气缸的设计计算1.doc

纵向气缸的设计计算与校核: 由设计任务能够知道，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立气缸缸径时，常用到负 载率β： 由《液压与气压传动技术》表11-1： 运动速度v=30mm/s，取β=，因此实质液压缸的负载大小为：F=F0/β气缸内径确实定 D== =66.26mm F—气缸的输出拉力 N； P—气缸的工作压力Pa 依据GB/T2348-1993标准进行圆整，取D=20mm 气缸缸径尺寸系列 8 10 12 16 20 25 32 40 50 63 80 （90）100 （110） 125 （140） 160 （180） 200 （220） 250 320 400 500 630 活塞杆直径确实定 由d=估取活塞杆直径d=8mm 缸筒长度确实定 缸筒长度S=L+B+30 L为活塞行程；B为活塞厚度 活塞厚度B==14mm 因为气缸的行程L=50mm,因此S=L+B+30=886mm导向套滑动面长度A: 一般导向套滑动面长度A，在D80mm时，可取A=；在D80mm时,可取A=。 因此A=25mm 最小导向长度H： 依据经验，当气缸的最大行程为L，缸筒直径为D，最小导向长度为： H 代入数据即最小导向长度H+=80mm 活塞杆的长度l=L+B+A+80=800+56+25+40=961mm 气缸筒的壁厚确实定 由《液压气动技术手册》可查气缸筒的壁厚  可依据薄避筒计算公式进行计算： 式中 —缸筒壁厚（m）； D—缸筒内径（m）； P—缸筒承受的最大工作压力（MPa）； —缸筒资料的许用应力（MPa）； 实质缸筒壁厚的取值：关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。 参照《液压与气压传动》缸筒壁厚强度计算及校核 ,我们的缸体的资料选择45钢，=600MPa，==120MPa n为安全系数一般取n=5；缸筒资料的抗拉强度(Pa) P—缸筒承受的最大工作压力（MPa）。当工作压力p≤16MPa时，P=；当工作压力p＞16MPa时，P= 由此可知工作压力MPa小于16MPa，P==×=MPa =0.3mm 参照下表气缸筒的壁厚圆整取=7mm 气缸耗肚量的计算 Q== = =s 气缸进排气口直径d0 v—空气流经进排气口的速度，可取v=1015）选用v=12m/s 由公式 d0=2 代入数据得 d0= 14.014mm 因此取气缸排气口直径为15mm —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=1025） 活塞杆的校核 因为所选活塞杆的长度L10d，因此不只要校核强度校核，还要进行稳固性校 核。综合考虑活塞杆的资料选择45钢。 参照《机械设计手册单行本》 由《液压气动技术手册》 稳固性校核： 由公式FP0≤ 式中FP0—活塞杆承受的最大轴向压力（N）； FP0=1633N FK—纵向曲折极限力（N）； nK—稳固性安全系数，一般取。综合考虑选用2 K—活塞杆横截面展转半径，关于实心杆K=d/4 代入数据K=25/4=6.25mm 因为修长杆比≥85即FK= 实心圆杆：J= 式中 L—气缸的安装长度 ； m—尾端系数；选择固定—自由m=1/4 E—资料弹性模量，钢材E= 11 ； a J—活塞杆横截面惯性矩（m4）； 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  FK=  N 因为= 强度校核： 由公式d≥  FP0  因此活塞杆的稳固性知足条件； ，n为安全系数  一般取  n=5；  缸筒资料的抗拉强度  (Pa) 45钢的抗拉强度，  =600MPa  ，  =  =120MPa 则=4.16mm＜d，因此强度知足要求；综上所述：活塞杆的稳固性和强度知足要求。