J0—手臂回转部件对回转轴线的转动惯量，kg?m2
J0?Jc?式中 Jc—回转零件的重心的转动惯量
G2? （3-14） g ?—手臂回转零件的重心与回转轴的距离
Jc?m2l?3R2 （3-15） 12??回转部件可以等效为一个长400mm，直径为280mm，质量为145.9kg的圆柱 设启动角?=18°，则启动角速度???0.314rad/s，启动时间为0.1s
Jc?m2145.9l?3R2??0.42?3?0.282?4.8kg/m2 1212????J0?Jc?G2??1317.9kg/m2 g??0.314?1317.9??4138.2kg/m2 ?t0.1M惯?J0??J0密封处的摩擦阻力矩可大致计算下，M阻?0.03M驱，因为回油背差很小，可忽略不计。
M驱?M惯?M阻?M回?4138.2?0.03?4138.2?4262.3kg/m2
⒉回转缸内径的计算
设静片和动片宽为b=65mm，查表得工作压强为p=0.8Mpa。d为输出轴与动片连接处的直径，设d=60mm，则回转缸的内径通过下列计算：
D?8M?d2?181.9mm （3-16） bp取D=190mm
⒊连接螺栓直径的确定与校核
根据载荷的大小，初定螺栓直径d=24mm，螺栓材料为Q235，性能等级为4.6，查表得材料屈服极限σs=240Mpa，安全系数S=1.5，[σ]=σs/S=160Mpa
回转缸盖固定螺栓直径可按下式计算：
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d?代入数据得d≥0.148 故螺钉符合强度要求
4?1.3F???? （3-17）
经过以上的计算，需要螺钉来连接，最终确定的液压缸的截面尺寸如图3-11所示，内径为190mm，外径为300mm，输出轴径为60mm
图3-11 回转缸的截面图
3.3.3机身升降液压缸的设计计算
⒈驱动力的计算
液压缸作垂直运动时，除了要克服自身的重力外，还要承受手部、手臂、工件等的总重力，以及做升降运动的全部部件的惯性力，故其驱动力F驱可按下式计算：
F驱?Fm?Fg?W （3-18）
Fm—各支撑处的摩擦力，N
Fg—启动时总惯性力，N
W—运动部件的总重力，N ±—上升时为正，下降时为负
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运动部件包括夹持重物、手爪、水平伸缩液压缸、回转液压缸以及连接各个液压缸的连接板。第三章已算过夹持重物、手爪、以及连接液压缸的连接板的重量，总质量约为8kg。
连接板、水平伸缩液压缸、旋转缸的制造材料是一样的，为45钢，其密度
?45?7.85?103kg/m3
32水平伸缩液压缸质量m??45V1?7.85?10??/4?0.05?0.36?5.55kg
连接板质量为m??45V1?7.85?103?0.17?0.17?0.03?2?13.6kg
液压缸举重的总质量
M举=8+5.55+145.9+13.6+0.5=173.55kg
W=M举g=173.55×9.8=1700.79N
Fm??FN?0.2?1700.79?340.16N
其中惯性力可以忽略不计。
驱动力F驱?Fm?Fg?W?340.16?1700.79?2040.9N ⒉液压缸内径的计算
由机械设计手册，液压缸的内径可有下式计算：
D?4Q?p? （3-3）
式中 ?--机械效率，考虑密封件的摩擦阻力损失，橡胶密封常取?=0.95 p--液压缸工作腔的工作压力，由表3-1，取p代入数值得
?0.8?106Pa
D?4Q4?2040.9??58.47mm 6?p???0.8?10?0.95根据标准化液压缸内径进行圆整，取D=70mm ⒊活塞杆直径的设计与校核
活塞杆的材料取Q235，抗拉强度?b=375~460MPa，取400MPa。 根据表3-3，取d=28mm 活塞杆的直径d按下式进行校核
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d?式中 F--活塞杆上的作用力
4F???? （3-4）
[σ]--活塞杆材料的许用应力，???? ?b--材料的抗拉强度 S--安全系数，S=5 代入数值得
?bS，
4?1700.79d??5.20mm成立 6??80?10故活塞杆直径满足强度要求。 取L=500mm
当活塞杆受到轴向力压力作用时，有可能产生弯曲，当此轴向力达到临界值Fk时，会出现压杆不稳定的现象，临界值Fk的大小与活塞杆长度和直径，以及缸的安装方式等因素有关。只有当活塞杆计算长度l?10d时，才进行活塞杆的纵向稳定性计算。
使缸保持稳定的条件为：
FcrF?ncr式中 F—缸承受的轴向压力
（3-19）
Fcr—活塞杆不产生弯曲变形的稳定临界力 ncr—稳定性安全系数，ncr=2~6，取ncr=2
lFcr可根据细长比的范围按下述有关公式计算：
ki?2EJl①当细长比?mi时，Fcr? （3-20）
l2kfAl②当细长比?mi，且mi=20~120时，Fcr? al （3-21）k1?ik 28