氣動(dòng)執(zhí)行元件第1頁(yè)，課件共43頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1.按結(jié)構(gòu)分類

直線運(yùn)動(dòng)氣缸擺動(dòng)式一、氣缸的分類第一節(jié)氣缸2.按缸徑分類微型氣缸；小型氣缸；中型氣缸；大型氣缸。3.按安裝形式分類1）固定式氣缸；2）軸銷式氣缸第2頁(yè)，課件共43頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月4.按驅(qū)動(dòng)方式分類有單作用氣缸和雙作用氣缸兩種。5.按緩沖形式分類

1）緩沖氣缸：有單側(cè)緩沖和雙側(cè)緩沖形式；

2）無(wú)緩沖氣缸：6.按潤(rùn)滑方式分類

1）給油氣缸：2）不給油氣缸：第一節(jié)氣缸第3頁(yè)，課件共43頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月二、普通氣缸

1.單作用氣缸

壓縮空氣只能在一個(gè)方向上控制氣缸活塞的運(yùn)動(dòng)，活塞的反向動(dòng)作則靠一個(gè)復(fù)位彈簧或施加外力來(lái)實(shí)現(xiàn)。所以稱為單作用氣缸。有預(yù)縮型和預(yù)伸型兩種。第一節(jié)氣缸第4頁(yè)，課件共43頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月單作用氣缸的特點(diǎn)如下：1）由于單邊進(jìn)氣，因此結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，耗氣量小。2）缸內(nèi)安裝了彈簧，增加了氣缸長(zhǎng)度，縮短了氣缸的有效行程，由于受內(nèi)裝回程彈簧自由長(zhǎng)度的影響，其行程長(zhǎng)度一般在100mm以內(nèi)。3）借助彈簧力復(fù)位，使壓縮空氣的能量有一部分用來(lái)克服彈簧張力，減小了活塞桿的輸出力；而且輸出力的大小和活塞桿的運(yùn)動(dòng)速度在整個(gè)行程中隨彈簧的變形而變化。因此單作用氣缸多用于行程較短以及對(duì)活塞桿輸出力和運(yùn)動(dòng)速度要求不高的場(chǎng)合。第一節(jié)氣缸第5頁(yè)，課件共43頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.雙作用氣缸

雙作用氣缸被活塞分成兩個(gè)腔室，有桿腔和無(wú)桿腔。通過(guò)無(wú)桿腔和有桿腔交替進(jìn)氣和排氣，活塞桿伸出和縮回，氣缸實(shí)現(xiàn)往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)。1-后缸蓋2—緩沖節(jié)流針閥3、7—密封圈4—活塞密封5—導(dǎo)向環(huán)6—磁性環(huán)8—活塞9—緩沖柱塞10—活塞桿11—缸筒12—緩沖密封圈13—前缸蓋14—導(dǎo)向套15—防塵組合密封圈第一節(jié)氣缸第6頁(yè)，課件共43頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第一節(jié)氣缸第7頁(yè)，課件共43頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月三、標(biāo)準(zhǔn)氣缸

做為標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化的產(chǎn)品，氣動(dòng)生產(chǎn)廠商生產(chǎn)的氣缸尺寸系列基本上都是符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的，其功能和規(guī)格是用戶普遍采用并可被用戶自由選擇的，這為氣動(dòng)產(chǎn)品的使用與維護(hù)帶來(lái)了方便。第一節(jié)氣缸第8頁(yè)，課件共43頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月四、氣缸的規(guī)格1.缸徑

氣缸缸徑尺寸系列（mm）注：括號(hào)內(nèi)數(shù)據(jù)為非優(yōu)先選項(xiàng)

氣缸的缸筒內(nèi)徑D和活塞行程L是氣缸的兩個(gè)重要參數(shù)，通常作為選擇氣缸的基本依據(jù)。第一節(jié)氣缸第9頁(yè)，課件共43頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.氣缸活塞行程

氣缸活塞行程系列按照優(yōu)先次序分成三個(gè)等級(jí)順序選用。活塞行程第一優(yōu)先系列（mm）活塞行程第二優(yōu)先系列(mm)活塞行程第三優(yōu)先系列

（mm）第一節(jié)氣缸第10頁(yè)，課件共43頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3.活塞桿外徑尺寸系列

氣缸活塞桿外徑尺寸系列（mm）五、普通氣缸的設(shè)計(jì)計(jì)算1.氣缸的輸出力普通雙作用氣缸無(wú)桿腔進(jìn)氣有桿腔排氣時(shí)的理論推力為式中

F——?dú)飧谉o(wú)桿腔進(jìn)氣有桿腔排氣時(shí)的理論推力；p——工作壓力，單位為Pa；D——缸徑，單位為m。第一節(jié)氣缸第11頁(yè)，課件共43頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月普通雙作用氣缸有桿腔進(jìn)氣無(wú)桿腔排氣時(shí)的理論拉力為五、普通氣缸的設(shè)計(jì)計(jì)算1.氣缸的輸出力

式中d——活塞桿直徑，單位為m。普通單作用氣缸（預(yù)縮型）理論推力為式中Ft——彈簧預(yù)壓量及氣缸行程所產(chǎn)生的彈簧力，單位為N。第一節(jié)氣缸第12頁(yè)，課件共43頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月普通單作用氣缸（預(yù)伸型）理論拉力為1.氣缸的輸出力

2.氣缸的負(fù)載率

從對(duì)氣缸運(yùn)行特性的研究可知，要精確確定氣缸的實(shí)際輸出力是困難的。于是在分析氣缸性能和確定氣缸的輸出力時(shí)，常用到負(fù)載率的概念。氣缸的負(fù)載率定義為第一節(jié)氣缸第13頁(yè)，課件共43頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.氣缸的負(fù)載率

第一節(jié)氣缸第14頁(yè)，課件共43頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3.缸徑計(jì)算

氣缸缸徑的設(shè)計(jì)計(jì)算需根據(jù)其負(fù)載大小、運(yùn)行速度和系統(tǒng)工作壓力來(lái)決定。首先，根據(jù)氣缸安裝及驅(qū)動(dòng)負(fù)載的實(shí)際工況，分析計(jì)算出氣缸軸向?qū)嶋H負(fù)載F，再由氣缸平均運(yùn)行速度來(lái)選定氣缸的負(fù)載率，初步選定氣缸工作壓力（一般為0.4MPa～0.6MPa），再由F/，計(jì)算出氣缸理論輸出力Ft，最后計(jì)算出缸徑及活塞桿直徑，并按標(biāo)準(zhǔn)圓整得到實(shí)際所需的缸徑和活塞桿直徑。第一節(jié)氣缸第15頁(yè)，課件共43頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月例有一氣缸推動(dòng)工件在水平導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)，已知工件和運(yùn)動(dòng)件的質(zhì)量m=250kg，工件與導(dǎo)軌間的摩擦系數(shù)μ=0.25，氣缸行程s為300mm，動(dòng)作時(shí)間為1.2s，工作壓力P=0.4MPa，試選定缸徑D。3.缸徑計(jì)算

第一節(jié)氣缸第16頁(yè)，課件共43頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3.缸徑計(jì)算

第一節(jié)氣缸第17頁(yè)，課件共43頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月4.氣缸的耗氣量計(jì)算

氣缸的耗氣量是指氣缸往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)所消耗的壓縮空氣量，它是選擇空壓機(jī)排量的重要參數(shù)。以單桿雙作用活塞氣缸為例:活塞桿伸出和返回行程的耗氣量分別為活塞往復(fù)一次所耗壓縮空氣量為第一節(jié)氣缸第18頁(yè)，課件共43頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

若活塞一個(gè)往返行程所用時(shí)間為t，則單位時(shí)間內(nèi)活塞運(yùn)動(dòng)的耗氣量為4.氣缸的耗氣量計(jì)算

實(shí)際耗氣量為

未經(jīng)壓縮的自由空氣的消耗量要比該值大，當(dāng)實(shí)際消耗的壓縮空氣量為Vs時(shí)，其自由空氣的耗氣量Vsz可用下式計(jì)算式中P——工作壓力，單位為MPa。第一節(jié)氣缸第19頁(yè)，課件共43頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月六、無(wú)桿氣缸

機(jī)械耦合式無(wú)桿氣缸:沒(méi)有活塞桿，它利用活塞直接或間接地驅(qū)動(dòng)缸筒上的滑塊，實(shí)現(xiàn)往復(fù)運(yùn)動(dòng).

特點(diǎn)：節(jié)省安裝空間，特別適用于小缸徑8～80mm場(chǎng)合、長(zhǎng)行程的場(chǎng)合，而且運(yùn)動(dòng)精度高，與其他氣缸組合方便。其最大行程在缸徑不小于40mm時(shí)可達(dá)6m，運(yùn)動(dòng)速度可高達(dá)2m/s。有較大的承載能力和抗力矩能力，活塞與滑塊不會(huì)脫開，但可能有輕微泄漏。

應(yīng)用：在自動(dòng)化系統(tǒng)、氣動(dòng)機(jī)器人中大量應(yīng)用。第一節(jié)氣缸第20頁(yè)，課件共43頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月結(jié)構(gòu)原理：機(jī)械接觸式無(wú)桿氣缸1—節(jié)流閥2—緩沖柱塞3—防塵不銹鋼帶4—密封帶5—活塞6—滑塊7—活塞架第一節(jié)氣缸第21頁(yè)，課件共43頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月機(jī)械接觸式無(wú)桿氣缸機(jī)械接觸式無(wú)桿氣缸第一節(jié)氣缸第22頁(yè)，課件共43頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月七、磁感應(yīng)氣缸（磁性耦合無(wú)桿氣缸）

實(shí)質(zhì)：也是一種無(wú)桿氣缸，所以稱為磁性耦合無(wú)桿氣缸。

特點(diǎn)：質(zhì)量輕、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、占用空間小、無(wú)外泄露，維護(hù)保養(yǎng)方便；但當(dāng)速度快、負(fù)載大時(shí)，外部限位器使負(fù)載停止時(shí)因慣性過(guò)大，內(nèi)外磁環(huán)不易吸住，活塞與外部滑塊有脫開的可能，且磁性耦合的無(wú)桿氣缸中間不可能增加支承點(diǎn)，因此最大行程受到限制。

注意：實(shí)際使用中一般對(duì)滑塊要加導(dǎo)向裝置，提高承受回轉(zhuǎn)扭矩的能力。第一節(jié)氣缸第23頁(yè)，課件共43頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月磁性耦合無(wú)桿氣缸1－套筒2—外磁環(huán)（永久磁鐵）3—外磁導(dǎo)板4—內(nèi)磁環(huán)（永久磁鐵）5—內(nèi)磁導(dǎo)板6—壓蓋7—卡環(huán)8—活塞9—活塞連接軸10—緩沖柱塞11—?dú)飧淄?2—端蓋13—進(jìn)、排氣孔第一節(jié)氣缸第24頁(yè)，課件共43頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月磁性耦合無(wú)桿氣缸第一節(jié)氣缸第25頁(yè)，課件共43頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月八、帶磁性開關(guān)的氣缸

特點(diǎn)：又稱開關(guān)氣缸。這是一種在氣缸活塞上裝有磁環(huán)(永久磁鐵)，在氣缸的缸筒外側(cè)直接裝有磁性行程開關(guān)，利用磁性行程開關(guān)來(lái)檢測(cè)氣缸活塞位置的一種氣缸。除活塞上裝有一個(gè)永久性磁環(huán)外，氣缸其他結(jié)構(gòu)原理和一般氣缸相同，但缸筒必須是導(dǎo)磁性弱、隔磁性強(qiáng)的材料，如鋁合金、不銹鋼、黃銅等。其特點(diǎn)是使位置檢測(cè)方便，結(jié)構(gòu)緊湊，利于機(jī)電一體化。第一節(jié)氣缸第26頁(yè)，課件共43頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月帶磁性開關(guān)的氣缸示意圖1—狀態(tài)指示燈2—舌簧開關(guān)3—保護(hù)電路4—開關(guān)殼體5—導(dǎo)線6—活塞7—密封圈8—磁環(huán)9—缸筒結(jié)構(gòu)原理第27頁(yè)，課件共43頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

應(yīng)用注意事項(xiàng)：無(wú)論何種行程開關(guān)在使用時(shí)都必須了解它的開關(guān)性能。當(dāng)行程開關(guān)所帶的感性負(fù)載（如電磁閥、繼電器）斷開時(shí)，在斷開的瞬間會(huì)產(chǎn)生一個(gè)脈沖電壓，這將損害行程開關(guān)的舌簧片電極而影響工作的可靠性。因此行程開關(guān)必須帶保護(hù)電路。電子舌簧式行程開關(guān)、氣動(dòng)舌簧式行程開關(guān)和非接觸式電感行程開關(guān)。八、帶磁性開關(guān)的氣缸第一節(jié)氣缸第28頁(yè)，課件共43頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月九、擺動(dòng)氣缸

擺動(dòng)氣缸：是利用壓縮空氣驅(qū)動(dòng)輸出軸做往復(fù)擺動(dòng)的氣動(dòng)執(zhí)行元件。

特點(diǎn)與應(yīng)用：氣缸擺角范圍小于360o，目前在工業(yè)上應(yīng)用廣泛，多用于安裝位置受到限制或轉(zhuǎn)動(dòng)角度小于360°的回轉(zhuǎn)工作部件，比如物體的轉(zhuǎn)位、工件的翻轉(zhuǎn)、閥門的開閉等場(chǎng)合。常用的擺動(dòng)氣缸的最大擺動(dòng)角度分為90°、180°、270°三種規(guī)格。

類型：按結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可分為葉片式、齒輪齒條式兩大類。第一節(jié)氣缸第29頁(yè)，課件共43頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月葉片式擺動(dòng)氣缸

工作原理九、擺動(dòng)氣缸1、葉片式第一節(jié)氣缸第30頁(yè)，課件共43頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月十、氣爪（手指氣缸）

氣爪是一種變型氣缸，可以實(shí)現(xiàn)各種抓取功能，是氣動(dòng)機(jī)械手中的重要部件，常在搬運(yùn)、傳送工件的機(jī)構(gòu)中，用來(lái)抓取、拾放物體，從而將物體從一點(diǎn)移到另一點(diǎn)。

氣爪的主要類型：有平行氣爪、擺動(dòng)氣爪和旋轉(zhuǎn)氣爪。第一節(jié)氣缸第31頁(yè)，課件共43頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1.平行氣爪

特點(diǎn)：兩個(gè)氣爪只能對(duì)心移動(dòng)，每個(gè)氣爪不能單獨(dú)移動(dòng)。這種氣爪能輸出很大的抓取力，可以用于內(nèi)抓取，也可以用于外抓取。平行氣爪第一節(jié)氣缸第32頁(yè)，課件共43頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.擺動(dòng)氣爪

特點(diǎn)：兩氣爪可同時(shí)移動(dòng)且自動(dòng)對(duì)中。氣爪的內(nèi)、外抓取擺角范圍為40°，抓取力大。擺動(dòng)氣爪

第一節(jié)氣缸第33頁(yè)，課件共43頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3.旋轉(zhuǎn)氣爪

特點(diǎn)：兩個(gè)氣爪可同時(shí)移動(dòng)并自動(dòng)對(duì)中。旋轉(zhuǎn)氣爪第一節(jié)氣缸第34頁(yè)，課件共43頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1.串聯(lián)式氣液阻尼缸

串聯(lián)式氣液阻尼缸的工作原理圖1—負(fù)載2—液壓缸3—節(jié)流閥4—單向閥5—油箱6—中蓋7—?dú)飧资弧狻⒁鹤枘岣椎谝还?jié)氣缸第35頁(yè)，課件共43頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.并聯(lián)式氣液阻尼缸

液壓缸與氣缸并聯(lián)，用剛性聯(lián)接板相聯(lián)。其工作原理與串聯(lián)式氣液阻尼缸相同。并聯(lián)式氣液阻尼缸的工作原理圖第一節(jié)氣缸第36頁(yè)，課件共43頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

氣動(dòng)馬達(dá)：將壓縮空氣的液壓能轉(zhuǎn)換為氣動(dòng)執(zhí)行元件回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的機(jī)械能的能量轉(zhuǎn)換裝置。

氣動(dòng)馬達(dá)結(jié)構(gòu)形式：葉片式、活塞式和齒輪式。1.氣動(dòng)馬達(dá)的特點(diǎn)及應(yīng)用1）氣動(dòng)馬達(dá)工作安全。2）氣動(dòng)馬達(dá)有很寬的功率和速度調(diào)節(jié)范圍。3)正反轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)方便。4)氣動(dòng)馬達(dá)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小，重量輕，操縱容易，維修方便等特點(diǎn)，其用過(guò)的空氣不需處理，不會(huì)造成污染。第二節(jié)氣動(dòng)馬達(dá)第37頁(yè)，課件共43頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月5）具有過(guò)載保護(hù)性能。6)氣動(dòng)馬達(dá)能長(zhǎng)期滿載工作，并且溫升小。7）具有較高的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，可以直接帶負(fù)載啟動(dòng)。8）葉片式氣動(dòng)馬達(dá)因轉(zhuǎn)速高，零部件磨損快，需及時(shí)檢修、清洗或更換零部件。9）氣動(dòng)馬達(dá)還具有輸出功率小、耗氣量大、效率低、噪聲大和易產(chǎn)生振動(dòng)等缺點(diǎn)。第二節(jié)氣動(dòng)馬達(dá)第38頁(yè)，課件共43頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.葉片式氣動(dòng)馬達(dá)1）工作原理a）b）c）葉片式氣動(dòng)馬達(dá)1—轉(zhuǎn)子2—定子3—葉片第二節(jié)氣動(dòng)馬達(dá)第39頁(yè)，課件共43頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

2）特點(diǎn)：葉片式氣動(dòng)馬達(dá)體積小、重量輕，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但耗氣量較大，一般用于中、小容量，高轉(zhuǎn)速的場(chǎng)合。2.葉片式氣動(dòng)馬達(dá)

3）應(yīng)用：葉片式氣動(dòng)馬達(dá)主要用于礦山機(jī)械和氣動(dòng)工具中如風(fēng)鉆、風(fēng)扳手、風(fēng)砂輪等。第二節(jié)氣動(dòng)馬達(dá)第40頁(yè)，課件共43頁(yè)，創(chuàng)作于2023年