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第1章 绪论 1

1.1 液压与气压传动的工作原理 3

1.1.1 液压传动系统的基本工作原理 3

1.1.2 气压传动系统的基本工作原理 5

1.2 液压与气压传动系统的组成和表示方法 6

1.3 液压与气压传动的特点 7

1.4 液压与气压传动技术的应用与发展 8

1.5 工程应用案例：自卸车车厢举倾机构 10

练习题 11

第2章 流体力学基础 12

2.1 液压与气压传动的工作介质 13

2.1.1 液压传动的工作介质 13

2.1.2 液压油的污染与控制 16

2.1.3 气压传动的工作介质 17

2.2 液体静力学 19

2.2.1 液体的静压力及其特性 19

2.2.2 静止液体中的压力分布 20

2.2.3 静止液体内压力的传递——帕斯卡定律 20

2.2.4 静止液体作用在固体表面上的力 21

2.3 流体动力学 22

2.3.1 流动液体的基本概念 22

2.3.2 流动液体的质量守恒方程——连续性方程 24

2.3.3 流动液体的能量方程——伯努利方程 24

2.3.4 流动液体的动量方程 26

2.4 液体流动时的压力损失 27

2.4.1 沿程压力损失 28

2.4.2 局部压力损失 29

2.4.3 管路系统的总压力损失 29

2.5 孔口及缝隙的压力流量特性 30

2.5.1 孔口的压力流量特性 30

2.5.2 缝隙的压力流量特性 31

2.6 液压冲击与空穴现象 33

2.6.1 液压冲击 33

2.6.2 空穴现象 34

2.7 气体动力学 34

2.7.1 气体状态方程 34

2.7.2 气体流动的基本方程 36

2.7.3 声速与马赫数 36

2.7.4 气体管道的阻力计算 37

2.7.5 气体的通流能力 38

2.7.6 充、放气现象的基本方程 38

2.8 工程应用案例：液压减振器的工作原理 40

练习题 42

第3章 液压与气压传动动力元件 44

3.1 液压泵概述 45

3.1.1 液压泵的基本工作原理及分类 45

3.1.2 液压泵的性能参数及计算公式 46

3.2 齿轮泵 48

3.2.1 外啮合齿轮泵的工作原理 48

3.2.2 外啮合齿轮泵的排量和流量 48

3.2.3 外啮合齿轮泵的结构特点 49

3.2.4 内啮合齿轮泵 50

3.2.5 螺杆泵 51

3.3 叶片泵 52

3.3.1 单作用叶片泵 52

3.3.2 限压式变量叶片泵 54

3.3.3 双作用叶片泵 56

3.4 柱塞泵 60

3.4.1 斜盘式轴向柱塞泵 60

3.4.2 斜轴式轴向柱塞泵 66

3.4.3 径向柱塞泵 67

3.5 各类液压泵的性能及应用 68

3.5.1 液压泵的选用 68

3.5.2 液压泵所需电动机功率计算 70

3.6 气源装置 70

3.6.1 气源装置的组成及工作原理 70

3.6.2 空气压缩机 71

3.7 气源净化设备 72

3.7.1 后冷却器 72

3.7.2 油水分离器 72

3.7.3 储气罐 72

3.7.4 干燥器 73

3.7.5 过滤器 74

3.7.6 气动三大件 74

3.8 工程应用案例：船舱水密门液压系统 77

练习题 78

第4章 液压与气压传动执行元件 80

4.1 液压马达 81

4.1.1 液压马达的特点、分类及性能参数 81

4.1.2 高速液压马达 83

4.1.3 低速大转矩液压马达 85

4.2 气动马达 87

4.2.1 气动马达的分类及特点 87

4.2.2 常用气动马达 88

4.3 液压缸 88

4.3.1 液压缸的类型和特点 89

4.3.2 液压缸的结构 93

4.3.3 液压缸的设计计算 97

4.3.4 模拟控制液压缸和数字控制液压缸 100

4.4 气缸 102

4.4.1 普通气缸 102

4.4.2 特殊气缸 103

4.5 工程应用案例：码头移动式登船梯 105

练习题 107

第5章 液压控制阀与气动控制阀 110

5.1 液压控制阀概述 111

5.1.1 液压阀简介 111

5.1.2 液压阀的分类 111

5.2 液压方向控制阀 113

5.2.1 单向阀 113

5.2.2 换向阀 114

5.3 压力控制阀 122

5.3.1 溢流阀 122

5.3.2 减压阀 127

5.3.3 顺序阀 129

5.3.4 压力继电器 131

5.4 流量控制阀 132

5.4.1 流量控制原理 132

5.4.2 节流阀 133

5.4.3 调速阀 134

5.4.4 温度补偿调速阀 136

5.4.5 分流集流阀 136

5.5 插装阀和叠加阀 138

5.5.1 插装阀 138

5.5.2 叠加阀 142

5.6 比例控制阀和伺服控制阀 143

5.6.1 比例控制阀 143

5.6.2 伺服控制阀 147

5.7 电液数字控制阀 149

5.7.1 增量式数字阀 149

5.7.2 高速开关型数字阀 150

5.8 气动控制阀 151

5.8.1 气动方向控制阀 151

5.8.2 气动压力控制阀 155

5.8.3 气动流量控制阀 157

5.9 工程应用案例：汽车防抱制动系统 158

练习题 159

第6章 辅助元件 162

6.1 液压辅助元件 163

6.1.1 蓄能器 163

6.1.2 过滤器 166

6.1.3 油箱 169

6.1.4 密封件 171

6.1.5 管道及管接头 174

6.1.6 热交换器 177

6.2 气动辅助元件 178

6.2.1 消声器和排气洁净器 178

6.2.2 传感器 179

6.2.3 真空元件 181

6.3 工程应用案例：油管的设计与流量开关 183

6.3.1 油管的设计计算 183

6.3.2 流量开关的应用实例 183

练习题 185

第7章 液压与气压传动基本回路 186

7.1 方向控制回路 187

7.1.1 换向回路 187

7.1.2 锁紧回路 189

7.2 压力控制回路 190

7.2.1 调压回路 190

7.2.2 减压回路 190

7.2.3 增压回路 191

7.2.4 保压回路 191

7.2.5 背压回路 193

7.2.6 卸荷回路 193

7.2.7 平衡回路 194

7.3 速度控制回路 195

7.3.1 节流调速回路 195

7.3.2 容积调速回路 199

7.3.3 容积节流调速回路 202

7.3.4 快速运动回路 203

7.3.5 速度换接回路 204

7.4 多缸动作回路 206

7.4.1 顺序动作回路 206

7.4.2 同步回路 208

7.4.3 多缸工作时互不干涉回路 211

7.5 气动基本回路 212

7.5.1 方向控制回路 212

7.5.2 压力控制回路 212

7.5.3 速度控制回路 213

7.5.4 气-液联动控制回路 214

7.5.5 往复运动控制回路 215

7.5.6 其他回路 216

7.6 工程应用案例：气动移门 217

练习题 220

第8章 典型液压与气压传动系统分析 222

8.1 组合机床动力滑台液压传动系统分析 223

8.1.1 组合机床动力滑台液压传动系统工作原理 224

8.1.2 组合机床动力滑台液压传动系统主要特点 226

8.2 液压机液压传动系统分析 226

8.2.1 液压机液压传动系统工作原理 226

8.2.2 液压机液压传动系统主要特点 229

8.3 塑料注塑成形机液压传动系统分析 229

8.3.1 塑料注塑成形机液压传动系统工作原理 230

8.3.2 塑料注塑成形机液压传动系统主要特点 234

8.4 电液伺服控制系统 234

8.5 气动系统应用与分析 236

8.5.1 液体自动定量灌装机气动系统 236

8.5.2 气动张力控制系统 238

8.5.3 气动机械手控制系统 239

8.6 工程应用案例：挖掘机的液压系统 241

练习题 243

第9章 液压与气压传动系统设计 248

9.1 液压系统的设计原则与策略 248

9.1.1 液压系统绿色设计原则 248

9.1.2 液压系统绿色设计策略 249

9.2 液压系统的设计内容与步骤 250

9.2.1 明确设计要求 250

9.2.2 分析工况并确定主要参数 250

9.2.3 液压系统原理图的确定 252

9.2.4 液压元件的计算与选择 254

9.2.5 液压系统的性能验算及校核 258

9.3 液压系统仿真与性能分析 261

9.3.1 仿真技术在液压系统中的应用 261

9.3.2 基于MATLAB的液压系统仿真技术研究与应用 262

9.3.3 AMESim仿真技术及其在液压系统中的应用 264

9.4 液压系统装配图的绘制 266

9.5 典型液压系统设计应用实例 267

9.5.1 塑料注射机液压系统的设计要求及参数 267

9.5.2 液压执行元件载荷力和载荷转矩的计算 268

9.5.3 液压系统主要参数的计算 269

9.5.4 制订系统方案和拟定液压系统图 270

9.5.5 液压元件的选择 273

9.5.6 液压系统性能验算 274

9.6 气压传动控制系统的设计 277

9.6.1 X-D线图法的设计步骤 278

9.6.2 气动顺序控制回路设计举例 278

练习题 281

附录A 液压与气动图形符号 282

附录B FIuidSIM仿真软件及其应用 289

附录C 主要变量及其中英文对照 293

部分练习题参考答案 294

参考文献 296