F?F2??p气压缸的有效面积：
??D2?d2?4?
S?Fp1
D?故
4FF?1.13?p1??p1 （无杆腔） (6.6) 4F?d2?p1? （有杆腔） (6.7)
D?6p2?10pa，选择机械效率??0.95 1F=1625.7N，=
将有关数据代入： D?4F1625.7???1.13?0.02925m ?p10.95?2?106选择标准气压缸内径系列及机械的工作范围冗余设计，选择D=40mm. （2） 气压缸外径的设计
根据装配等因素，考虑到气压缸的臂厚在7mm，所以该气压缸的外径为54mm. （3） 活塞杆的计算校核
活塞杆的尺寸要满足活塞（或气压缸）运动的要求和强度要求。对于杆长L大于直径d的15倍以上，按拉、压强度计算：
??
F?4d2???? （6.8）
设计中活塞杆取材料为45刚，故????100?120Mpa，活塞直径d=20mm,现在进行校核。
??F??1625.74结论： 活塞杆的强度足够。
d2?4?26.13MPa?100?106
?0.022 （五）气压缸的尺寸参数的确定
根据夹紧力和驱动力的计算，初步确定了气压缸的内径为40mm，行程为500mm；下面要确定气压缸的缸筒长度L。缸筒长度L由最大工作行程长度加上各种结构需要
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来确定，即：
L=l+B+A+M+C （6.9）
式中：l为活塞的最大工作行程；B为活塞宽度，一般为(0.6-1)D;A为活塞杆导向长度，取(0.6-1.5)D;M为活塞杆密封长度，由密封方式定；C为其他长度，在此由于定位方式为定位块式，需要保留一定的缸体冗余长度作为缓冲，以免在运动过程中损伤到缸体，所以C取60mm。一般缸筒的长度最好不超过内径的20倍。另外，气压缸的结构尺寸还有最小导向长度H。 所以：L=500+0.8D+D+0.9D+C=668mm
气压缸缸底厚度计算，本气压缸选用平行缸底，且缸底无气孔时h?0.433?D???py，
其中h为缸底厚度；?D为气压缸内径；py为实验压力；???为缸底材料的许用应力，气压缸选用缸体材料为45号钢，????100MPa。
2.5?106?0.433?0.016??1.1?10?3m， h?0.433?D6???100?10py所以选取厚度h?7mm。
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七 齿轮齿条机构
齿轮齿条在传动过程中会有自己所独有的运动特点:齿轮传动用来传递任意两轴间的运动和动力，其圆周速度可达到300m/s，传递功率可达105KW，齿轮直径可从不到1mm到150m以上，是现代机械中应用最广的一种机械传动。
齿轮齿条传动与带传动相比主要有以下优点：
（1）传递动力大、效齿轮传动的特点。齿轮传动用来传递任意两轴间的运动和动力，其圆周速度可达到300m/s，传递功率可达105KW，齿轮直径可从不到1mm到150m以上，是现代机械中应用最广的一种机械传动。
（2）寿命长，工作平稳，可靠性高；
（3）能保证恒定的传动比，能传递任意夹角两轴间的运动。 齿轮传动与带传动相比主要缺点有：
（1）制造、安装精度要求较高，因而成本也较高；
（2）不宜作远距离传动。
由于齿轮齿条传动，因此传动比为1。机身重量不大，选取输入功率为0.8Kw，转速为12r/min。齿轮齿条参数设计如下：
（1）材料选择 由《机械设计（第八版）》表10-1选择齿轮材料为Q235，齿齿面硬度为240HBS；齿条材料味Q235，齿条齿面硬度为280HBS，。
1）齿轮齿数z1?20，齿条齿数z2?1?20?20 按齿面接触强度设计由设计计算公式进行试算，即
2KtT3u?1ZHZE?()^2 （7.1） ?d??u??H? d1t?3(2) 确定公式内的各计算数值 1）试选载荷系数Kt?1.6 2）计算齿轮的转矩
T?95.5?10^5P95.5?10^5?0.8??636666N?mm
n1228
3)选齿宽系数?d?0.8
4)由《机械设计（第八版）》图10-30选取区域系数ZH?2.433
??2?0.89，5)由《机械设计（第八版）》图10-26查得??1?0.78，则?????1???2?1.67 6)由《机械设计（第八版）》表10-6查得材料的弹性影响系数ZE?189.8MPa^0.5 7）由《机械设计（第八版）》图10-21d按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限?Hlim1?600MPa，大齿轮的接触疲劳强度极限?Hlim2?550MPa
由《机械设计（第八版）》图10-19取接触疲劳寿命系数KHN1?0.92,KHN2?0.88 8）计算接触疲劳许用应力
取失效概率为1%，安全系数S=1，得
KHN1?Hlim1?0.92?600?552MPa SKHN2?Hlim2?0.88?550?484MPa ??H?2?S??H?1?（3）计算
1）试算齿轮分度圆直径d1t，由计算公式得
d1t?2KtT?u?1ZHZE()^2 u??H?3?d?? ?32?1.6?63666622.433?189.8?()^2?64.8mm
1?1.6715182)计算圆周速度v
v??d1tn360?1000???64.8?1260?1000?0.04m/s
3)计算齿宽b及模数mnt
b??d?d1t?1?64.8?64.8mm mnt?d1t64.8??3.24mm Z1202.?253.?24mm7. 25mnt? h?2.2?b64.8??8.89 h7.294)计算载荷系数
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根据v?0.04m/s，8级精度，由《机械设计（第八版）》图10-8查得动载系数Kv?1.02 由《机械设计（第八版）》表10-3查得KH??KF??1.4 由《机械设计（第八版）》表10-2查得使用系数KA?1 由《机械设计（第八版）》表10-13查得KF??1.35 由《机械设计（第八版）》表10-4查得KH??1.452
接触强度载荷系数K?KAKvKH?KH??1?1.02?1.4?1.452?2.07 5）按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径，得
d1?d1t36)计算模数mn
K2.07?64.8?3?69.4mm Kt1.6mn?d169.4??3.47mm Z120
7)按齿根弯曲强度设计
2KT1Y?cos2?YFaYSa (7.2)
??dz1?a??F?由式mn?3（4）确定计算参数 1)确定载荷系数
K?KAKvKF?KF??1?1.02?1.4?1.35=1.9278
2)根据重合度???1.824，由《机械设计（第八版）》图10-28查得螺旋角影响系
数Y??0.88
3) 由《机械设计（第八版）》表10-5查得齿形系数
YFa1?2.724 YFa1?2.724
4) 应力校正系数
Ysa1?1.574 Ysa2?1.748
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