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五自由度的曲轴搬运上线机械手的设计【优秀含8张CAD图纸+UG三维建模+工业机械手全套课程毕业设计】

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关键词：: 五自由度曲轴搬运上线机械手机械设计毕业设计五自由度的曲轴搬运上线机械手的设计工业机械手全套课程毕业设计

资源描述：

曲轴搬运上线机械手设计

多关节式工业机械手的设计

五自由度的曲轴搬运上线机械手的设计【优秀含8张CAD图纸+工业机械手全套课程毕业设计】

【带任务书+开题报告+实习报告+外文翻译】【57页@正文26100字】【详情如下】【需要咨询购买全套设计请加QQ1459919609】

A3活塞零件图.dwg

UG图

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手腕.dwg

手臂机构图.fdwg.dwg

机械手总装图.dwg

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摘要………………………………………………………………………………Ⅰ

Abstract……………………………………………………………………………Ⅱ

第1章引言…………………………………………………………………………1

1.1 工业机械手的发展史…………………………………………………1

1.2工业机械手的用途………………………………………………2

1.3 工业机械手的发展趋势………………………………………………3

1.4 机械手的组成…………………………………………………………4

1.5 应有机械手的意义……………………………………………………………6

第2章总体设计方案及系统组成………………………………………………………7

2.1液压机械手的组成及各部分关系概述………………………………7

2.2 液压力机械手的设计分析……………………………………………7

2.2.1设计要求…………………………………………………………7

2.2.2 总体设计任务分析………………………………………………8

2.2.3 总体方案拟定……………………………………………………8

2.2.4 自动搬运机械手的设计方案论证………………………………9

第3章机身设计……………………………………………………………………12

3.1机身设计要点…………………………………………………………12

3.2驱动力计算……………………………………………………………12

第4 章手臂设计…………………………………………………………………14

4.1 手臂设计要点…………………………………………………………14

4.1.1应使手臂刚度大、重量轻………………………………………14

4.1.2应使手臂运动速度、惯性小…………………………………15

4.1.3手臂动作应灵活………………………………………………16

4.1.4应使手臂传动准确、导向性好…………………………………16

4.1.5 位置精度要求高………………………………………………16

4.2手臂机构的选择与设计………………………………………………17

4.2.1手臂直线运动机构……………………………………………17

4.2.1.1直线运动机构…………………………………………17

4.2.1.2导向装置………………………………………………17

4.2.1.3手臂驱动力计算………………………………………19

4.2.1.4手臂伸缩油伸缩油缸的设计计算……………………19

4.2.2手臂回转运动机构……………………………………………19

4.2.2.1只含回转缸一种缸体的机身机构……………………19

4.2.2.2回转缸置于升降之下的机身结构……………………19

4.2.2.3臂部回转运动驱动力矩的计算……………………19

4.2.3手臂俯仰运动机构……………………………………………20

4.2.3.1驱动力矩的计算……………………………………20

4.2.3.2俯仰摆动缸驱动力计算……………………………21

第 5章手腕设计………………………………………………………………22

5.1手腕回转结构…………………………………………………………22

5.2 手腕驱动力矩的计算…………………………………………………22

第 6 章手部的设计计算 …………………………………………………………24

6.1手指夹紧缸驱动力计算………………………………………………24

第 7章主要液压元件的设计计算 ………………………………………………26

7.1 液压缸的计算…………………………………………………………26

7.2 油泵的选择论证………………………………………………………26

7.2.1 油泵的工作压力计算…………………………………………27

7.2.2 油泵流量计算…………………………………………………27

7.2.3 油泵电机功率计算……………………………………………27

第 8章液压缸的设计计算………………………………………………… 29

8.1 液压缸内径的设计计算……………………………………………29

8.1.1 液压缸主要尺寸的计算…………………………………………29

8.1.2 液压缸筒壁厚的设计计算………………………………………31

8.2 液压缸主要零件的结构材料及技术要求……………………………32

8.3 液压缸活塞缸的校核…………………………………………………33

8.3.1 活塞缸的强度校核………………………………………………33

8.3.2 活塞缸的弯曲稳定性校核………………………………………34

第 9章液压系统的设计…………………………………………………………36

9.1 液压系统设计…………………………………………………………36

9.2 拟定液压系统原理图…………………………………………………36

9.2.1 基本回路的选择………………………………………………36

9.2.2液压阀的选择…………………………………………………37

9.3机械手液压系统图及特点……………………………………………38

9.4 液压系统电磁铁动作表………………………………………………39

9.5 液压系统的特点………………………………………………………41

第 10章控制系统的设计…………………………………………………………42

10.1 PLC的工作原理………………………………………………………42

10.2控制面板设计………………………………………………………42

10.3硬件选择……………………………………………………………43

10.3公用程序编写………………………………………………………42

10.4手动程序和自动程序………………………………………………43

10.5自动控制程序的输出电路……………………………………………44

小结…………………………………………………………………………………47

参考文献……………………………………………………………………………48

致谢…………………………………………………………………………………49

附录 …………………………………………………………………………………50

摘要

本文将设计一台五自由度的曲轴搬运上线机械手，目的是为了提高曲轴加工过程中的劳动生产率，实现机械加工的自动化。根据机械手的工作要求和结构特点，进行了机械手的总体设计，确定了机械手的外形尺寸和工作空间，拟定了机械手各关节的总体传动方案，采用可编程控制器( PLC) 对其液压驱动装置进行顺序控制,实现了系统的自动化。该设计提高了加工的自动化程度，全部机械设计采用了等强度、可靠性设计方法，初步达到了高效低成本生产加工的目标。

关键词：机械手；曲轴；顺序控制

ABSTRACT

In this paper, the design of a crankshaft of the five degrees of freedom manipulator handling on-line in order to improve the process of the crankshaft labor productivity, to achieve the automation of machining. According to the work manipulator and structural characteristics of the requirements for the design of the mechanical hand, determine the size of the robot and work space, the development of a manipulator of the overall transmission of the joint program, the use of programmable logic controller (PLC) of its hydraulic-driven sequential control devices to achieve automation of the system. The design increased the degree of automation for processing all the mechanical design, such as intensity of use, reliability design method, the initial reach of a highly efficient production and processing of low-cost objectives.

Keywords: Manipulator; Crankshaft; sequence control

第1章引言

机械手（mechanical hand）也被称为自动手（auto hand）。工业机械手（简称机械手）是近代自动控制领域中出现的一项新技术，并已渐成为现代机械制造系统中的一个重要组成部分。这种新技术发展很快，逐渐形成一门新兴的学科——机械手工程。

机械手之所以迅速发展还因为它的积极作用日益为人们所认识：其一、它能部分的代替人工操作；其二、它能按照生产工艺的要求，遵循一定的程序、时间和位置来完成工作的传送和装卸；起三、它能操作必要的机具进行焊接和装配。从而大大地改善工人的劳动条件，显著提高劳动生产率，加快实现工业生产机械化和自动化的步伐。因而，受到各先进工业国家的重视，投入大量的人力物力加以研究和应用

工业机械手是在自动线上搬运物料的一种自动化装置。其工作对象是将物料从生产线上转运到下道工序或存放位置。主要完成以下几个动作：下降一旋转一抓取并夹持物料一旋转一上升一松开并放置物料。

1.1 工业机械手的发展史

早在三国时代，诸葛亮发明的木牛流马即是古代中国人的智能结晶。随着近代的工业革命，机器产业的不断发展成为近代工业的主要支柱。由于科学幻想所系的“永动机”、太空探险以及梦想解决人的机能所无法达致境界的求新意念，推动科学家想研究创造出种种能够代替人的机械。上世纪六、七十年代的自动化机器、无人操纵的飞行器等等，即是此产业发展链条上的一个大胆的尝试与突破。

机械手首先是从美国开始研制的。1958年美国联合控制公司研制出第一台机械手。它的结构是：机体上安装一回转长臂，端部装有电磁铁的工件抓放机构，控制系统是示教型的。

参考文献

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内容简介：: 1 第 1 章引言机械手（ mechanical hand）也被称为自动手（ auto hand）。工业机械手（简称机械手）是近代自动控制领域中出现的一项新技术，并已渐成为现代机械制造系统中的一个重要组成部分。这种新技术发展很快，逐渐形成一门新兴的学科机械手工程。机械手之所以迅速发展还因为它的积极作用日益为人们所认识：其一、它能部分的代替人工操作；其二、它能按照生产工艺的要求，遵循一定的程序、时间和位置来完成工作的传送和装卸；起三、它能操作必要的机具进行焊接和装配。从而大大地改善工人的劳动条件，显著提高劳动生产率，加快实现工业生产机械化和自动化的步伐。因而，受到各先进工业国家的重视，投入大量的人力物力加以研究和应用工业机械手是在自动线上搬运物料的一种自动化装置。其工作对象是将物料从生产线上转运到下道工序或存放位置。主要完成以下几个动作：下降一旋转一抓取并夹持物料一旋转一上升一松开并放置物料。 1.1 工业机械手的发展史早在三国时代，诸葛亮发明的木牛流马即是古代中国人的智能结晶。随着近代的工业革命，机器产业的不断发展成为近代工业的主要支柱。由于科学幻想所系的 “ 永动机 ” 、太空探险以及梦想解决人的机能所无法达致境界的求新意念，推动科学家想研究创造出种种能够代替人的机械。上世纪六、七十年代的自动化机器、无人操纵的飞行器等等，即是此产业发展链条上的一个大胆的尝试与突破。机械手首先是从美国开始研制的。 1958 年美国联合控制公司研制出第一台机械手。它的结构是：机体上安装一回转长臂，端部装有电磁铁的工件抓放机构，控制系统是示教型的。 1962 年美国联合控制公司在上述方案上又试制出一台示教再现型机械手。商名为 Unimate(即万能自动 )。同年美国机械制造公司也试验成功一种叫nts 2 Versatran机械手，原意是灵活搬运。该机械手的中央立柱可以回转，臂可以回转、升降、伸缩、采用液压驱动，控制系统也是示教再现型。 1978年美国 Unimate（万能自动）公司和斯坦福大学、麻省理工学院联合研制一种叫 Unimate-vic-arm型工业机械手。装有小型电子计算机进行控制，用于装配作业，定位误差可小于 1mm 毫米。日本是工业机械手发展最快、应用最多的国家。自 1969 年从美国引进二种典型机械手后，大力从事机械手的研究。据报道， 1979 年从事机械手的研究工作的大专院校、研究单位达 50 多个。在数量上日本已占世界首位，约占 70%，并以每年 50-60%的速度增长。使用机械手最多的是汽车工业，其次是电机、电器。苏联自六十年代开始发展应用机械手，至 1977 年底，其中有一半是国产，一半是进口。主要用于机械化、自动化程度较低、繁重单调、有害于健康的辅助性工作。目前苏联的辅助性作业工人中搞设备维修的约占 37%。进入 80 年代之后，美国政府和企业界才对机器人真正重视起来，政策上也有所体现，一方面鼓励工业界发展和应用机器人，另一方面制订计划、提高投资，增加机器人的研究经费，使美国的机器人迅速发展。 80 年代中后期，随着应用机器人的技术日臻成熟，第一代机器人的技术性能越来越满足不了实际需要，美国开始生产带有视觉、力觉的第二代机器人，并很快占领了美国 60的机器人市场。美国的机器人技术在国际上仍一直处于领先地位。其技术全面、先进，适应性也很强。具体表现在：（ 1）性能可靠，功能全面，精确度高；（ 2）机器人语言研究发展较快，语言类型多、应用广，水平高居世界之首；（ 3）智能技术发展快，其视觉、触觉等人工智能技术已在航天、汽车工业中广泛应用；（ 4）高智能、高难度的军用机器人、太空机器人等发展迅速，主要用于扫雷、布雷、侦察、站岗及太空探测方面。 1.2 工业机械手的用途在现代工业中，生产过程的机械化，自动化已成为突出的主题。化工等连续性生产过程的自动化已基本得到解决。但在机械工业中，加工、装配等生产是不连续的。专用机床是大批量生产自动化的有效办法；但除切削加工本身外，还有nts 3 大量的装卸、搬运、装配等作业，有待于实现机械化。工业机械手是为实现工序的自动化而产生的。近年来，随着电子技术特别是电子计算机的广泛应用，机器人的研制和生产已成为高技术领域内迅速发展起来的一门新兴技术，它更加促进了机械手的发展，使得机械手能更好地实现与机械化和自动化的有机结合。机械手虽然目前还不如人手那样灵活，但它具有能不断重复工作和劳动、不知疲劳、不怕危险、抓举重物的力量比人手大等特点，因此，机械手已受到许多部门的重视，并越来越广泛地得到了应用，例如： (1)机床加工工件的装卸，特别是在自动化车床、组合机床上使用较为普遍； (2)在装配作业中应用广泛，在电子行业中它可以用来装配印制电路板，在机械行业中它可以用来组装零部件；(3)可在劳动条件差，单调重复易子疲劳的工作环境工作，以代替人的劳动；（ 4）可在危险场合下工作，如军工品的装卸、危险品及有害物的搬运等； (5）宇宙及海洋的开发； (6)军事工程及生物医学方面的研究和试验 1.3 工业机械手的发展趋势目前工业机械手主要用于机床加工、铸锻、热处理等方面，无论数量、品种和性能方面还不能满足工业生产发展的需要。在国呢主要是逐步扩大应用范围，重点发展铸锻、热处理方面的机械手，以减轻劳动强度，改善作业条件。在应用专用机械手的同时，相应地发展通用机械手，有条件的还要研制示教式机械手、计算机控制机械手和组合式机械手等。将机械手各运动构件，如伸缩、摆动、升降、横移、俯仰等机构，以及适于不同类型的夹紧机构，以及适于不同类型的夹紧机构，设计典型的通用机构，以便根据不同的作业要求，选用不同的典型部件，即可组成各种不同用途的机械手。此外还应大力研究伺服型、记忆再现型，以及具有触觉、视觉等性能的机械手，并考虑与计算机联用，逐步成为整个机械制造系统中的一个基本单元。在国外机械制造中，工业机械手应用较多，发展较快。目前主要应用于机床、模锻压力机的上下料，以及点焊、喷漆等作业，它可按照事先制定的作业程序完成规定的操作，但还不具备有任何传感反馈能力，不能应付外界的变化。如发生某些偏离时，就将引起零部件甚至机械手本身的损坏。为此，国外机械手的发展趋势是大力研制具有某种智能的机械手。使它拥有一定的传感能力，能反馈外界条件的变化，作相应的变更。 nts 4 视觉功能即在机械手上安装有电视照相机和光学测距仪以及微型计算机。触觉功能既在机械手上安装有触觉反馈控制装置。工作时机械手先伸出手指寻找工件，通过装在手指内的压力感敏元件产生触感作用，然后伸向前方，抓住工件。手的抓力大小可通过装在手指内侧的压力感敏元件来控制，达到自动调整握力的大小。总之，随着传感技术的发展，机械手的装配作业的能力将进一步提高。更主要的是将机械手和柔性制造系统和柔性制造单元相结合，从而根本改变目前机械制造系统的人工操作状态。 1.4 机械手的组成机械手主要由执行机构、驱动机构和控制系统三大部分组成。其组成及相互关系如下图： 1、执行机构 ( 如图 1.2-1所示 ) 图 1.4-1 （ 1）手部手部安装在手臂的前端。手臂的内孔装有转动轴，可把动作传给手腕，以转动、伸屈手腕，开闭手指。本课所指的机械手仅需开闭手指。机械手手部的机构系模仿人的手指，分为无关节，固定关节和自由关节三种。手指的数量又可以分为二指、三指和四指等，其中以二指用的最多。可以根据夹持对象的形状和大小配备多种形状和尺寸的夹头，以适应操作需要。本课所做的机械手采用二指形状。（ 2）手臂 nts 5 手臂有无关节和有关节手臂之分本课所做的机械手的手臂采用无关节臂手臂的作用是引导手指准确的抓住工件，并运送到所需要的位置上。为了使机械手能够正确的工作，手臂的三个自由度都需要精确的定位。本课题所做的机械手在手臂的上升、下降、前伸、后退、左转、右转三个方向的定位均采用行程开关控制，以保证定位的精度。总括机械手的运动离不开直线移动和转动二种，因此，它采用的执行机构主要是直线油缸、摆动油缸、电液脉冲马达、伺服油马达、直流伺服马达和步进马达等。躯干是安装手臂、动力源和执行机构的支架。 2、驱动机构驱动机构主要有四种：液压驱动、气压驱动、电气驱动和机械驱动。其中以液压气动用的最多，占 90%以上，电动、机械驱动用的较少。液压驱动主要是通过油缸、阀、油泵和油箱等实现传动。它利用油缸、马达加上齿轮、齿条实现直线运动；利用摆动油缸、马达与减速器、油缸与齿条、齿轮或链条、链轮等实现回转运动。液压驱动的优点是压力高、体积小、出力大、运动平缓，可无级变速，自锁方便，并能在中间位置停止。缺点是需要配备压力源，系统复杂成本较高。气压驱动所采用的元件为气压缸、气压马达、气阀等。一般采用 4-6个大气压，个别的达到 8-10 个大气压。它的优点是气源方便，维护简单，成本低。缺点是出力小，体积大。由于空气的可压缩性大，很难实现中间位置的停止，只能用于点位控制，而且润滑性较差，气压系统容易生锈。为了减少停机时产生的冲击，气压系统装有速度控制机构或缓冲机构。电气驱动采用的不多。现在都用三相感应电动机作为动力，用大减速比减速器来驱动执行机构；直线运动则用电动机带动丝杠螺母机构；有的采用直线电动机。通用机械手则考虑用步进电机、直流或交流的伺服电机、变速箱等。电气驱动的优点是动力源简单，维护，使用方便。驱动机构和控制系统可以采用统一形式的动力，出力比较大；缺点是控制响应速度比较慢。机械驱动只用于固定的场合。一般用凸轮连杆机构实现规定的动作。它的优点是动作确实可靠，速度高，成本低；缺点是不易调整。 nts 6 本课题所做的机械手采用电动机带动丝杠螺母机构来实现手臂的上升、下降方面。采用手臂的左转、右转、手臂的夹紧、放松方面。 3、控制系统机械手控制系统的要素，包括工作顺序、到达位置、动作时间和加速度等。控制系统可根据动作的要求，设计采用数字顺序控制。它首先要编制程序加以存储，然后再根据规定的程序，控制机械手进行工作。 1.5 应用机械手的意义随着科学技术的发展，机械手也越来越多的地被应用。在机械工业中，铸、焊、铆、冲、压、热处理、机械加工、装配、检验、喷漆、电镀等工种都有应用的实理。其他部门，如轻工业、建筑业、国防工业等工作中也均有所应用。在机械工业中，应用机械手的意义可以概括如下：一、以提高生产过程中的自动化程度应用机械手有利于实现材料的传送、工件的装卸、刀具的更换以及机器的装配等的自动化的程度，从而可以提高劳动生产率和降低生产成本。二、以改善劳动条件，避免人身事故在高温、高压、低温、低压、有灰尘、噪声、臭味、有放射性或有其他毒性污染以及工作空间狭窄的场合中，用人手直接操作是有危险或根本不可能的，而应用机械手即可部分或全部代替人安全的完成作业，使劳动条件得以改善。在一些简单、重复，特别是较笨重的操作中，以机械手代替人进行工作，可以避免由于操作疲劳或疏忽而造成的人身事故。三、可以减轻人力，并便于有节奏的生产应用机械手代替人进行工作，这是直接减少人力的一个侧面，同时由于应用机械手可以连续的工作，这是减少人力的另一个侧面。因此，在自动化机床的综合加工自动线上，目前几乎都没有机械手，以减少人力和更准确的控制生产的节拍，便于有节奏的进行工作生产。综上所述，有效的应用机械手，是发展机械工业的必然趋势。 nts 7 第 2 章总体设计方案及系统组成 2.1 液压机械手的组成及各部分关系概述机械手的组成及其相互间的关系如下：（ 1）手部：包括手指。传力机构等，主要起抓取和放置物件的作用。（ 2）传送机构：包括手腕，手臂等，主要起改变物件方位和位置的作用。（ 3）驱动部分：上驱动前两部分的动力，因此也称为动力源，常用的有液压，气压，电力和机械式驱动四种形式。（ 4）控制部分：是机械手动作的指挥系统，由它来控制动作的顺序（程序），位置和时间（甚至速度与加速度）。（ 5）其他部分：如机体，行走机构，行程检测装置和传感装置等： 1）机体（也称机身）：是用以支承和连接其他零件，部件的基础件。 2）行走机构：是为了扩大机械手的使用空间而设置的，它本身又包括动力源。 3）传动（减速）机构，滚轮和连杆机构等，目前大多数机械手还缺乏行走机构。 4）行程检测装置：是检测和控制机械手各运动行程（位置）的装置。 5）传感装置：其中装有某种传感器，使手指具有敏感性和自控性，用以反映手指和物件是否接触，物件有无滑下或脱落，物件的方位是否正确，手指对物件的握紧力是否与物件的重量相适应等。 2.2 液压机械手的设计分析 2.2.1 设计要求某生产线上搬运工件原由人工完成 , 劳动强度大、生产效率低。为了提高生产线的工作效率 , 降低成本 , 使生产线发展成为柔性制造系统 , 适应现代自动化大生产 , 针对具体生产工艺 , 利用机器人技术 , 设计用一台搬运机械手代替nts 8 人工工作。该机械手能完成如下的动作循环：手臂前伸手指张开手指夹紧抓料手臂上升手臂缩回手腕回转 180度手臂回转 90度手臂前伸手臂中停手指松开手指闭合手指缩回手腕回转复位手臂回转复位待料。 2.2.2 总体设计任务分析 (1) 运动设计 : 机械手常见的运动形式为直角坐标、圆柱坐标、球坐标和关节式四种。对自由度数、运动路程的长短、定位点的数目等要全面分析。自由度数少、运动路程短、定位点少可使机械手结构简单。运动速度低容易使机械手运动稳定 , 定位准确。 (2) 确定主要参数 : 根据机械手每个自由度的最大行程绘出机械手的最大工作范围。为安装方便 , 设计时可将数值略微增大。定位精度取决于手臂的刚度、缓冲装置的形式和定位方法 , 当机械手达到所要求的定位精度有困难时 , 可采用辅助工夹具协助定位的方法。机械手把工件送到工夹具上进行粗定位 , 然后利用工夹具的动作 , 实现工件的最后定位。 (3) 驱动系统的选择 : 驱动系统有液压驱动、气压驱动、电机和机械联动四种。液压驱动和气压驱动较为通用 ; 步进或伺服电机可用于程序复杂、运动轨迹要求严格的小型通用机械手 ; 异步电机、直流电机适用于抓重大、速度低的专用机械手 ; 机械联动适用于自由度少、速度快的专用机械手。 (4) 控制系统的选择 : 继电器线路用于动作少、速度低的专用机械手 ; 半导体逻辑线路用于速度快、节拍短的专用机械手 ; 可编程控制器供动作多、程序复杂的高级机械手使用。 2.2.3 总体方案拟定因为本机械手工作范围大，位置精度要求高。考虑本机械手工作要求的特殊情况，本设计采用四自由度的机械手，简图如 1.1所示： nts 9 图 2.1 机械手结构简图图中所示自由度如下：自由度 1表示机身回转自由度，拟用摆动油缸来实现驱动。自由度 2表示手臂俯仰自由度，拟订用油伸缩液压缸来实现驱动。自由度 3表示手臂伸缩运动，拟订用伸缩液压缸来实现驱动。自由度 4表示手腕回转运动，拟订用摆动液压缸来实现驱动。 2.2.4 自动搬运机械手的设计方案论证 2.2.4.1 机械手自由度自由度是机械手设计的主要参数，也是衡量机械手技术指标之一。它是指各运动部件在三维空间相对于固定座标系所具有的独立运动的数。对一个构件来说，它有几个运动座标，就称其有几个自由度。各运动部件自由度总和为工业机器人 /机械手的自由度数，但不包括手爪（末端操作器）的开合自由度。自由度数的多少反映了这种机械手能完成动作的复杂程度。根据对课题的研究，设计四个自由度的机械手即可完成所规定的工作任务。自由度较少的话，完成的运动就较简单，通用性不强，应用范围也只限于简单的操作，但其控制系统和机械结构简单，成本少，操作简单，维修简单。自由度具体分配如下： 1）机身回转自由度采用摆动油缸来实现。叶片与缸体相连接，通过油液带动叶片转动，与之相连的缸体也发生转动，从而实现机身的回转。 2）手臂俯仰自由度是采用伸缩液压缸来实现的。油缸的底部固定在上身上，nts 10 而其活塞杆的伸出端则与手臂通过铰链相连。其行程大小靠挡块和限位行程开关来调整。 3）手臂伸缩自由度是由伸缩液压缸来实现的。为了增加手臂的刚性，防止手臂在伸缩运动时绕轴线转动或产生变形，手臂的伸缩机构需设置导向装置，或设计方形、花键等形式的臂杆。设计中的操作对象是全为了使抓取时不产生偏重力矩使抓取可靠，采用的导向装置为四根导向杆。其伸缩行程大小靠挡块和限位行程开关来调整。 4）手腕回转自由度由摆动液压缸来实现的。当注入压力油时，油压推动动片连同转一起回转。因为动片是固定在转轴上的，故动片转动时，转轴也随着其一起转。而末端操作器与转轴是固定在一起的，故转轴一转手部便一起转，从而实现手腕的回转运动。 2.2.4.2 驱动方式选择论证驱动方式是驱动执行的动力装置。驱动系统有液压驱动，气压驱动，电力驱动和机械驱动等方式。因为物件重量较重，采用液压驱动，具有以下几个特点：（ 1）容易达到较高的单位面积压力，较小的体积可获得较大的出力（推力或转距）。（ 2）液压系统介质的可压缩性小，工作较平稳，可靠，并可实现较高的位置精度。（ 3）液压传动中，力，速度和方向比较容易实现自动控制。（ 4）液压装置采用油液做介质，具有防锈性和自润滑效能，可以提高机械效率，使用寿命长。本次设计所有驱动为液压驱动。该机械手的动作是顺序要求的，控制系统采用 PLC 控制机械手实现设计要求的工序动作，可以简化控制线路，节省成本，提高劳动生产率。其它驱动方式： 1）旋转电机驱动：交流电机一般不能进行调速，且难以进行无机调速。启动速度反映性比液压快，但制动时电机转动流量大，故速度反映性不如液压驱动快。 2）步进电机驱动：步进电机的驱动和位移大小有电器控制系统发出的脉冲数目及频率决定，但控制系统比较复杂用在机械手方面还比较少。 3）直线电机驱动：其驱动速度快，行程大，结构及控制系统结构简单，成本低，定位精度低。 nts 11 4）机械驱动：动作可靠，动作范围小，结构比较复杂等。多用于专用机械手的驱动。综合上述说明此次采用电液伺服控制，可以很好的完成自动线工作。 2.2.4.3 机械手的主要参数机械手的主要参数如表 1-1所示：表 2-1 机械手的主要参数结构形式多关节式自由度数 5 抓重 80 坐标形式、手部结构关节坐标系、连杆传动两指式定位方式和定位精度点位控制， 1mm 驱动方式、控制方式液压、 PLC 控制液压压力 8MPa 伸缩范围 200mm/s 机身回转范围 210 腕部回转运动的行程和速度 270（ 360/s） nts 12 第 3 章机身设计机器人机械结构有三大部分 :机身、手臂、手部。机身，又称为立柱，是支撑臂部的部件，并能实现手臂的升降、回转或俯仰运动。机器人必须有一个便于安装的基础件，这就是机器人的机座，而很多情况下机座是与机身做成一体的。本设计中臂部具有回转和俯仰运动，所以立柱的设计要充分考虑到这两个运动的实现。本设计中的机械手采用关节坐标式，故把回转自由度归属于机身，而将俯仰自由度归属于手臂。机身中的回转自由度采用一摆动缸来实现。因为摆动缸的动片与缸体相连，当摆动缸进压力油时，通过叶片的带动，缸体随之转动，从而实现机身的回转。 3.1 机身设计要点）刚度和强度大，稳定性好。）运动灵活，导套不宜过短，避免卡死。）驱动方式适宜 ,结构布置合理 . 3.2 驱动力计算回转动时 ,由于起动过程中不是等加速运动 ,所以最大驱动力矩比理论上平均值大一些。计算时一般取 1.3倍。驱动力矩按下式计算： qM=1.3(mgMM) Nm 式中 :mM-摩擦力矩 (包括各支承处的摩擦力矩 )(N m)； gM-起动时惯性力矩 ,一般按下式计算 : gMJtNm 其中 :J -臂部对其回转轴线的转动惯量 (N m)； -臂部回转角速度 (1/s)； nts 13 t -臂部起动时所需的时间（ s）。在计算臂部部件的转动惯量时，可将形状复杂的零件简化为几个形状简单的零件，分别求出各简单零件的转动惯量。若零、部件沿臂部伸缩运动方向上的轴向尺寸与其重心到回转轴线的距离比值不超过二分之一时，一般可把它当作质点来计算，这样简化计算的误差不超过 5%。经过计算可得如下结果 : mM=0 1( 2 0 . 0 6 3 . 2 ) 0 . 1gMJ t =232.6 Nm qM=1.3(mgMM)=1 . 3 ( 2 3 2 . 6 0 ) 3 0 2 . 3 8 Nm nts 14 第 4 章手臂设计手臂是机械手的主要部件，它是支撑手腕、手指和工件并使它们运动的机构。手臂一般有三个运动伸缩、旋转和升降（或俯仰）。实现旋转、升降（俯仰）运动是由横梁和立柱去完成的。手臂的基本作用是将手爪移动到所需位置和承受手爪抓取工件的最大重量，以及手臂本身的重量等。本次设计手臂采用伸缩和俯仰两个自由度即可满足工作的要求。手臂的各种运动通常使用驱动机构（如油缸或气缸）和各种传动机构来实现。从臂部的受力情况分析，它在工作中既直接承受腕部、手部和工件的静、动载荷，而且自身运动又较多、故受力复杂。因而，它的结构，工作范围，灵活性以及抓重大小和定位精度等都直接影响机械手的工作性能。 4.1 手臂结构设计要点手臂的结构设计形式是根据机械手的抓取重量、自由度数、运动速度、工作范围、定位精度以及机械手的整体布局等因素决定的。手臂结构是否设计得合理，对机械手的工作性能有着很大的影响。在设计手臂结构时，除了上述诸因素外，还应注意以下几点： 1.应使手臂刚度大、重量轻由于机械手的手臂一般悬伸长度比较长，若手臂的刚度不够时，会发生手臂弯曲变形过大，就会引起手臂的定位不准，而去也直接影响活塞杆运动的灵活性。另外，手臂在起动或制动过程中受到惯性力或惯性力距的作用，手臂将发生颤动，由于手臂的颤动，也会影响手臂的定位精度，除了采用可靠的定位装置外，应对手臂结构有一定的刚度要求，才能保证手臂准确的工作和一定的定位精度。对于机械手臂部或机身的承载能力，通常取决于其刚度，以臂部为例，一般结构上较多的是采用悬伸梁形式（水平或垂直悬伸）。为了提高刚度除尽可能缩短臂杆的悬伸长度外，尚应注意： 1) 根据受力情况、合理选择截面形状和轮廓尺寸。臂部和机身通常既受弯曲（而且不仅是一个发祥的弯曲）也受扭转，应选nts 15 用抗弯和抗扭刚度较高的截面形状。很明显，在截面积和单位重量基本相同的情况下，钢管、工字钢或槽钢的惯性矩要比圆钢大得多。所以机械手常用无缝钢管作为导向杆，用工字钢或槽钢作为支撑板，这样既提高了手臂的刚度，又大大减轻了手臂的自重，而且空心的内部还可以布置驱动装置，传动机构以及管道，有利于结构的紧凑，外形的整齐。 2) 提高支承刚度和合理选择支承间距离。臂部或机身的变形量不仅与本身刚度有关，而且同支承件的刚度和支承件间距离有很大关系。要提高支承强度，除了从支座的结构形状，底板的刚度，以及支座与底板的连接刚度的等方面考虑外，特别注意提高配合面间的接触刚度。 3) 合理布置作用力的位置和方向在结构设计是应结合具体受力情况，设法使各作用力引起的辨析力相互抵消。 4) 在设计臂部是，元件越多，间隙越大，刚性就越低，因此应尽可能使结构简单要全面分析各尺寸链，在要求的部位合理确定调整补偿环节，以减少重要部件的间隙，从而提高了刚度。 5) 水平放置的手臂，要增加导向杆的刚度，同时提高其配合精度和相对位置精度，使导向杆承受部分或大部分自重和抓取重量。 6) 提高活塞和缸体内径配合精度，以提高手臂前伸时的刚度。 2.应使手臂运动速度、惯性小机械手臂部的运动速度是机械手主要参数之一，它反映机械手的生产水平，一般是根据生产节拍的要求来决定，确定了生产节拍和行程范围，就确定了手臂的运行速度（角速度）。在一般情况，手臂的移动和回转、俯仰均要求匀速运动（ V 为常数），但在手臂的起动和终止瞬间，运动是变化的，为了减少冲击，要求起动时间的加速度和终止前速度不能太大，否则引起冲击和振动对于高速度运动的机械手，其最大移动设计在 1000 1500mm/s，最大回转角速度设计在 180 度 /秒内，在大部分行程距离上平均移动速度为 1000m/s，平均回转角速度为 90度 /秒左右。为减少惯性冲击，采取： 1）减少手臂运动件的重量，采用铝合金等轻质高强度材料。 nts 16 2）缩短手臂悬伸部分的长度，使手臂未伸出时的总重量的重心偏于伸缩方向的反侧，以减小回转半径，此外对编制动作程序时，应尽量先缩回后再回转在较小前伸位置下进行回转，以减小惯性力矩。 3）减小手臂运动件的轮廓尺寸，使其结构紧凑。 4）驱动系统中设有缓冲装置。 3.手臂动作应灵活为使手臂运行轻快、灵活，除手臂本身结构紧凑轻巧外，应减少手臂运动件之间的摩擦阻力，用滚动摩擦代替滑动摩擦，如采用滚动轴承、滚珠导轨、滚珠丝杠等。手臂的结构要紧凑小巧，才能使手臂运动轻快、灵活。如在运支臂上加装滚支轴承或采用滚珠导轨也能使手臂的运动轻快、平稳。此外，对于悬臂式的机械手，还要考虑零件在手臂上的布置，就是要计算手臂移动零件时的重量对回转、升降、支承中心的偏重力矩。偏重力矩对手臂运动很不利。偏重力矩过大，会引起手臂的振动，在升降时还会发生一种沉头现象，也会影响运动的灵活性，严重时手臂与立柱会卡死。所以在设计手臂时要尽量使手臂重心通过回转中心，或离回转中心要尽量地近，以减少偏重力矩。对于双臂同时操作的机械手，则应使两臂的布置尽量对称于中心，以达到平衡。 4.应使手臂传动准确、导向性好为了能准确的传递工件和保证传动的平稳，应设有导向支撑装置，以保证手指的正确方向，并增强手臂的刚性。另外装在手臂上的零部件要求便于装拆和调整。 5.位置精度要求高一般说来，直角和圆柱坐标式机械手位置精度较高；关节式机械手的位置最难控制，精度差；在手臂上加设定位装置和自检测机构，能较好地控制位置精度，检测装置最好装在最后的运动环节以减少或消除传动、啮合件的间隙。除此之外，机械手要获得较高的位置精度 ,除采用先进的控制方法外 ,在结构上还要注意以下几个问题 : 1) 机械手的刚度、偏重力矩、惯性力及缓冲效果都直接影响手臂的位置精度。 2）加设定位装置和行程检机构。 nts 17 3）合理选择机械手的坐标形式。直角坐标式机械手的位置精度高，其结构的运动都比较简单、误差也小。而回转运动产生的误差是放大式的心寸差，当转角位置一定时手臂伸出越长，其误差越大。关节式机械手，因其结构复杂，手端的定位是由各部关节相互转角来确定，其误差是积累误差，因而精度较差，其位置精度也更难保证。 4.2 手臂机构的选择与设计手臂典型运动的形式有：直线运动，如手臂的伸缩，升降和横向（或纵向）移动，回转运动，如手臂的左右摆动，上下摆动（俯仰）：复合运动，如直线运动和回转运动组合两直线运动的组合。 4.2.1 手臂直线运动机构 4.2.1.1 直线运动机构手臂作直线运动的结构基本上是由驱动机构和导向装置所组成。驱动机构一般用油缸、油马达加齿轮、齿条来实现直线运动。而往复直线油缸又可以分为：活塞油缸、活塞缸和齿轮齿条机构、丝杆螺母机构。本设计中采用双作用活塞油缸，这也是液压机械手中实现手臂往复运动用得最多的一种驱动机构。实现直线往复运动采用液压驱动的活塞油缸，活塞油缸的体积小、重量轻。 4.2.1.2 导向装置液压驱动的机械手手臂在进行伸缩或升降运动时，为了防止手臂绕轴线发生转动，以保证手指的正确方向，并使活塞杆不受较大的弯曲力矩作用，以增加手臂的刚性，在设计手臂机构时，必须采用适当的导向装置。它包括单导向杆、双导向杆、四导向杆以及其它型式导向装置。根据手臂的安装形式，具体的结构和抓取重量等因素选择四导向杆机构，以加强刚性，使其传动平稳。其结构简图见图 4-1。这种结构的特点是行程长，抓重大，而工件不规则时还可以防止产生过大的偏重力矩。从图中可以比较清楚地看到手臂伸缩油缸结构及导向杆的安放方式、臂部与腕部的连接、腕部回转机构，手部夹紧机构及夹紧油缸。 nts 18 图 4-1 四导向杆式手臂伸缩机构 4.2.1.3 手臂驱动力计算在单杆活塞油缸重，由于油缸的两腔有效工作面积不相等，所以左右两边的驱动力和压力之间的关系式不一样。当压力油输入工作腔时，驱使手臂前伸，其驱动力应克服手臂在前伸起动时所产生的惯性力，手臂运动件表面之间和密封装置处的摩擦阻力，以及回油腔压力所造成的阻力，因此，驱动力的计算公式为： P驱 =P惯 +P摩 +P封 +P背（公斤）式中 P惯手臂在启动过程中的惯性力； P摩摩擦阻力 P封密封装置处的摩擦阻力，用不同形状的密封圈密封，其摩擦阻力不同。 P背油缸非工作腔压力所造成的阻力，若非工作腔于邮箱或大气相连时，则 P被 =0。 4.2.1.4 手臂伸缩油缸的设计计算臂部作水平伸缩运动时，首先要克服摩擦阻力，包括油缸与活塞之间的摩擦阻力及导向杆与支承滑套之间的摩擦阻力等，还在克服启动过程中的惯性力。其驱动力可qp可按下式计算 : qP=mF+gF式中 : mF-各支承处的的摩擦阻力（ N）；g F-启动过程中的惯性力（ N），其大小可按下式估算： gF=Ma 式中： M-手臂伸缩部件的总质量（ kg）； a 启动过程中的平均加速度（ m/s）。而平均加速度可按下式计算： nts 19 a= vt式中： v -速度增量（ m/s）。如果臂部从静止状态加速到工作速度 v 时，则这个过程的速度变化量就等于臂部的工作速度。 t -升降速过程所用的时间（ s），一般为 0.01 0.5s。经过计算得 : mF=333.2 N gF=Ma = 0 . 34 6 1 3 80 . 1g vFM t N q m gp F F=333.2+138=471.2 N 4.2.2 手臂回转运动机构实现机械手手臂回转运动的机构形式是多种多样的，常用的有叶片式回转缸、齿轮传动机构、链轮传动机构、连杆机构等。机身的回转和升降，通常由机身部件来实现，下面我介绍几种典型的回转结构的组合。 4.2.2.1 只含回转缸一种缸体的机身结构手臂部件与回转缸的上端盖连接，回转缸的动片与缸体连接，当摆动缸进压力油时，通过叶片的带动，缸体随之转动，从而实现机身的回转。 4.2.2.2 回转缸置于升降缸之下的机身结构机身结构是手臂部件固定在回转升降台上，升降台下面与花键轴相连。回转缸布置在升降缸的下面。动片与花键轴套固定，动片在压力油作用下回转是，通过花键轴套带动花键轴回转，花键轴由两个径向滚珠轴承和一个平面推理轴承支承在活塞杆上，活塞在升降油缸体内作升降运动，带动花键轴上移，花键既作为导向又传递扭矩。升降油缸体固定在机座上，直径大的空心双面活塞杆与缸体两端的接触支承长，能承受较大的偏重力矩。刚性好。其缺点是回转运动传动路线长，花键轴的变形对回转运动精度的影响不可忽视。 4.2.2.3 臂部回转运动驱动力矩的计算臂部回转运动驱动力矩 ,应根据启启动时产生的惯性力矩与回转部件支承处的摩擦力矩来计算。由于升降过程一般不是等加速运动，故最大驱动力矩要比理论平均值大一些，一般取平均值的 1.3倍。驱动力矩qM可按下式计算： nts 20 qM=1.3(mM+gM) 式中：mM-各支承处的总摩擦力矩（ N m）；gM-启动时的惯性力矩（ N m）可按下式计算：eM=Jt 式中： J 手臂部件对其回转轴线的总惯量（ kg 2m ） , 回转臂的角速度 (rad/s）。经过计算可得 : mM=0 gM=200.6 Nm qM=1.3(mM+gM)=1 .3 2 0 0 .6 2 6 0 .7 8 Nm 4.2.3 手臂俯仰运动机构机械手的手臂俯仰机构运动，一般采用活塞油缸与连杆机构联用来实现的。手臂俯仰运动用的活塞缸位于手臂的下方，其活塞杆和手臂用铰链连接，缸体采用尾部耳环或中部销轴等方式与立柱联接。俯仰型机械手的机身主要由实现手臂左右回转和上下俯仰运动的部件组成。俯仰运动大多采用摆动式直线缸驱动，而回转运动则大多用回转缸或齿条缸来实现。本设计采用摆动缸来实现手臂的回转。摆动缸布置在机身下部，手臂部件用销轴与回转缸体上的耳叉连接，作为手臂俯仰运动的支点。回转缸的转轴和主柱固定连接，摆动缸的动片与缸体相连，当摆动缸进压力油时，通过叶片的带动，缸体随之转动，从而实现机身的回转。手臂俯仰运动是由一摆动式直线油缸来驱动的。这个摆动式直线油缸的缸底与立柱通过铰链相连，而油缸活塞杆的伸出端则与臂部相连，这样当压力油进个油缸时就驱动活塞杆往复运动，通过活塞杆的运动就使与其相连的手臂形成了俯仰的运动。由于俯仰油缸是采用底部耳环摆动式直线缸，所以在活塞杆往复运动的同时，缸体可在平面内摆动。活塞杆与手臂是用铰链连接，支持在手臂重心附近，手臂重心的变化在两支点附近。俯仰缸工作是便通过活塞杆带动手臂作俯仰运动。 4.2.3.1 驱动力矩的计算 nts 21 驱动手臂俯仰的驱动力矩，应克服手臂等部件的重量对回转轴线所产生的偏重力矩和手臂在起动时所产生的惯性力矩以及各回转副处摩擦阻力矩，即： M=M 惯 +M 偏 +M 摩 (kgf-m) 一般因手臂座与立柱连接处装有滚动轴承，其摩擦力矩较小，在铰链处配合直径较小，相对转角亦小，故取 M 摩 0。 M=M 惯 +M 偏式中： M 惯手臂作俯仰运动在起动时的惯性力矩 ,计算公式为 M 惯 =Jt（ Nm ） J 手臂回转部分对手臂回转轴线转动惯量（ kg-m-s2） ,手臂回转过程的角速度（度 /秒）。 t 起动过程中所需的时间（ s），一般取 0.05 0.3秒经计算可得 : M 偏 =456.69 Nm M 惯 =Jt= 22M 总 t= 25 4 0 . 3 80 . 8 6 2 8 8 . 4 32 0 . 1 Nm M=M 惯 +M 偏 =88.43+456.69=545.12 Nm 4.2.3.2 俯仰摆动缸驱动力计算当手臂与水平位置成仰角 a1和俯角 a2 时，则铰接活塞杆的驱动力（即俯仰摆动缸驱动力） P 的作用线与铅垂线的夹角 a 是在 a1 a2 之间变化，而作用在活塞上的驱动力通过连杆机构产生的驱动力矩 M驱与手臂俯仰角 a有关。 1) 当手臂处仰角 a1的位置 OA1时 M 驱 =p.b.cosa1 (kgf-m) 2) 当手臂处在俯角 a2的位置 OA2时 M 驱 =p.b.cosa2 (kgf-m) 选取这两个位置上最大的驱动力 P作为摆动缸设计计算的驱动力。 nts 22 第 5 章手腕设计手腕式连接手部和手臂的部件，它的作用是调整或改变工件的方位，因而它具有独立的自由度，以使机械手适应复杂的动作要求。 5.1 手腕回转结构设计手腕时不仅要满足起动和传送过程中所需的输出力矩外，还要求手腕的结构简单、紧凑、轻巧。另外通往手腕油缸的管道尽量从手臂内部通过，以便手腕转动时管路不扭转和不外露，使外形整齐。手腕的典型结构有回转油缸的回转结构、悬挂式机械手手腕回转结构、齿轮齿条式手腕回转结构、手腕回转和左右摆动的结构、齿轮齿条式手腕左右摆动结构等。本次设计选用第一种结构。这种手腕具有结构简单和紧凑等优点。如图 5-1所示，定片与后盖、回转缸体和前盖均用螺钉和销进行连接和定位，动片与手部的加紧油缸缸体用键联接。缸体与指座固联成一体。当回转油缸的两腔分别通入压力油时，驱动动片连同夹紧油缸缸体和指座一同转动，即是手腕的回转运动。图 5-1 手腕的回转运动 5.2 手腕驱动力距计算手腕的回转、上下和左右摆均为回转运动。驱动手腕回转时的驱动力距必须克服手腕起动时所产生的惯性力距，手腕的转动轴与支撑孔的摩擦力矩，动片与缸径、定片、端盖等处密封装置的摩擦阻力距以及由于转动件的重心与转动轴线不重合所产生的偏重力矩。计算公式如下： M 驱 =M 惯 +M 偏 +M 摩 +M 封公斤 .厘米 nts 23 式中 M 驱驱动手腕转动的驱动力矩； M 惯惯性力矩； M 偏参与转动的零部件的重量对转动轴线所产生的偏重力矩； M 摩手腕转动轴与支撑孔处的摩擦阻力距； M 封手腕回转缸的动片与定片、缸径、端盖等处密封装置的摩擦阻力距。 1.手腕加速运动时所产生的惯性力距 M惯若手腕转动的角速度为，起动过程所转过的角度为，则 M 惯 =（ J+J1） 2/（ 2）公斤 .厘米式中 J 参与手腕转动的部件对转动轴线的转动惯量； J1 工件对手腕转动轴线的转动惯量。 2.手腕转动件和工件的偏重对转动轴线所产生的偏重力矩 M 偏 M 偏 =G1e1+G3e3 公斤 .厘米式中 G3 手腕转动件的重量； e3 手腕转动件的重心到转动轴线的偏心距。当工件的重心与手腕转动轴线重合时，则 G1e1=0。 3.手腕转动轴在轴颈处的摩擦阻力距 M 摩 M 摩 =f（ RAd2+RBd1） /2 公斤 .厘米式中 d1 d2 手腕转动轴的轴颈直径； f 轴承摩擦系数，对于滚动轴承 f=0.01，对于滑动轴承 f=0.1； RARB 轴颈处的支撑反力，可按手腕转动轴的受力分析求解。经过计算得： M 驱 =M 惯 +M 偏 +M 摩 +M 封 =92.04+423.32+36.12+10.15 =561.63 N.m nts 24 第 6 章手部的设计计算 6.1 手指夹紧缸驱动力计算手指式手部按其传动机构的不同具有多种结构形式 ,各有特点。在设计时必须根据具体情况来正确选择。本设计采用图 5-1所示连杆传动的手部结构。驱动活塞往复移动，通过活塞杆末端铰接的连杆，使手指张开或闭合。图 6-1 连杆传动的手部结构作用于活塞杆上的驱动力为： 2 s i n s i n 1s i n ( )b d aPNc d a 式中： P -驱动力； b -夹紧力至加转支点的垂直距离； c -连杆铰销至回转支点的垂直距离； d -杠杆的倾斜角； nts 25 a -连杆的倾斜角； -连杆传动机构的效率； N -夹紧力。该结构承载能力较大，增力比 NP较大，但手指的开闭范围小。经过计算得 : 2 s i n s i n 1s i n ( )b d aPNc d a = 214 5 =928N nts 26 第 7 章液压元件的设计计算 7.1 液压缸主要尺寸计算液压缸活塞有效面积为 : A=1PP外=1GVPgt ( 2cm ) 式中 :P外-最大外部载荷 :如手爪夹紧油缸 , P外就是平紧时所需的力 ,如推动手臂的油缸 , P外就是手臂、手腕、手爪及工件的总重量 G的惯性力； P1 -油缸的工作压力； -油缸的机械效率，一般可取回 0.8 0.1s； g-加速度 ,为 980cm/s； V 机械手动行速度 ,单位为 cm/s； t 起动时间 (s),可取 0.01 0.1s。当外部载荷确定后 ,工作压力高 ,可减小活塞的面积，使机械手小巧灵活。但随着压力增加 ,对液压元件精度要求也高。因此，多数机械手的工作压力在30kg/cm,少数采用 50 150kg/cm。经过计算可得各活塞的有效面积如表 8-1示。

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