气缸的设计计算
(完整版)气缸的设计计算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β：由《液压与气压传动技术》表11-1：/β=200N 运动速度v=30mm/s，取β=0.7，所以实际液压缸的负载大小为：F=FD=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由d=0.3D 估取活塞杆直径 d=8mm缸筒长度S=L+B+30L为活塞行程；B为活塞厚度活塞厚度B=(0.6 1.0)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=(0.6 1.0)D；在D>80mm 时, 可取A=(0.6 1.0)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，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—缸筒内径（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45钢，=600 MPa， ==120 MPa n为安全系数一般取 n=5；缸筒材料的抗拉强度(Pa)P—缸筒承受的最大工作压力（MPa）。
气缸选择计算公式
气缸选择计算公式
气缸的选择计算公式可以根据实际需求进行计算，以下是两个常见的计算公式：
1. 根据气缸所需推力来计算气缸面积，公式为：S = F / P。
其中，S为气缸面积，F为气缸所需推力，P为气压。
2. 根据机械手在升降过程中的动作要求，结合手抓结构和网筛的重量，气缸在收缩动作过程中所承受的外力约为F=50N，由气缸收缩运动过程克服负
载做功的公式可得气缸的缸径为：D=√(4F/πPη+d^2)。
其中，F为气缸在收缩动作过程中所承受的外力(N)；P为气缸的工作压力，气压传动系统的
工作压力为~，取P=；η为总机械效率，一般对于气缸工作频率较高的，
η=~，取η=；d为气缸活塞杆的直径，一般为气缸缸径D的~，取。
需要注意的是，不同的气缸型号和规格可能具有不同的计算公式和参数选择。
因此，在实际应用中，应根据具体的气缸型号和规格选择合适的计算公式和参数。
同时，还需要考虑气缸的实际工作环境和使用要求，以确保气缸能够正常、安全地工作。
气缸的设计计算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β：由《液压与气压传动技术》表11-1：/β=200N 运动速度v=30mm/s，取β=0.7，所以实际液压缸的负载大小为：F=F4.1.1气缸内径的确定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8 10 12 16 20 25 32 40 50 63 80 （90）100 （110）125 （140）160 （180）200 （220）250 320 400 500 6304.1.2活塞杆直径的确定由d=0.3D 估取活塞杆直径 d=8mm4.1.3缸筒长度的确定缸筒长度S=L+B+30L为活塞行程；B为活塞厚度活塞厚度B=(0.6 1.0)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=(0.6 1.0)D；在D>80mm 时, 可取A=(0.6 1.0)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，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 mm4.1.4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—缸筒内径（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。
气缸的设计计算
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β：由《液压与气压传动技术》表11-1：运动速度v=30mm/s，取β=，所以实际液压缸的负载大小为：F=F/β=200N4.1.1气缸内径的确定D== =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（90）100（110）125（140）160（180）200（220）2503204005006304.1.2活塞杆直径的确定由d= 估取活塞杆直径 d=8mm4.1.3缸筒长度的确定缸筒长度S=L+B+30L为活塞行程；B为活塞厚度活塞厚度B==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=；在D>80mm时, 可取A=。
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，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 mm4.1.4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—缸筒内径（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45钢，=600 MPa， ==120 MPan为安全系数一般取 n=5；缸筒材料的抗拉强度(Pa)P—缸筒承受的最大工作压力（MPa）。
气缸壁厚计算公式
气缸壁厚计算公式
气缸壁厚度计算公式如下：t = PD / (2σ- P)其中，t为气缸壁厚度，P为气压，D为气缸内径，σ为材料的许用应力。
气缸壁厚计算公式通常根据设计规范和压缩机的设计参数来确定。
在一般的压缩机设计中，气缸壁的最小厚度应该满足以下两个条件：
1.强度计算：气缸壁的最小厚度应该满足当压缩机在最高工作压力下正常工作时，材料所能承受的最大应力不超过其允许应力。
2.刚度计算：气缸壁的最小厚度应该满足当压缩机正常工作时，气缸壁所受的变形应该满足规定的要求。
夹紧气缸设计计算
表一：气缸理论输出力表单位：N
1、把典型气缸夹紧力大小，与压紧点的数量和位置的远近确定出来，并做成一
览表的形式。
表二：
夹紧力计算:
夹紧力的大小与压紧点的数量及远近有关，其决定因素是缸径（受力面积的
大小）进而使用压力不同。
其通用公式是： F
L F L L 1
3321∙
=+
其中：
L 1
和L 2
分别为压紧点距压钳回转中心的距离
L 3
为压钳与气缸连接处的回转中心到压钳回转中心的垂直距离 F 3为气缸的使用压力，F 1
为夹具要求压力
2、把典型气缸的开合角度计算出来，并做成一览表的形式。
开合角度计算
压钳打开角度的大小与气缸的行程及L 有关（L 为压钳与气缸连接部分的中心到压钳的回转中心的垂直距离）。
其通用公式为：
1
122222L S
arctg
L L arctg ===αθ（S 为气缸的有效行程） （L 1为压钳与气缸的回转中心到回转中心的距离，L 2为气缸有效行程的一半）
表三：
3、好手夹钳设计计算：由于好手夹钳压紧到死点位置相当于一端固定的简支梁如下图所示。
此图分析的是一个好手夹钳在三个力的作用下产生的弯曲变形，计。
气缸的设计计算
气缸的设计计算引言气缸是一种常见的工程装置，通常用于将气体能量转化为机械能，在许多领域中都有广泛应用。
本文旨在介绍气缸的设计计算，涵盖气缸的尺寸、工作压力、内径和活塞面积等关键参数的计算方法，以及一些与气缸设计相关的注意事项。
气缸尺寸计算气缸尺寸是设计气缸时需要考虑的重要因素。
在进行气缸尺寸计算之前，需要先确定气缸所需的推力和工作压力。
推力可以根据具体应用场景和工作要求进行估算，而工作压力则可以通过液压系统或气体压力控制系统来调节。
根据推力计算气缸内径气缸内径的计算可以通过推力和工作压力来进行。
一般而言，气缸的推力与气缸的内径成正比，即推力 = 压力 × 内径因此，内径可以通过以下公式进行计算：内径 = 推力 / 压力根据活塞面积计算气缸内径同时，活塞面积也是计算气缸内径的关键参数。
活塞面积可以通过以下公式计算：活塞面积 = 3.14 × (内径/2)^2根据活塞面积计算气缸内径的公式为：内径= √(活塞面积 / 3.14) × 2在实际计算中，可以根据具体需求来选择合适的计算公式。
活塞材料的选择气缸活塞一般需要选择具有高强度和良好耐磨性能的材料。
常用的活塞材料有铝合金、钢和铸铁等。
铝合金活塞具有重量轻、导热性好的优点，但其强度相对较低；钢活塞则具有较高的强度和抗磨性能，但相对较重；铸铁活塞则具有良好的耐磨性能，但重量较大。
根据具体应用需求和尺寸要求，可以选择合适的活塞材料。
活塞环的选择活塞环在气缸中起到密封和润滑的作用，因此活塞环的选择非常重要。
常见的活塞环材料有铸铁、铝合金、不锈钢和钢等。
铸铁活塞环具有良好的耐磨性和耐腐蚀性能，但其密封性相对较差；不锈钢活塞环具有较好的密封性能和耐磨性，但价格较高；铝合金活塞环具有较轻的重量和较好的导热性能，但其耐磨性相对较低。
在选择活塞环时，需要根据具体工作条件和要求来综合考虑各方面因素。
润滑剂的选择气缸在工作过程中需要保持良好的润滑，以减少摩擦和磨损。
汽缸的设计计算
气压传动两维运动机械手设计1.前言气动技术是实现工业自动化的重要手段。
气压传动的介质来自于空气，环境污染小，工程容易实现，所以其言传动四一种易于推广普及的实现工业自动化的应用技术。
气动技术在机械、化工、电子、电气、纺织、食品、包装、印刷、轻工、汽车等各个制造行业，尤其在各种自动化生产装备和生产线中得到了广泛的应用，极大地提高了制造业的生产效率和产品质量。
气动系统的应用，引起了世界各国产业界的普遍重视，气动行业已成为工业国家发展速度最快的行业之一。
可编程控制技器（PLC）是以微处理器为基础，综合计算机技术、自动控制技术和通信技术发展起来的一种新型、通用的自动控制装置，他具有机构简单、易于编程、性能优越、可靠性高、灵活通用和使用方便等一系列优点，近年来在工业生产过程的自动控制中得到了越来越广泛的应用。
2.设计任务2.1设计任务介绍及意义通过课程设计培养学生综合运用所学知识的能力，提高分析和解决问题能的一个重要环节，专业课程设计是建立在专业基础课和专业方向课的基础的，是学生根据所学课程进行的工程基本训练，课程设计的意义在于：1．培养学生综合运用所学的基础理论和专业知识，独立进行机电控制系统（产品）的初步设计工作，并结合设计或试验研究课题进一步巩固和扩大知识领域。
2．培养学生搜集、阅读和综合分析参考资料，运用各种标准和工具书籍以及编写技术文件的能力，提高计算、绘图等基本技能。
3．培养学生掌握机电产品设计的一般程序方法，进行工程师基本素质的训练。
4．树立正确的设计思想及严肃认真的工作作风。
2.2设计任务明细1．该机械手的功能：将货物自动放到坐标位置（300，300）处，并延时1分钟等待卸货，然后返回原点位置，延时1分钟等待装货。
2．任务要求：执行元件：气动气缸；运动方式：直角坐标；控制方式：PLC控制；控制要求：位置控制；主要设计参数参数：气缸工作行程——800 mm；运动负载质量——100 kg；移动速度控制——3m/min。
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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β：
由《液压与气压传动技术》表11-1 ：
运动速度v=30mm/s，取β =0.7 ，所以实际液压缸的负载大小为：F=F0/
β=200N
4.1.1 气缸内径的确定
D=1.27 =1.27 =66.26mm
F—气缸的输出拉力N；
P —气缸的工作压力P a
按照GB/T2348-1993 标准进行圆整，取D=20 mm
气缸缸径尺寸系列
4.1.2 活塞杆直径的确定
由d=0.3D 估取活塞杆直径d=8mm
4.1.3 缸筒长度的确定
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=（0.6 1.0）D= 0.7 20=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=（0.6 1.0）D ；在D>80mm 时, 可取A=（0.6 1.0）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，最小导向长度为：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
4.1.4 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—缸筒内径（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45 钢，=600 MPa，= =120 MPa
n 为安全系数一般取n=5 ；缸筒材料的抗拉强度（Pa）
P—缸筒承受的最大工作压力（MPa）。
当工作压力p≤16 MPa 时，P=1.5p；当工作压力p>16 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
4.1.5 气缸耗气量的计算
Q ==
=1.85/s
4.1.6 气缸进排气口直径d0
) 选取v = 12 m/s v—空气流经进排气口的速度，可取v=10 15
由公式d 0 = 2
代入数据得 d 0 = 14.014 mm
V -- 空气流经进排气口的速度，可取v=10 25 ）
4.1.7 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F P0 ≤
式中F P0—活塞杆承受的最大轴向压力（N）；
F P0=1633N
F K —纵向弯曲极限力（N）；
n K —稳定性安全系数，一般取 1.5 4。
综合考虑选取2
K—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F K =
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 = 1/4
E—材料弹性模量，钢材E = 2.1 1011 P 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F K =2.685 N
因为= 1.34 F 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；缸筒材料的抗拉强度(Pa)
45钢的抗拉强度，=600 MPa ，= = 120 MP a
则= 4.16 mm < d ，所以强度满足要求；综上所述：活塞杆的稳定性和强度满足要求。