气缸缸径尺寸系列
8 10 12 16 20 25 32 40 50 63 80 （90） 100 d=25 mm
S=886 mm
（110） 125 （140） 160 （180） 200 （220） 250 320 400 500 630 4.1.2活塞杆直径的确定
由d=0.3D 估取活塞杆直径 d=25 mm
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= 0.7×80=56mm
由于气缸的行程L=800mm ,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
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≥
+2 20
代入数据 即最小导向长度H≥
800
L
D
+2 =80 mm 20
80
l= 961 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δ可根据薄避筒计算公式进行 计算：δ ≥2[σ]
式中
δ—缸筒壁厚（m）； D—缸筒径（m）；
P—缸筒承受的最大工作压力（MPa）； [σ]—缸筒材料的许用应力（MPa）；
P.D
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 [σ]=MPa
n为安全系数 一般取 n=5； σb 缸筒材料的抗拉强度(Pa)
σbn
,我们的缸体的材料选择45钢，σb=600 MPa，[σ] =600?5=120
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 δ ≥
P.D0.9×80
= =0.3mm 2[σ]2×120
δ = 7 mm
参照下表 气缸筒的壁厚圆整取δ = 7 mm
4.1.5气缸耗气量的计算 2
Q =
πD2?VP+Pa
π 0.08 ×0.05m/s4t
s = πD24η
v
Pa
=
?
0.6+0.1
4×0.95
0.1
=1.85×10?3m3/s
4.1.6气缸进排气口直径d0
v—空气流经进排气口的速度，可取v=10~15（m?s） 选取v = 12 m/s 由公式 dQ
0 = 2√πv
代入数据得 d×√
1.85×10
?3
0 = 2π×12
=14.014 mm
所以取气缸排气口直径为15 mm
Q——工作压力下输入气缸的空气流量（m3?s）
V----空气流经进排气口的速度，可取v=10~25（m?s）
Q=1.85×10?3m3/s
d0 =15 mm
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 FP0 ≤ F
Kn
K
式中 FP0— 活塞杆承受的最大轴向压力（N）；
FP0=1633N
FK — 纵向弯曲极限力（N）；
nK — 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L
mEJπ2K ≥ 85√m 即 FK = L2
4实心圆杆： J =
πd64 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 Pa ； 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 =2.685× 104 N
因为 FK
4
n = 1.34 × 10 > FP0 所以活塞杆的稳定性满足条件；
K
强度校核： 由公式 d ≥ √4Fp0
π[σ] [σ]=
σbn
，n为安全系数 一般取 n=5； σb 缸筒材料的抗拉强度(Pa)
45钢的抗拉强度，σ=600 MPa ，[σ]=
σbbn
=
6005
= 120 MPa
则 √4Fp0
π[σ] = 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。
气压传动两维运动机械手设计说明书
