气缸的设计计算1

1、4.1 纵向气缸的设计计算与校核:由设计任务可以知道， 要驱动的负载大小位140N，考虑到气缸未加载时实际所能输出的力，受气缸活塞和缸筒之间的摩擦、活塞杆与前气缸之间的摩擦力的影响，并考虑到机械爪的质量。在研究气缸性能和确定气缸缸径时，常用到负载率：由液压与气压传动技术表11-1 ：运动速度 v=30mm/s，取 =0.7 ，所以实际液压缸的负载大小为： F=F0 / =200N气缸径的确定D=1.27=1.27=66.26mmF气缸的输出拉力N；P 气缸的工作压力Pa按照 GB/T2348-1993 标准进行圆整，取D=20 mm气缸缸径尺寸系列810121620253240506380（

2、90）100（110）125（ 140）160（ 180）200（ 220）250320400500630活塞杆直径的确定由 d=0.3D 估取活塞杆直径 d=8mm缸筒长度的确定缸筒长度S=L+B+30L 为活塞行程；B 为活塞厚度时 ,活塞厚度 B=(0.61.0)D= 0.720=14mm由于气缸的行程L=50mm ,所以 S=L+B+30=886 mm导向套滑动面长度A:一般导向套滑动面长度A，在 D<80mm时，可取 A=(0.61.0)D ；在 D>80mm可取 A=(0.61.0)d 。所以 A=25mm最小导向长度 H：根据经验，当气缸的最大行程为L，缸筒直径为 D

3、，最小导向长度为： H代入数据即最小导向长度H +=80 mm活塞杆的长度 l=L+B+A+80=800+56+25+40=961 mm气缸筒的壁厚的确定由液压气动技术手册 可查气缸筒的壁厚可根据薄避筒计算公式进行计算：式中缸筒壁厚（ m）；D缸筒径（ m）；P缸筒承受的最大工作压力（MPa）；缸筒材料的许用应力（MPa）；实际缸筒壁厚的取值： 对于一般用途气缸约取计算值的7 倍；重型气缸约取计算值的 20 倍，再圆整到标准管材尺码。参考液压与气压传动缸筒壁厚强度计算及校核, 我们的缸体的材料选择 n 为安全系数 一般取 n=5 ；45 钢， =600 MPa，缸筒材料的抗拉强度=(Pa)=1

4、20 MPaP缸筒承受的最大工作压力（MPa）。当工作压力p16 MPa 时， P=1.5p；当工作压力 p16 MPa时， P=1.25p由此可知工作压力0.6 MPa 小于 16 MPa， P=1.5p=1.5 × 0.6=0.9 MPa=0.3mm参照下表气缸筒的壁厚圆整取= 7 mm气缸耗气量的计算Q=1.85/s气缸进排气口直径d0v空气流经进排气口的速度，可取v=1015） 选取 v = 12 m/s由公式d0 = 2代入数据得 d 0 =14.014 mm所以取气缸排气口直径为15 mmQ 工作压力下输入气缸的空气流量（V- 空气流经进排气口的速度，可取v=10）25）

5、活塞杆的校核由于所选活塞杆的长度 L 10d，所以不但要校核强度校核，还要进行稳定性校核。综合考虑活塞杆的材料选择 45 钢。参考机械设计手册单行本由液压气动技术手册稳定性校核：由公式FP0式中FP0活塞杆承受的最大轴向压力（N）；FP0=1633NF K 纵向弯曲极限力（ N）；nK 稳定性安全系数，一般取1.54。综合考虑选取2K活塞杆横截面回转半径，对于实心杆K=d/4代入数据 K =25/4=6.25mm由于细长杆比85即FK=实心圆杆： J =式中L 气缸的安装长度；m 末端系数；选择固定自由m = 1/4E 材料弹性模量，钢材 E = 2.110 11P a ；J4活塞杆横截面惯性矩（ m）；d 活塞杆的直径（ m）；L 气缸的安装长度为活塞杆的长度为961mm代入数据得 F K =2.685N因为= 1.34F P0所以活塞杆的稳定性满足条件；强度校核：由公式 d，n 为安全系数一般取 n=5 ；缸筒