非標(biāo)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)也許需要計(jì)算，但是計(jì)算不等于設(shè)計(jì)，尤其是氣動(dòng)模式下的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，很多已知條件本身就難以量化，再加上應(yīng)用的工況復(fù)雜多變，并不能指望通過幾個(gè)公式演算就得到精確無誤的設(shè)計(jì)結(jié)果。計(jì)算的意義，更多地體現(xiàn)在通過計(jì)算分析規(guī)避失敗的風(fēng)險(xiǎn)，也就是說，大部分計(jì)算只需要考慮最糟糕的情況。

氣缸的結(jié)構(gòu)與動(dòng)作原理

一個(gè)普通氣缸由缸體、活塞密封圈、磁環(huán)（帶傳感器的氣缸）組成。它的動(dòng)作原理是，壓縮空氣使活塞移動(dòng)，通過改變進(jìn)氣的方向，改變活塞桿的移動(dòng)方向。

氣缸的選型計(jì)算

理論推力、拉力公式及負(fù)載率公式

氣缸的實(shí)際負(fù)載是由工況所決定的，若確定了負(fù)載率η也就能確定氣缸的理論出力，負(fù)載率η的選取與氣缸的負(fù)載性能及氣缸的運(yùn)動(dòng)速度有關(guān)。

確定氣缸行程

氣缸的行程與使用場(chǎng)合、機(jī)構(gòu)尺寸有關(guān)，應(yīng)該注意以下幾點(diǎn)。

1）一般不選滿行程，防止活塞和缸蓋相碰，如用于夾緊機(jī)構(gòu)等，應(yīng)該按照計(jì)算所需要的行程來增加1~2mm以上的余量。

2）限位要“平衡穩(wěn)當(dāng)”，所謂“平衡”，就是不能讓氣缸憋著或者懸著，所謂“穩(wěn)當(dāng)”，就是要有足夠的力量阻擋“來勢(shì)洶洶”的活動(dòng)部分，并且沒有搖動(dòng)、晃動(dòng)或者松脫的傾向。

3）盡量選氣缸手冊(cè)里面有的標(biāo)準(zhǔn)行程，這樣可保證供貨速度，降低時(shí)間成本。

確定氣缸系列

氣缸系列和氣缸缸徑對(duì)應(yīng)表

安裝形式

基本型、腳座型、桿側(cè)法蘭型、無桿側(cè)法蘭型、單耳環(huán)型、雙耳環(huán)型、桿側(cè)耳軸型、無桿側(cè)耳軸型、中央耳軸型

氣缸的緩沖裝置

無緩沖、橡膠緩沖、氣緩沖、液壓緩沖器

磁性開關(guān)

1）安裝形式

2）需要注意的是，只有選用帶磁環(huán)的氣缸才要配對(duì)磁性開關(guān)，不同氣缸和磁性開關(guān)也是配對(duì)使用的，不能隨便配套，例如筆形氣缸用鋼帶固定的。設(shè)計(jì)的時(shí)候要考慮磁性開關(guān)的安裝方式，避免位置干涉。

其他要求

例如氣缸在有灰塵之類的惡劣環(huán)境下工作，需要在活塞桿伸出端設(shè)計(jì)防塵罩，要求無污染的時(shí)候（食品行業(yè)、醫(yī)藥行業(yè)、鋰電行業(yè)）選用無給油或無油潤滑氣缸

總之，氣缸選型步驟大體上分為如下：

選定缸徑——選定氣缸行程——選擇氣缸系列——選定安裝形式——選定緩沖類型——選定磁性開關(guān)

氣缸配件的選擇

氣缸快換接頭

其他元件的選擇

浮動(dòng)接頭

浮動(dòng)接頭是機(jī)構(gòu)與氣缸連接的紐帶，形式多樣，可以買現(xiàn)成的，也可以自制，大部分是自制的。不允許氣缸活塞桿直連，因?yàn)闅飧讜?huì)偏心或者憋死從而加劇磨損（類似電機(jī)與軸之間傳動(dòng)需要聯(lián)軸器是一個(gè)道理）

注意事項(xiàng)，分清M10以上（含M10）的牙距，說白了就是分清粗細(xì)牙。

液壓緩沖器

液壓緩沖器能夠有效地緩和沖擊力和降低噪聲

事實(shí)上，未必一定要每個(gè)地方都用液壓緩沖器，主要取決于沖擊大?。o非就是吸收動(dòng)能），而不是看氣缸多大。

注意事項(xiàng)：

1）緩沖器不是限位

2）注意緩沖器牙型（粗細(xì)牙）

消聲器

氣缸在快速夾具中的應(yīng)用

快速夾具是利用機(jī)構(gòu)的死點(diǎn)進(jìn)行自鎖的夾緊裝置，在現(xiàn)代工廠中使用非常廣泛。它通常被使用在半自動(dòng)設(shè)備或全自動(dòng)設(shè)備中對(duì)被加工產(chǎn)品或者產(chǎn)品的夾具進(jìn)行夾緊。

氣缸在步進(jìn)送料系統(tǒng)中的應(yīng)用

步進(jìn)送料對(duì)于現(xiàn)代自動(dòng)化設(shè)備具有重要的意義，由于產(chǎn)品的加工裝配都需要一定的時(shí)間，所以大多數(shù)設(shè)備都采用的是：送料→加工→送料→加工這樣的間歇循環(huán)工作方式。

步進(jìn)送料也可以用于以短行程執(zhí)行機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)物料的遠(yuǎn)距離輸送，這也是工廠自動(dòng)化設(shè)備中常用的遠(yuǎn)距離輸送方式。以上介紹的是兩種典型的運(yùn)用氣缸進(jìn)行步進(jìn)送料的機(jī)構(gòu)。其相對(duì)于齒輪連桿機(jī)構(gòu)、連桿機(jī)構(gòu)、槽輪機(jī)構(gòu)、棘輪機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)等各種間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)來說：具有結(jié)構(gòu)簡單、零件少、柔性高（可以通過調(diào)節(jié)限制氣缸行程限位螺釘或者緩沖器限位螺母來調(diào)節(jié)產(chǎn)品撥叉的行程）的優(yōu)點(diǎn)。

氣缸驅(qū)動(dòng)齒輪齒條將直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)

以上介紹了常用的普通直線氣缸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模塊，以上介紹的氣缸結(jié)構(gòu)都是基于單軸方向的運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)。如果在需要多軸運(yùn)動(dòng)的情況，如 XY 方向、YZ 方向、 XYZ 方向、XYZU（U 即代表旋轉(zhuǎn)方向）方向等多軸運(yùn)動(dòng)，則基本上是以上單軸氣動(dòng)單元加上旋轉(zhuǎn)氣缸等的簡單疊加即可。

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