绪论 1
0.1 液压与气压传动的起源及发展概况 1
0.2 液压与气压传动的基本原理及组成 2
0.2.1 液压与气压传动的基本原理 2
0.2.2 液压与气压传动的组成 5
0.2.3 液压与气压传动的图形符号 5
0.3 液压与气压传动的特点、应用及发展趋势 6
0.3.1 液压与气压传动的特点 6
0.3.2 液压与气压传动的应用 8
0.3.3 液压与气压传动的发展趋势 9
0.4 “液压与气压传动”课程内容及学习要求 11
0.5 工程实例 12
0.5.1 液压千斤顶 12
0.5.2 简易气动机械手 13
练习题 14
第一部分 液压传动篇 17
第1章 液压传动基础知识 17
1.1 液压传动的工作介质 17
1.1.1 工作介质的种类 17
1.1.2 工作介质的主要物理性质 19
1.1.3 工作介质的选用 22
1.1.4 工作介质的污染和控制 23
1.2 液体静力学 24
1.2.1 液体静压力及其特性 24
1.2.2 静止液体内的压力分布 25
1.2.3 压力的表示方法和单位 26
1.2.4 液体静压力的传递原理——帕斯卡原理 27
1.2.5 静压力对固体壁面的作用力 28
1.3 液体运动学和液体动力学基础 28
1.3.1 基本概念 28
1.3.2 连续性方程 30
1.3.3 伯努利方程 30
1.3.4 动量方程 31
1.4 管道流动及能量损失 32
1.4.1 液体的两种流态及雷诺判据 32
1.4.2 管道流动能量损失 34
1.5 孔口与缝隙流动 36
1.5.1 孔口流动 36
1.5.2 缝隙流动 38
1.6 液压冲击和气穴现象 41
1.6.1 液压冲击 41
1.6.2 气穴现象 43
1.7 工程实例 43
1.7.1 帕斯卡原理应用——冷轧机的支承辊平衡系统 43
1.7.2 伯努利方程的应用——液压泵安装高度确定 44
1.7.3 动力学基本方程综合应用——水力清砂高压水枪 45
练习题 46
第2章 液压传动动力元件 49
2.1 液压泵概述 49
2.1.1 液压泵工作原理及分类 49
2.2.2 液压泵主要性能参数 50
2.2 齿轮泵 53
2.2.1 外啮合齿轮泵工作原理 53
2.2.2 外啮合齿轮泵参数 54
2.2.3 外啮合齿轮泵结构特点 55
2.2.4 内啮合齿轮泵 59
2.2.5 螺杆泵 60
2.3 叶片泵 61
2.3.1 单作用叶片泵 61
2.3.2 双作用叶片泵 62
2.2.3 限压式变量叶片泵 63
2.4 柱塞泵 66
2.4.1 径向柱塞泵 66
2.4.2 轴向柱塞泵 67
2.5 各类液压泵的性能比较及其应用 71
2.5.1 液压泵的选用 71
2.5.2 液压泵的安装及使用注意事项 72
2.5.3 液压泵的故障分析及排除 73
2.6 工程实例 75
2.6.1 液压泵参数的计算实例 75
2.6.2 液压泵的转速选择 76
练习题 76
第3章 液压传动执行元件 78
3.1 液压马达 78
3.1.1 液压马达的特点及性能参数 78
3.1.2 常用液压马达 80
3.2 液压缸 83
3.2.1 液压缸的类型及特点 83
3.2.2 液压缸的结构 89
3.2.3 液压缸的设计计算 93
3.3 工程实例 95
3.3.1 液压马达选型及应用实例 95
3.3.2 液压缸选型及应用实例 96
练习题 97
第4章 液压传动控制元件 100
4.1 液压控制阀概述 100
4.1.1 液压阀的功用与分类 100
4.1.2 液压阀基本结构与参数 101
4.2 液压方向控制阀 102
4.2.1 单向阀 102
4.2.2 换向阀 104
4.3 液压压力控制阀 112
4.3.1 溢流阀 112
4.3.2 减压阀 117
4.3.3 顺序阀 120
4.3.4 压力继电器 121
4.4 液压流量控制阀 122
4.4.1 节流阀 123
4.4.2 调速阀 125
4.4.3 溢流节流阀 127
4.5 其他常用阀 128
4.5.1 插装阀和叠加阀 128
4.5.2 比例控制阀和伺服控制阀 131
4.5.3 电液数字阀 134
4.5.4 多路换向阀 136
4.6 工程实例 138
4.6.1 液压系统图中换向阀工作位置判定 138
4.6.2 多路换向阀工作分析 138
4.6.3 溢流阀的应用及注意事项 140
4.6.4 控制阀综合应用实例 141
练习题 142
第5章 液压传动辅助元件 147
5.1 油箱 147
5.1.1 油箱的功用 147
5.1.2 油箱的容积计算 147
5.1.3 油箱的结构设计 148
5.2 过滤器 149
5.2.1 过滤器的功用 149
5.2.2 过滤器的分类 149
5.2.3 过滤器的选用及安装 151
5.3 蓄能器 152
5.3.1 蓄能器的功用 152
5.3.2 蓄能器的分类 153
5.3.3 蓄能器的容量计算 155
5.3.4 蓄能器的安装使用 156
5.4 液压管件 156
5.4.1 液压管件的功用 156
5.4.2 管道 156
5.4.3 管接头 157
5.5 密封件 160
5.5.1 密封件的功用与要求 160
5.5.2 密封件的分类 160
5.6 热交换器 164
5.6.1 冷却器 164
5.6.2 加热器 165
5.7 工程案例 165
5.7.1 油箱的容积计算 165
5.7.2 蓄能器的容积计算 166
5.7.3 油管的设计计算 167
练习题 168
第6章 液压传动基本回路 169
6.1 概述 169
6.2 压力控制回路 169
6.2.1 调压回路 169
6.2.2 减压回路 171
6.2.3 增压回路 172
6.2.4 卸荷回路 172
6.2.5 平衡回路 174
6.2.6 保压回路 175
6.3 速度调节回路 177
6.3.1 节流调速回路 177
6.3.2 容积调速回路 184
6.3.3 容积节流调速回路 186
6.3.4 调速回路的要求及选用 188
6.4 快速运动回路及速度换接回路 189
6.4.1 快速运动回路 189
6.4.2 速度换接回路 191
6.5 方向控制回路 192
6.5.1 采用换向阀的换向回路 193
6.5.2 采用双向泵的换向回路 194
6.6 多执行元件回路 195
6.6.1 顺序动作回路 195
6.6.2 同步回路 197
6.7 其他回路 200
6.7.1 锁紧回路 200
6.7.2 浮动回路 201
6.8 工程实例：一种精巧的延时液压回路 202
6.8.1 液控阀门的工作情况简介 202
6.8.2 液压系统原理图及工作原理 203
6.8.3 特点分析 205
练习题 205
第7章 液压传动系统分析与设计 208
7.1 概述 208
7.1.1 开式循环系统 208
7.1.2 闭式循环系统 209
7.1.3 阅读液压传动系统图的步骤 210
7.2 典型液压传动系统分析 211
7.2.1 组合机床动力滑台液压传动系统 211
7.2.2 注塑机液压系统 213
7.2.3 汽车起重机液压传动系统 217
7.2.4 液压机液压传动系统 221
7.3 液压传动系统设计 224
7.3.1 液压传动系统的设计原则与策略 224
7.3.2 液压传动系统的设计内容与步骤 226
7.3.3 液压系统原理图确定和液压元件的计算选择 228
7.4 工程实例：液压挖掘机液压系统设计 232
7.4.1 液压挖掘机液压系统的基本要求 232
7.4.2 YW-100型单斗履带式挖掘机液压系统 233
练习题 234
第二部分 气压传动篇 241
第8章 气压传动基础知识 241
8.1 气压传动概述 241
8.1.1 气压传动的特点 241
8.1.2 气压传动系统的组成 244
8.2 气压传动工作介质 246
8.2.1 空气的性质 246
8.2.2 湿度和含湿量 248
8.3 理想气体状态方程 249
8.3.1 理想气体状态方程 249
8.3.2 气体状态变化过程 249
8.4 气体的流动规律 251
8.4.1 气体流动的基本方程 252
8.4.2 气动元件的通流能力 253
8.4.3 充、放气温度与时间的计算 254
8.5 工程案例：气体的状态方程应用 255
练习题 256
第9章 气源装置与气动元件 258
9.1 气源装置 258
9.1.1 气压传动系统对压缩空气品质的要求 258
9.1.2 气源装置的组成 259
9.1.3 空气压缩机及其净化设备 260
9.1.4 气动三联件 268
9.2 气动执行元件 269
9.2.1 气缸 269
9.2.2 气马达 280
9.2.3 真空元件 281
9.3 气动控制元件 284
9.3.1 气动压力控制阀 284
9.3.2 气动流量控制阀 290
9.3.3 气动方向控制阀 291
9.3.4 气动逻辑元件 301
9.4 气动辅件 304
9.4.1 过滤器 304
9.4.2 油雾器 306
9.4.3 消声器 307
9.4.4 其他辅件 307
9.5 工程实例 309
9.5.1 气缸的基本选择及计算 309
9.5.2 流量开关的应用实例 310
练习题 312
第10章 气压传动基本回路 313
10.1 压力控制回路 313
10.1.1 一次压力控制回路 313
10.1.2 二次压力控制回路 313
10.1.3 高低压切换控制回路 314
10.2 速度控制回路 314
10.2.1 气缸调速回路 314
10.2.2 快速往复动作回路和速度换接回路 316
10.2.3 气液联动调速回路 317
10.3 方向控制回路 318
10.3.1 单作用气缸换向回路 318
10.3.2 双作用气缸换向回路 318
10.4 位置控制回路 319
10.4.1 多位置缸的位置控制回路 319
10.4.2 用缓冲装置的位置控制回路 321
10.5 安全保护回路 321
10.5.1 过载保护回路 321
10.5.2 双手操作回路 322
10.5.3 互锁回路 322
10.6 往复动作回路 323
10.6.1 单缸单往复动作回路 323
10.6.2 连续往复动作回路 324
10.7 其他回路 324
10.7.1 计数回路 324
10.7.2 延时回路 325
10.7.3 同步动作回路 325
10.8 工程案例：一款电子气动搬运机器人系统 326
10.8.1 电子气动搬运机器人结构 326
10.8.2 机器人本体设计 327
10.8.3 气压传动系统原理图设计 328
10.8.4 电子气动搬运机器人控制系统 329
10.8.5 特点分析 330
练习题 330
第11章 气压传动系统分析与设计 331
11.1 概述 331
11.1.1 阅读和分析气压传动系统图的步骤与方法 331
11.1.2 气压传动系统设计的主要内容及程序控制的分类 331
11.2 行程程序控制回路设计 333
11.2.1 图形符号的规定 334
11.2.2 行程程序的表示方法 334
11.2.3 障碍信号 335
11.2.4 X-D状态图法及应用 337
11.3 典型气压传动系统分析 343
11.3.1 气动张力控制系统 343
11.3.2 气压传动机械手 343
11.3.3 震压造型机的气压传动系统 345
11.4 工程案例 347
11.4.1 机械手电-气控气动系统 347
11.4.2 多缸多往复行程程序回路设计 350
练习题 353
附录 354
附录1 常用液压与气压传动图形符号 354
附录2 液压与气压传动中英文专业词汇表 360
参考文献 365