液压与气压传动

本书共13章，第1章为续论，介绍液压与气压传动的基本知识；第2章介绍液压流体力学基础，是基本理论部分；第3、4、5、6章按液压动力元件、执行元件、操纵控制元件和辅助元件的顺序，介绍基本液压元件的结构、工作原理、性能和应用；第7章主要介绍常用液压基本回路的组成、原理、性能和应用场合，核心是调速回路；第8章通过典型的机械工程中的液压系统，介绍液压系统分析的方法、步骤和分析的内容；第9章介绍液压系统的设计步骤、设计计算方法；第10章介绍电液比例控制系统的工作原理与应用实例；第11章介绍气压传动基础知识；第12章介绍气源装置和辅助元件、气动执行元件、气动控制元件的结构、工作原理、性能和应用；第13章介绍气动基本回路的组成、原理、性能和应用，气动控制系统的工作原理及性能分析。

本书编写采用理论与实践相结合，注重液压与气动技术在机械工程中的应用，注重技术应用能力的培养。书中例题翔实，每章均有思考题和习题。

本书可作为普通高等学校机械类专业的教材，也可作为高职高专、成人教育、自学考试等机械类专业的教材。同时，可供从事液压与气压传动与控制技术的工程技术人员参考。

张玉平，武汉华夏理工学院讲师，硕士毕业，从教八年，工作以来承担了《液压传动》、《控制工程基础》、《液压控制系统》、《电液比例控制系统》等课程教学并多次获得教学质量优秀奖、教学成果奖等奖项。2009年参编教材《液压传动》（化学工业出版社）；2011年副主编教材《汽车液压传动》（华南理工大学出版社）；2014年参编教材《机械制造工艺学》（华中科技大学出版社）。

第1章绪论1

1.1液压与气压传动的工作原理2

1.2液压与气压传动系统的组成和图形符号4

1.2.1液压与气压传动系统的组成4

1.2.2液压与气压传动系统的图形符号6

1.3液压与气压传动的优缺点7

1.3.1液压传动的优缺点7

1.3.2气压传动的优缺点8

1.4液压与气压传动技术的应用与发展9

1.4.1液压与气压传动技术的应用9

1.4.2液压与气压传动技术的发展9

第2章液压流体力学基础11

2.1液体的物理性质12

2.1.1液体的密度12

2.1.2液体的可压缩性12

2.1.3液体的黏性13

2.1.4对液压油的要求、选用和使用15

2.2液体静力学基础18

2.2.1液体中的压力18

2.2.2静压力基本方程19

2.2.3静压力传递原理20

2.2.4液体作用于容器壁面上的力21

2.3流动液体力学基础22

2.3.1基本概念22

2.3.2流量连续性方程23

2.3.3伯努利方程25

2.3.4动量方程28

2.4管道内压力损失的计算30

2.4.1液体的流动状态30

2.4.2沿程压力损失31

2.4.3局部压力损失34

2.4.4管路中的总压力损失35

2.5孔口和间隙的流量惭沽μ匦36

2.5.1孔口的流量惭沽μ匦36

2.5.2液体流经间隙的流量39

2.6液压冲击和气穴现象43

2.6.1液压冲击43

2.6.2气穴现象46

思考题与习题47

第3章液压泵和液压马达50

3.1液压泵和液压马达概述51

3.1.1液压泵的工作原理51

3.1.2液压泵的主要性能参数52

3.1.3液压马达的主要性能参数55

3.1.4液压泵和液压马达的分类57

3.2齿轮泵和齿轮马达59

3.2.1齿轮泵的工作原理59

3.2.2齿轮泵的排量计算60

3.2.3齿轮泵的结构特点分析60

3.2.4提高齿轮泵压力的措施61

3.2.5内啮合齿轮泵62

3.2.6齿轮马达62

3.3叶片泵和叶片马达63

3.3.1双作用定量叶片泵63

3.3.2单作用叶片泵68

3.3.3限压式变量叶片泵69

3.4轴向柱塞泵和轴向柱塞马达73

3.4.1轴向柱塞泵的工作原理和排量73

3.4.2斜盘式轴向柱塞泵的结构及特点75

3.4.3轴向柱塞马达77

3.5液压泵和液压马达的选用78

3.5.1液压泵的选用78

3.5.2液压马达的选用79

思考题与习题81

第4章液压缸83

4.1液压缸的类型、特点和基本参数计算84

4.1.1活塞式液压缸84

4.1.2柱塞式液压缸(柱塞缸)87

4.1.3摆动式液压缸(摆动缸)88

4.1.4组合液压缸89

4.2液压缸的典型结构91

4.2.1缸体组件92

4.2.2活塞组件92

4.2.3液压缸的密封93

4.2.4缓冲装置95

4.2.5排气装置97

4.3液压缸的设计计算98

4.3.1液压缸的主要尺寸计算98

4.3.2液压缸的校核99

思考题与习题100

第5章液压控制阀102

5.1液压阀概述103

5.1.1液压阀的基本结构及工作原理103

5.1.2液压阀的分类103

5.1.3液压阀的性能参数103

5.1.4对液压阀的基本要求103

5.2方向控制阀104

5.2.1单向阀104

5.2.2换向阀107

5.3压力控制阀117

5.3.1溢流阀117

5.3.2减压阀124

5.3.3顺序阀127

5.3.4压力继电器131

5.4流量控制阀132

5.4.1节流阀132

5.4.2调速阀133

5.4.3溢流节流阀135

5.5叠加式液压阀139

5.5.1叠加式溢流阀140

5.5.2叠加式调速阀141

5.6二通式插装阀141

5.6.1二通插装阀的基本结构和工作原理142

5.6.2插装阀主要组合与功能143

思考题与习题148

第6章液压辅助元件152

6.1蓄能器153

6.1.1蓄能器的功用153

6.1.2蓄能器的类型153

6.1.3蓄能器的容量计算155

6.1.4蓄能器的安装和使用155

6.2过滤器156

6.2.1过滤器的类型和结构156

6.2.2过滤器的选用158

6.2.3过滤器的安装158

6.3液压油箱及热交换器160

6.3.1油箱160

6.3.2热交换器161

6.4管道和管接头163

6.4.1油管的种类和选用163

6.4.2管接头的种类和选用163

6.5密封装置166

6.5.1对密封装置的要求166

6.5.2密封装置的种类及特点166

思考题与习题169

第7章液压基本回路170

7.1压力控制回路171

7.1.1调压回路171

7.1.2卸荷回路172

7.1.3减压回路173

7.1.4增压回路173

7.1.5保压回路174

7.1.6平衡回路176

7.2调速回路177

7.2.1液压系统基本调速方式177

7.2.2调速回路的基本特性178

7.2.3节流调速回路179

7.2.4容积调速回路183

7.2.5容积节流调速回路187

7.2.6三种调速回路的比较189

7.3速度换接和快速运动回路190

7.3.1速度换接回路190

7.3.2快速运动回路191

7.4方向控制回路192

7.4.1换向回路192

7.4.2锁紧回路195

7.5多执行元件控制回路196

7.5.1顺序动作回路196

7.5.2同步回路199

7.5.3多缸互不干涉回路202

思考题与习题206

第8章典型液压传动系统208

8.1组合机床动力滑台液压系统209

8.1.11HY40型液压滑台209

8.1.21HY40型动力滑台液压系统的特点212

8.2压力机液压系统212

8.2.1YB32200型液压机的液压系统212

8.2.2YB32200型液压机液压系统的特点215

8.3汽车起重机液压系统216

8.3.1QY20B型汽车起重机液压系统216

8.3.2汽车起重机液压系统的特点220

8.4SZ250A型塑料注射成型机液压系统220

8.4.1SZ250A型塑料注射成型机液压系统220

8.4.2注塑机液压系统的特点223

思考题与习题224

第9章液压传动系统的设计226

9.1液压系统的设计依据和工况分析227

9.1.1液压系统的设计依据227

9.1.2液压系统的工况分析227

9.2液压系统主要参数的确定230

9.2.1系统工作压力的确定230

9.2.2执行元件参数的确定231

9.2.3执行元件流量的确定231

9.2.4执行元件的工况图231

9.3液压系统原理图的拟定和方案论证232

9.4计算和选择液压元件233

9.4.1液压泵的确定与驱动功率的计算233

9.4.2液压控制阀的选择234

9.4.3液压辅件的计算与选择235

9.5液压系统性能验算235

9.5.1液压系统压力损失验算235

9.5.2液压系统发热和温升验算236

9.6绘制正式工作图、编制技术文件237

9.6.1绘制液压系统原理图的要求237

9.6.2液压装置的结构设计237

9.6.3编制技术文件239

9.7液压系统设计计算举例239

9.7.1负载分析239

9.7.2液压缸主要参数的确定240

9.7.3液压系统图的拟定241

9.7.4液压元件的选择244

9.7.5液压系统的性能验算246

思考题与习题247

第10章电液比例控制系统248

10.1电液比例控制系统的基本概念249

10.1.1电液比例控制的基本原理249

10.1.2电液比例控制系统的组成及类型250

10.1.3电液比例控制的技术特点250

10.2比例控制阀251

10.2.1概述251

10.2.2比例电磁铁252

10.2.3比例压力控制阀253

10.2.4比例流量控制阀258

10.2.5比例方向控制阀260

10.2.6压力补偿器和压力流量复合控制阀261

10.2.7压力流量复合控制阀(p-q阀)265

10.3电液比例变量泵和马达265

10.3.1比例排量调节型变量泵265

10.3.2比例压力调节型变量泵269

10.3.3比例流量调节型变量泵270

10.3.4比例压力和流量调节型变量泵271

10.4电液比例控制系统应用实例272

10.4.1电液比例压力控制系统272

10.4.2电液比例速度控制系统273

10.4.4电液比例位置控制系统276

思考题与习题278

第11章气压传动基础知识279

11.1空气的物理性质280

11.1.1空气的组成280

11.1.2空气的密度280

11.1.3空气的黏性280

11.1.4空气的压缩性和膨胀性281

11.1.5空气的湿度281

11.2气体状态方程282

11.2.1理想气体的状态方程282

11.2.2理想气体状态变化过程282

思考题与习题283

第12章气源装置与气动元件284

12.1气源装置及辅助元件285

12.1.1空气压缩机285

12.1.2气源净化装置286

12.1.3其他辅助装置289

12.2气动执行元件293

12.2.1气缸293

12.2.2气马达296

12.3气动控制元件296

12.3.1方向控制阀296

12.3.2压力控制阀300

12.3.3流量控制阀302

12.4气动逻辑元件303

12.4.1逻辑或门304

12.4.2是门和与门元件304

12.4.3非门和禁门元件305

12.4.4或非元件305

思考题与习题307

第13章气动基本回路及气动系统308

13.1方向控制回路309

13.1.1单作用气缸换向回路309

13.1.2双作用气缸换向回路309

13.2压力控制回路310

13.2.1一次压力控制回路310

13.2.2二次压力控制回路310

13.2.3高低压转换回路311

13.3速度控制回路311

13.3.1单作用气缸的速度控制回路311

13.3.2双作用气缸的速度控制回路311

13.3.3速度换接回路312

13.3.4缓冲回路313

13.3.5气惨鹤换速度控制回路314

13.4其他常用基本回路314

13.4.1安全保护回路314

13.4.2延时回路315

13.4.3往复动作回路316

13.4.4多缸顺序动作回路316

13.5典型气动系统实例317

13.5.1气动机械手317

13.5.2工件夹紧气压装置319

附录常用液压传动图形符号321

参考文献329