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绪论1

一、液压与气压传动的工作原理和基本特征1

二、液压与气压传动系统的组成3

三、液压与气压传动系统的图形符号3

四、液压与气压传动的优缺点4

五、液压与气压传动的应用与发展6

第一篇 液压传动7

第1章 流体力学基础7

1.1 液压传动工作介质7

1.1.1 工作介质的分类8

1.1.2 工作介质的性质8

1.1.3 工作介质的选用11

1.1.4 液压系统的污染控制12

1.2 液体静力学16

1.2.1 静压力及其性质16

1.2.2 静压力基本方程16

1.2.3 压力的表示方法17

1.2.4 静压力对固体壁面的作用力18

1.3 液体动力学18

1.3.1 基本概念19

1.3.2 连续方程20

1.3.3 伯努利方程21

1.3.4 动量方程24

1.4 管路损失计算26

1.4.1 雷诺实验27

1.4.2 雷诺数27

1.4.3 圆管内层流分析28

1.4.4 圆管内湍流分析29

1.4.5 沿程压力损失30

1.4.6 局部压力损失31

1.4.7 管路总压力损失31

1.5 小孔出流和缝隙流动32

1.5.1 小孔流量计算32

1.5.2 缝隙流量计算34

1.6 空穴现象和液压冲击36

1.6.1 空穴现象36

1.6.2 液压冲击37

思考题和习题38

第2章 液压动力元件42

2.1 概述42

2.1.1 液压泵的工作原理及基本特点42

2.1.2 液压泵的主要性能参数43

2.2 齿轮泵45

2.2.1 外啮合齿轮泵的工作原理45

2.2.2 外啮合齿轮泵的排量与流量46

2.2.3 外啮合齿轮泵的结构特点47

2.2.4 提高外啮合齿轮泵压力的措施49

2.2.5 螺杆泵和内啮合齿轮泵49

2.3 叶片泵51

2.3.1 单作用叶片泵51

2.3.2 双作用叶片泵54

2.4 柱塞泵57

2.4.1 轴向柱塞泵58

2.4.2 径向柱塞泵64

2.5 液压泵的性能比较与应用65

思考题和习题66

第3章 液压执行元件67

3.1 液压马达67

3.1.1 液压马达的特点67

3.1.2 液压马达的主要性能参数67

3.1.3 液压马达的工作原理70

3.2 液压缸74

3.2.1 液压缸的分类74

3.2.2 几种典型的液压缸74

3.2.3 液压缸的典型结构及主要零部件79

3.2.4 液压缸的设计与计算82

3.2.5 数字控制液压缸85

思考题和习题87

第4章 液压控制元件89

4.1 概述89

4.2 方向控制阀89

4.2.1 单向阀89

4.2.2 换向阀90

4.3 压力控制阀99

4.3.1 溢流阀100

4.3.2 减压阀106

4.3.3 顺序阀110

4.3.4 压力继电器112

4.4 流量控制阀113

4.4.1 流量控制原理及节流口形式113

4.4.2 节流阀的类型及工作原理116

4.4.3 节流阀的压力和温度补偿117

4.5 叠加式液压阀120

4.6 二通插装阀122

4.6.1 插装阀的工作原理123

4.6.2 插装阀的类型123

4.7 液压阀的连接125

思考题和习题126

第5章 液压辅助元件128

5.1 管路及管接头128

5.1.1 油管的种类和选用128

5.1.2 管接头的种类和选用129

5.2 油箱131

5.2.1 油箱的功用和结构131

5.2.2 油箱设计时需要注意的问题132

5.3 滤油器133

5.3.1 滤油器的功用和基本要求133

5.3.2 过滤器的类型133

5.3.3 过滤器的安装135

5.4 密封装置136

5.4.1 对密封装置的要求136

5.4.2 密封装置的类型和特点137

5.5 蓄能器139

5.5.1 蓄能器的功用139

5.5.2 蓄能器的类型与结构140

5.5.3 蓄能器的容量计算141

5.5.4 蓄能器的安装142

5.6 冷热交换器142

5.6.1 冷却器142

5.6.2 加热器143

5.7 压力表及压力表开关143

5.7.1 压力表143

5.7.2 压力表开关143

思考题和习题144

第6章 液压基本回路145

6.1 压力控制回路145

6.1.1 调压回路145

6.1.2 减压回路146

6.1.3 增压回路147

6.1.4 卸荷回路148

6.1.5 保压回路149

6.1.6 泄压回路151

6.1.7 平衡回路151

6.2 速度控制回路153

6.2.1 调速回路153

6.2.2 快速运动回路163

6.2.3 速度换接回路166

6.3 多执行元件控制回路167

6.3.1 顺序动作回路168

6.3.2 同步回路169

6.3.3 互不干扰回路172

6.4 其他控制回路173

6.4.1 锁紧回路173

6.4.2 缓冲回路173

思考题和习题174

第7章 典型液压系统177

7.1 组合机床动力滑台液压系统177

7.1.1 概述177

7.1.2 工作原理177

7.1.3 技术特点179

7.2 液压机液压系统179

7.2.1 概述179

7.2.2 工作原理179

7.2.3 技术特点182

7.3 塑料注射成型机液压系统182

7.3.1 概述182

7.3.2 工作原理183

7.3.3 技术特点185

7.4 盾构机刀盘驱动液压系统186

7.4.1 概述186

7.4.2 工作原理186

7.4.3 技术特点188

思考题和习题189

第8章 电液控制阀与电液伺服系统190

8.1 电液伺服阀190

8.1.1 电液伺服阀的分类190

8.1.2 电液伺服阀的结构原理190

8.1.3 伺服控制元件常用的结构形式192

8.1.4 电液伺服阀的特性194

8.2 电液比例控制阀197

8.2.1 比例阀的特点198

8.2.2 比例阀的组成198

8.2.3 比例电磁铁的工作原理199

8.2.4 比例电磁铁的选用200

8.3 电液数字阀200

8.4 电液伺服系统实例201

8.4.1 机械手伸缩运动伺服系统201

8.4.2 钢带张力控制系统202

8.4.3 试验机电液比例加载测控系统203

8.4.4 直驱式容积控制电液伺服系统204

思考题和习题205

第9章 液压系统的设计与计算206

9.1 明确设计要求进行工况分析206

9.1.1 明确设计要求206

9.1.2 进行工况分析206

9.2 确定液压系统的主要参数208

9.2.1 初选系统的工作压力208

9.2.2 计算液压缸主要结构尺寸和液压马达排量208

9.2.3 计算执行元件所需流量210

9.2.4 绘制执行元件工况图210

9.3 拟定液压系统原理图211

9.4 液压元件的计算和选择212

9.4.1 液压泵的选择212

9.4.2 确定液压泵的驱动功率213

9.4.3 控制阀的选择214

9.4.4 液压辅件的选择214

9.5 液压系统性能验算215

9.5.1 液压系统压力损失验算215

9.5.2 系统发热及温升计算215

9.6 设计液压装置、编制技术文件216

9.6.1 液压装置的结构设计216

9.6.2 绘制工作图、编制技术文件217

9.7 液压系统设计计算举例217

9.7.1 负载与运动分析218

9.7.2 确定液压缸主要参数219

9.7.3 拟定液压系统原理图221

9.7.4 选择液压元件221

9.7.5 液压系统的主要性能验算222

思考题和习题224

第二篇 气压传动225

第10章 气压传动理论基础225

10.1 空气的基本性质225

10.1.1 空气的组成225

10.1.2 空气的密度225

10.1.3 空气的黏性和黏度225

10.1.4 气体体积的可压缩性226

10.2 气体状态方程226

10.2.1 理想气体的状态方程226

10.2.2 理想气体的状态变化过程227

10.3 湿空气228

10.3.1 湿度229

10.3.2 空气的含湿量229

10.3.3 露点230

思考题和习题230

第11章 气源装置及气动辅助元件231

11.1 气源装置231

11.1.1 压缩空气站概述231

11.1.2 空气压缩机232

11.2 气源净化及处理装置234

11.2.1 空气过滤器234

11.2.2 后冷却器234

11.2.3 油水分离器235

11.2.4 空气干燥器236

11.2.5 储气罐236

11.2.6 油雾器237

11.2.7 气源处理“三联件”239

11.3 传统气动系统辅助元件240

11.3.1 消声器240

11.3.2 管道与接头241

11.3.3 管道布置242

11.4 现代气动自动控制系统辅助元件243

11.4.1 传感器243

11.4.2 转换器244

11.4.3 程序器245

11.4.4 气动放大器245

11.4.5 气动延时器246

11.4.6 气动变送器246

思考题和习题247

第12章 气动执行元件248

12.1 气缸248

12.1.1 气缸的分类248

12.1.2 气缸的工作特性248

12.1.3 气缸的主要尺寸及结构设计251

12.1.4 常用气缸254

12.2 气动马达256

思考题和习题257

第13章 气动控制元件258

13.1 压力控制阀258

13.2 方向控制阀260

13.2.1 方向控制阀的分类260

13.2.2 单向型控制阀261

13.2.3 换向阀263

13.3 流量控制阀267

13.3.1 排气节流阀（带消声器）268

13.3.2 其他节流阀268

13.4 气动逻辑元件268

13.4.1 气动逻辑元件的分类268

13.4.2 高压截止式逻辑元件269

13.4.3 高压膜片式逻辑元件272

13.4.4 逻辑元件的选用272

13.5 气动比例阀及气动伺服阀272

13.5.1 气动比例阀273

13.5.2 电—气伺服阀（简称气动伺服阀）274

思考题和习题274

第14章 气动基本回路276

14.1 压力控制回路276

14.1.1 压力控制回路组成276

14.1.2 压力控制回路分类276

14.2 速度控制回路277

14.2.1 单作用气缸速度控制回路277

14.2.2 双作用气缸速度控制回路277

14.2.3 快速往复运动回路278

14.2.4 速度换接回路279

14.2.5 缓冲回路279

14.3 换向回路279

14.3.1 单作用气缸换向回路279

14.3.2 双作用气缸换向回路280

14.4 气—液联动回路280

14.5 延时回路282

14.6 计数回路283

14.7 安全保护回路283

14.7.1 过载保护回路283

14.7.2 互锁回路284

14.7.3 双手同时操作回路284

14.8 顺序动作回路285

14.8.1 单缸往复动作回路285

14.8.2 多缸顺序动作回路286

思考题和习题286

第15章 气动逻辑控制系统设计及举例288

15.1 逻辑代数简介288

15.1.1 逻辑函数真值表和卡诺图288

15.1.2 逻辑代数的基本逻辑运算及其恒等式289

15.1.3 逻辑函数表达式的简化290

15.2 组合逻辑控制回路设计292

15.2.1 组合逻辑控制回路设计的一般步骤292

15.2.2 组合逻辑控制回路设计举例294

思考题和习题297

第16章 程序控制系统设计及举例298

16.1 程序控制系统概述298

16.2 程序控制系统的设计步骤298

16.2.1 设计准备工作298

16.2.2 控制回路设计步骤299

16.3 多缸单往复行程程序回路设计及举例299

16.3.1 障碍信号的判断和排除300

16.3.2 X-D状态图建立301

16.3.3 X-D状态图应用方法介绍302

16.3.4 绘制气动程序控制逻辑原理图（简称逻辑原理图）307

16.3.5 气动回路图的绘制308

16.3.6 气动回路图的应用说明309

16.4 多缸多往复行程程序回路设计举例309

16.4.1 画X-D线图309

16.4.2 判断和消障309

16.4.3 画出“A1B1B0B1B0A0”的逻辑原理图311

16.4.4 画出“A1B1B0B1B0A0”气动控制回路图311

思考题和习题312

参考文献313