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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