总阻力， N P 气缸工作压力， Pa 弹簧反作用按下式计算 : ()lfF C l S 41318fGdCDn1 2 1D D d式中 : fC 弹簧刚度， N/m nts第 三 章 机械手总体结构设计 - 24 - l 弹簧预压缩量， m S 一 活塞行程， m 1d 弹簧钢丝直径， m 1D 弹簧平均直径， m 2D 弹簧外径， m n 弹簧有效圈数 G 一弹簧材料剪切模量，一般取 97 9 .4 1 0 aGP 在设计中，必须考虑负载率 的影响，则 : 21 4 lDPFF 由以上分析得单向作用气缸的直径 : 14 ( )lFFD P 代入有关数据，可得 41318fGdCDn 9 3 4 37 9 . 4 1 0 ( 3 . 5 1 0 ) 8 3 0 1 0 1 5 3677.46 mN lfF C l s 33 6 7 7 . 4 6 6 0 1 0 220.6N 所以： 14 ( )lFFD P 216 94.0107.06.2203514 mm26.33 查有关手册圆整，得 mmD 35 由 3.02.0Dd ，可得活塞杆直径 : mmDd 5.19133.02.0 圆整后，取活塞杆直径 mmd 18 校核，按公式 21 4Fdnts第 三 章 机械手总体结构设计 - 25 - 有 : 2114 Fd 其中， aMP120, NF 3511 则 : mmmmd 1892.1101203514 216 所以满足设计要求。 C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，根据 17其壁厚可按薄壁筒公式计算 : 2pdP 式中 : 缸筒壁厚， mm D 气缸内径， mm pP 实验压力，取 PPp 5.1, Pa 材料为 :ZL3, aMP2.1代入己知数据，则壁厚为 : 2pdP 5 6 33 0 1 . 5 1 0 2 1 . 2 1 0 1 0 mm875.1 取 mm5.2 ，则缸筒外径为 : mmD 405.2235 根据 以上计算选择气缸型号为： QGSD q 40 100 B LB 其中： QGSD- 普通型单作
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