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