液压缸是液压传动的执行元件，它和主机工作机构有直接的联系，对于不同 的机种和机构，液压缸具有不同的用途和工作要求因此，在设计液压缸之前， 必须对整个液压系统进行工况分析，编制负载图，选定系统的工作压力 (详见第九章)，然后根据使用要求选择结构类型，按负载情况、运动要求、最大行程等 确定其主要工作尺寸，进行强度、稳定性和缓冲验算，最后再进行结构设计根据一览旗下液压英才网资深顾问理工分析有以下几大要点:1. 液压油缸的设计内容和步骤(1) 选择液压缸的类型和各部分结构形式2) 确定液压缸的工作参数和结构尺寸⑶结构强度、刚度的计算和校核⑷导向、密封、防尘、排气和缓冲等装置的设计5)绘制装配图、零件图、编写设计说明书液压招聘)下面只着重介绍几项设计工作2. 计算液压缸的结构尺寸液压缸的结构尺寸主要有三个：缸筒内径 D、活塞杆外径d和缸筒长度L1) 缸筒内径D液压缸的缸筒内径D是根据负载的大小来选定工作压力或往返 运动速度比，求得液压缸的有效工作面积，从而得到缸筒内径 D，再从GB2348 — 80标准中选取最近的标准值作为所设计的缸筒内径根据负载和工作压力的大小确定 D:①以无杆腔作工作腔时②以有杆腔作工作腔时(4-33)式中：pl为缸工作腔的工作压力，可根据机床类型或负载的大小来确定； Fmax为最大作用负载。
2) 活塞杆外径d活塞杆外径d通常先从满足速度或速度比的要求来选择， 然后再校核其结构强度和稳定性若速度比为 入v则该处应有一个带根号的式子:V 心（4-34）也可根据活塞杆受力状况来确定，一般为受拉力作用时， d=0.3〜0.5D受压力作用时：pl v 5MPa 时，d=0.5 〜0.55D5MPa v pl v 7MPa 时，d=0.6 〜0.7Dpl > 7MPa 时,d=0.7D（3）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来确定，即：L=l+B+A+M+C式中：I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为其他长度一般缸筒的长度最好不超过内径的 20倍另外，液压缸的结构尺寸还有最小导向长度 H⑷最小导向长度的确定当活塞杆全部外伸时，从活塞支承面中点到导向套滑动面中点的距离称为最小导 向长度H（如图4-19所示）如果导向长度过小，将使液压缸的初始挠度 （间隙引 起的挠度）增大，影响液压缸的稳定性，因此设计时必须保证有一最小导向长度图4-19油缸的导向长度K —隔套对于一般的液压缸，其最小导向长度应满足下式:H> L/20+D/2 （4-35）式中：L为液压缸最大工作行程(m);D为缸筒内径(m)。
一般导向套滑动面的长度 A，在Dv80mm时取A=(0.6-1.0)D,在D >80mm时 取A=(0.6-1.0)d ;活塞的宽度B则取B=(0.6-1.0)D为保证最小导向长度，过分 增大A和B都是不适宜的，最好在导向套与活塞之间装一隔套 K，隔套宽度C由所需的最小导向长度决定，即：C=H- 一 (4-36)采用隔套不仅能保证最小导向长度，还可以改善导向套及活塞的通用性3. 强度校核？对液压缸的缸筒壁厚3、活塞杆直径d和缸盖固定螺栓的直径，在 高压系统中必须进行强度校核1) 缸筒壁厚校核缸筒壁厚校核时分薄壁和厚壁两种情况，当D/ 1时为薄壁，壁厚按下式进行校核：3> =ptD/2 ［门(4-37)式中：D为缸筒内径；pt为缸筒试验压力，当缸的额定压力 pn< 16MPa时，取 pt=1.5pn， pn为缸生产时的试验压力；当pn > 16MPa时，取pv=1.25 pn;［刃为缸筒材料的许用应力，［刃=c b/n, c为材料的抗拉强度, n为安全系数，一般取n=5当D/ cV 10时为厚壁，壁厚按下式进行校核：D2(4-38)在使用式(4-37)、式(4-38)进行校核时，若液压缸缸筒与缸盖采用半环连接， 3应取缸筒壁厚最小处的值。
2) 活塞杆直径校核活塞杆的直径 d按下式进行校核：(4-39)式中：F为活塞杆上的作用力；［C为活塞杆材料的许用应力，［c］ =c b/1.43) 液压缸盖固定螺栓直径校核 液压缸盖固定螺栓直径按下式计算:?dJ 曲 0］ 4-40)式中：F为液压缸负载；Z为固定螺栓个数；k为螺纹拧紧系数，k=1.12〜1.5,［门=(T s心.22.5), c为材料的屈服极限4. 液压缸稳定性校核？活塞杆受轴向压缩负载时，其直径d 一般不小于长度L的1/15当L/d > 15寸，须进行稳定性校核，应使活塞杆承受的力 F不能超过使它保持稳定工作所允许的临界负载 Fk,以免发生纵向弯曲，破坏液压缸的正常工作 Fk的值与活塞杆材料性质、截面形状、直径和长度以及缸的安装方式等因素有关，验算可按材料力学有关公式进行5. 缓冲计算？液压缸的缓冲计算主要是估计缓冲时缸中出现的最大冲击压力， 以 便用来校核缸筒强度、制动距离是否符合要求缓冲计算中如发现工作腔中的液 压能和工作部件的动能不能全部被缓冲腔所吸收时，制动中就可能产生活塞和缸 盖相碰现象液压缸在缓冲时，缓冲腔内产生的液压能 E1和工作部件产生的机械能E2分别为：E仁pcAcIc (4-41)丄E2=ppAplc+ 空 mV2-Fflc (4-42)式中：pc为缓冲腔中的平均缓冲压力；pp为高压腔中的油液压力；Ac、Ap为 缓冲腔、高压腔的有效工作面积；Lc为缓冲行程长度；m为工作部件质量；vO 为工作部件运动速度；Ff为摩擦力。
式(4-42)中等号右边第一项为高压腔中的液压能，第二项为工作部件的动能，第 三项为摩擦能当E仁E2时，工作部件的机械能全部被缓冲腔液体所吸收，由 上两式得：Pc=E2/Aclc (4-43)如缓冲装置为节流口可调式缓冲装置，在缓冲过程中的缓冲压力逐渐降低，假定缓冲压力线性地降低，贝愎大缓冲压力即冲击压力为：Pcmax=Pc+nu 02/2Aclc (4 -44)如缓冲装置为节流口变化式缓冲装置，则由于缓冲压力 Pc始终不变，最大缓冲压力的值如式(4-43)所示6. 液压缸设计中应注意的问题？液压缸的设计和使用正确与否，直接影响到它的 性能和易否发生故障在这方面，经常碰到的是液压缸安装不当、 活塞杆承受偏 载、液压缸或活塞下垂以及活塞杆的压杆失稳等问题所以，在设计液压缸时， 必须注意以下几点：(1) 尽量使液压缸的活塞杆在受拉状态下承受最大负载，或在受压状态下具有良 好的稳定性(2) 考虑液压缸行程终了处的制动问题和液压缸的排气问题缸内如无缓冲装置 和排气装置，系统中需有相应的措施，但是并非所有的液压缸都要考虑这些问题3) 正确确定液压缸的安装、固定方式如承受弯曲的活塞杆不能用螺纹连接，要用止口连接。
液压缸不能在两端用键或销定位 只能在一端定位，为的是不致 阻碍它在受热时的膨胀如冲击载荷使活塞杆压缩定位件须设置在活塞杆端， 如为拉伸则设置在缸盖端4) 液压缸各部分的结构需根据推荐的结构形式和设计标准进行设计，尽可能做 到结构简单、紧凑、加工、装配和维修方便5) 在保证能满足运动行程和负载力的条件下，应尽可能地缩小液压缸的轮廓尺 寸6) 要保证密封可靠，防尘良好液压缸可靠的密封是其正常工作的重要因素如泄漏严重，不仅降低液压缸的工作效率，甚至会使其不能正常工作 (如满足不了负载力和运动速度要求等)良好的防尘措施，有助于提高液压缸的工作寿命 液压英才网资深顾问理工总结，液压缸的设计内容不是一成不变的， 根据具体的 情况有些设计内容可不做或少做， 也可增大一些新的内容设计步骤可能要经过 多次反复修改，才能得到正确、合理的设计结果在设计液压缸时，正确选择液压缸的类型是所有设计计算的前提在选择液压缸的类型时，要从机器设备的动 作特点、行程长短、运动性能等要求出发，同时还要考虑到主机的结构特征给液 压缸提供的安装空间和具体位置女口：机器的往复直线运动直接采用液压缸来实 现是最简单又方便的对于要求往返运动速度一致的场合，可采用双活塞杆式液 压缸；若有快速返回的要求，则宜用单活塞杆式液压缸，并可考虑用差动连接。
行程较长时，可采用柱塞缸，以减少加工的困难；行程较长但负载不大时，也可 考虑采用一些传动装置来扩大行程往复摆动运动既可用摆动式液压缸，也可用 直线式液压缸加连杆机构或齿轮 ——齿条机构来实现。