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F－－工作循环中的最大的外负载；
FFc－－液压缸密封处的摩擦力，它的精确值不容易求得，常用液压缸的机
械效率?cm进行估算。
F?Ffc?F?cm （3-21）
?cm－－液压缸的机械效率，一般?cm=0.9-0.97。
而由所知道的数据来看，夹紧液压缸的密封是采取使用U型密封圈结合O型密封圈的形式，考虑到工作过程中的摩擦力影响，其大小应该是夹紧力的0.03倍，而由此可得D：
4?(6000?0.2?6000)?71.38mm63.14?2?10?0.9
根据液压缸内径尺寸系列（GB2348-80）将所得数值圆整为80/mm。
根据活塞杆直径可由d/D值计算所得，由计算所得的D根据工作压力和参考]《液压气动系统设计手册》，结合活塞杆直径系列（GB2348-80），活塞杆直径可选取：
d=45/mm。
（3） 液压缸壁厚和外径的计算和选取
液压缸的壁厚由液压缸的强度条件来计算。由于选取的夹紧缸内径D和壁厚δ的比值小于10，所以应该按材料力学中的厚壁圆筒公式进行壁厚的计算：
??([?]?0.4Py[?]?1.3Py)?1) （3-22）
式中：δ---液压缸的壁厚（m）； D---液压缸的内径（m）；
py---试验压力，一般取最大工作压力的（1.25～1.5）倍（Mpa）； [σ]---缸筒材料的许用压力，其值为：锻钢：[σ]=110～120/Mpa；
铸钢：[σ]=100～110/ Mpa；无缝钢管：[σ]=100～110/ Mpa； 高强度铸铁：[σ]=60/ Mpa；灰铸铁：[σ]=25/ Mpa。
但是在中低压液压系统中，按上式子计算出来的液压缸的壁厚往往比较小，使缸体的刚度往往很不够，因此按经验选取，在这里选取10/mm。
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液压缸壁厚算出后，即可以求得缸体的外径为D1：
D1≥D+2δ
式中D1值按经验选取100 /mm。
（4） 液压缸工作行程的确定
液压缸工作行程长度，可根据执行机构实际工作的最大行程来确定，在这里，夹紧缸的工作行程为112 /mm。属于活塞行程参数系列（GB2349-80）的第2优先组。
（5） 缸盖厚度的确定
一般液压缸多为平底缸盖，无孔时，其有效厚度t按强度要求可用下式计算：
t?0.433D
Py[?] （3-23）
式中：t---缸盖的有效厚度（m）； D1---缸盖上口内径（m）； do---缸盖孔的直径（m）。 这里按经验选取缸盖厚度为22mm。
（6） 最小导向长度的确定
当活塞杆全部外伸时，从活塞的支承面中点到缸盖滑动支承面中点的距离H称为最小导向长度。如果导向长度过小，将使液压缸的初始挠度增大，影响液压缸的稳定性。
活塞的宽度B一般取B=（0.6-1.0）D；这里选取活塞的宽度为35mm。缸盖滑动支撑面的长度ι1，根据液压缸内径D而定，； 当D<80/mm时,取ι1=(0.6-1.0)D; 当D>80/mm时,取ι1=(0.6-1.0)d;。
为保证最小导向长度H，若过分增大ι1和B都是不适合的，必要时可以在缸盖与活塞之间增加一隔套K来增加H的值，隔套的长度C由需要的最小导向长度H来确定，即：
C?H?1l1?B??2 （3-24）
液压缸内径为80/mm，所以ι1=（0.6-1.0）D，计算所得ι1=48～80/mm，参考
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液压缸结构设计工具书，将夹紧缸的最小导向长度定为40/mm。
（7） 缸体长度的确定
液压缸缸体内部长度应该等于活塞的行程与活塞的宽度之和，缸体外形长度还要考虑到两端端盖的厚度。一般液压缸的缸体长度不应当大于内径的20～30/倍。这里，缸体长度取212/mm，没有超出规定的要求，符合条件。
（8） 计算液压缸主要零件的强度和刚度
由于柱塞直径D与其壁厚δ的比值小于10，所以这里用厚壁筒强度计算公式估计：
?? （3-25） ??0.4p????D?????????1.3p?1??2?????
代入数值，[σ]取无缝钢管的计算，即105Mpa，而压力p是工作压力的1.5倍，则：
?80?10?50.?4?21.5??1? =2.02/mm
?2?105?1.?3?21.5??由上计算多得的壁厚比实际小的多，因此按经验选取的壁厚10/mm完全符合要求。 活塞杆校核：
当活塞杆长度ι≥10d时，按弯曲稳定性校核活塞杆直径d
按材料力学理论，一根受压直杆，在其轴向负荷Fr超过稳定临界力Fk时，即失去原有直线状态的平衡，称为失稳。对液压缸，其稳定条件为：
F≥FK/nK
式中：F--液压缸的最大推力（F），F= Fr； Fr---液压缸的稳定临界力（N）； nk---稳定安全系数，一般取nk=1～3。
液压缸的稳定临界力Fr（N）与活塞杆和缸体的材料、长度、刚度和两端支撑状况等因素有关。
ln?2EJ当细长比?mn时， FK?kl2
（3-26）
fAlF?2当细长比?mn时， K2?l?k1???n?k?
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（ 3-27）
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式中：ι--活塞杆的计算长度（m），其取法见参考书2（《液压气动系统设计手册》）
78页表3-6；
K---活塞杆横截面的回转半径（m），K?Jd?（m）（对实心活塞杆） A4 j---活塞杆横截面转动惯量（m）， A---活塞杆横截面积（m）； m---柔性系数，对钢取m=85；
2
4
J??d464；
n---端点安装形式系数，参见书目2.3.6，这里使用的是一端固定，一端铰接，
所以n取2；
E---材料弹性摸量（Pa），对钢E=2.6/GPa；
f---材料强度实验值（Pa），对钢f=490/Mpa。
l112计算细长比： =?10/mm，而mn=340，所以选后面的公式计算，则：
k45/4
FK?490?10????22.5?106?32????32?112?10?1???3?2?45?10????4?2?7441.68N （3-28）
稳定安全系数nk取1.1，则F?稳定性要求，设计合适。
Fk7441.68?nk1.1?6765.45N，因为F=6000/N。所以合
3.3 液压缸的结构设计 3.3.1 压装液压缸的结构设计 （1）缸体与缸盖的连接形式
压装液压缸的缸体与缸盖的连接形式都为螺纹连接。 这种连接方式具有以下优点：外形尺寸小,重量较轻
同样其也具有以下缺点： 端部结构复杂，工艺要求较高, 拆装时需用专用工具,拧端盖时易损坏密封圈
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（2） 活塞杆与活塞的连接结构
一级缸活塞杆与活塞的连接结构为整体式结构：
二级缸活塞杆与活塞的连接结构为螺纹连接。
（3） 活塞杆导向部分的结构
一级缸活塞杆导向结构为导向套导向：` 二级缸活塞杆导向结构为端盖直接导向。
（4） 活塞及活塞杆处密封圈的选用
一级缸密封圈的选用:
选用高低唇Y型密封圈，型号:Y 110×90×16 GB10708.1-89以及Y 185
×160×20 GB10708.1-89，材料都是耐油橡胶。
二级缸活塞与缸体的密封圈的选用：
选用V型密封圈，型号：V 250×220×49.5 GB10708-89
（5）液压缸的缓冲装置
液压缸带动工作部件运动时，因运动件的质量较大，运动速度较高，则在到达行程终点时，会产生液压冲击，甚至使活塞与缸筒端盖之间产生机械碰撞。为防止这种现象的发生，在行程末端设置缓冲装置。
但是在这里，所需设计的压装缸运动速度很慢，基本上不需要设计缓冲结构。
` 液压缸的排气装置
对于运动速度稳定性要求较高的机床液压缸和大型液压缸，则需要设置排气装置，压装缸将油口设置在上方，有利于压力油中的气体排出。
3.3.2 夹紧液压缸和定位液压缸的结构设计
定位与夹紧液压缸均采用单出杆、缸体固定形式；为减少缸体与活塞体积，简化
结构，采用U型密封圈结合O型密封圈的结构，夹紧液压缸的U型密封圈的型号为：45×65 HG-336-66，材料是橡胶；O型密封圈的型号为：71×5.3G
GB3452.1-92；11.8×3.55G GB3452.1-82，材料是NBR。定位液压缸的U型
密封圈型号为：45×65 HG4-336-66，材料是：橡胶；防尘圈型号为：FA100×
115×9.5 D GB10708.3-89，材料为丁睛橡胶。
由于行程比较短，运动部件质量很小，速度也不大，故不必考虑设置缓冲结构，排气螺塞也可以由油管接头来代替。
3.4 液压系统元件的分析和选择
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