液壓與氣壓傳動

本書緊密結合教學大綱，集基礎理論、經典案例、工程實例等於一體。全書共12章，分為緒論、液壓傳動篇、氣壓傳動篇三大部分。緒論部分主要綜合介紹了液壓與氣壓傳動的起源、工作原理、基本組成及其特點。液壓傳動篇包括第1章至第7章，主要介紹液壓傳動基礎知識、液壓傳動動力元件、液壓傳動執行元件、液壓傳動控制元件、液壓傳動輔助元件、液壓傳動基本回路、液壓傳動系統分析與設計。氣壓傳動篇包括第8章至第11章，主要介紹氣壓傳動基礎知識、氣源裝置與氣動元件、氣壓傳動基本回路、氣壓傳動系統分析與設計。書中 “液壓傳動” 和 “氣壓傳動” 兩部分獨立成篇，思路清晰，便於組織教學。本書具有實用性、系統性及先進性，在每一章都給出了工程實際案例，注重工程特色，特別強調理論與實際相結合。

本書可作為普通高等院校機械類、交通運輸類、自動化類等各專業，各類成人高校、自學考試等相關專業主幹技術基礎課程 “液壓傳動” 或 “氣壓傳動” 的教材，也可供相關工程技術人員和研究人員學習與參考。

緒論 1

0.1 液壓與氣壓傳動的起源及發展概況 1

0.2 液壓與氣壓傳動的基本原理及組成 2

0.2.1 液壓與氣壓傳動的基本原理 2

0.2.2 液壓與氣壓傳動的組成 5

0.2.3 液壓與氣壓傳動的圖形符號 5

0.3 液壓與氣壓傳動的特點、應用及發展趨勢 6

0.3.1 液壓與氣壓傳動的特點 6

0.3.2 液壓與氣壓傳動的應用 8

0.3.3 液壓與氣壓傳動的發展趨勢 9

0.4 “液壓與氣壓傳動” 課程內容及學習要求 11

0.5 工程實例 12

0.5.1 液壓千斤頂 12

0.5.2 簡易氣動機械手 13

練習題 14

部分 液 壓 傳 動 篇

第1章 液壓傳動基礎知識 17

1.1 液壓傳動的工作介質 17

1.1.1 工作介質的種類 17

1.1.2 工作介質的主要物理性質 19

1.1.3 工作介質的選用 22

1.1.4 工作介質的污染和控制 23

1.2 液體靜力學 24

1.2.1 液體靜壓力及其特性 24

1.2.2 靜止液體內的壓力分佈 25

1.2.3 壓力的表示方法和單位 26

1.2.4 液體靜壓力的傳遞原理——帕斯卡原理 27

1.2.5 靜壓力對固體壁面的作用力 28

1.3 液體運動學和液體動力學基礎 28

1.3.1 基本概念 28

1.3.2 連續性方程 30

1.3.3 伯努利方程 30

1.3.4 動量方程 31

1.4 管道流動及能量損失 32

1.4.1 液體的兩種流態及雷諾判據 32

1.4.2 管道流動能量損失 34

1.5 孔口與縫隙流動 36

1.5.1 孔口流動 36

1.5.2 縫隙流動 38

1.6 液壓衝擊和氣穴現象 41

1.6.1 液壓衝擊 41

1.6.2 氣穴現象 43

1.7 工程實例 43

1.7.1 帕斯卡原理應用——冷軋機的支承輥平衡系統 43

1.7.2 伯努利方程的應用——液壓泵安裝高度確定 44

1.7.3 動力學基本方程綜合應用——水力清砂高壓水槍 45

練習題 46

第2章 液壓傳動動力元件 49

2.1 液壓泵概述 49

2.1.1 液壓泵工作原理及分類 49

2.2.2 液壓泵主要性能參數 50

2.2 齒輪泵 53

2.2.1 外齧合齒輪泵工作原理 53

2.2.2 外齧合齒輪泵參數 54

2.2.3 外齧合齒輪泵結構特點 55

2.2.4 內齧合齒輪泵* 59

2.2.5 螺桿泵* 60

2.3 葉片泵 61

2.3.1 單作用葉片泵 61

2.3.2 雙作用葉片泵 62

2.2.3 限壓式變量葉片泵 63

2.4 柱塞泵 66

2.4.1 徑向柱塞泵 66

2.4.2 軸向柱塞泵 67

2.5 各類液壓泵的性能比較及其應用 71

2.5.1 液壓泵的選用 71

2.5.2 液壓泵的安裝及使用注意事項 72

2.5.3 液壓泵的故障分析及排除 73

2.6 工程實例 75

2.6.1 液壓泵參數的計算實例 75

2.6.2 液壓泵的轉速選擇 76

練習題 76

第3章 液壓傳動執行元件 78

3.1 液壓馬達 78

3.1.1 液壓馬達的特點及性能參數 78

3.1.2 常用液壓馬達 80

3.2 液壓缸 83

3.2.1 液壓缸的類型及特點 83

3.2.2 液壓缸的結構 89

3.2.3 液壓缸的設計計算* 93

3.3 工程實例 95

3.3.1 液壓馬達選型及應用實例 95

3.3.2 液壓缸選型及應用實例 96

練習題 97

第4章 液壓傳動控制元件 100

4.1 液壓控制閥概述 100

4.1.1 液壓閥的功用與分類 100

4.1.2 液壓閥基本結構與參數 101

4.2 液壓方向控制閥 102

4.2.1 單向閥 102

4.2.2 換向閥 104

4.3 液壓壓力控制閥 112

4.3.1 溢流閥 112

4.3.2 減壓閥 117

4.3.3 順序閥 120

4.3.4 壓力繼電器 121

4.4 液壓流量控制閥 122

4.4.1 節流閥 123

4.4.2 調速閥 125

4.4.3 溢流節流閥 127

4.5 其他常用閥* 128

4.5.1 插裝閥和疊加閥 128

4.5.2 比例控制閥和伺服控制閥 131

4.5.3 電液數字閥 134

4.5.4 多路換向閥 136

4.6 工程實例 138

4.6.1 液壓系統圖中換向閥工作位置判定 138

4.6.2 多路換向閥工作分析 138

4.6.3 溢流閥的應用及注意事項 140

4.6.4 控制閥綜合應用實例 141

練習題 142

第5章 液壓傳動輔助元件 147

5.1 油箱 147

5.1.1 油箱的功用 147

5.1.2 油箱的容積計算* 147

5.1.3 油箱的結構設計 148

5.2 過濾器 149

5.2.1 過濾器的功用 149

5.2.2 過濾器的分類 149

5.2.3 過濾器的選用及安裝 151

5.3 蓄能器 152

5.3.1 蓄能器的功用 152

5.3.2 蓄能器的分類* 153

5.3.3 蓄能器的容量計算* 155

5.3.4 蓄能器的安裝使用 156

5.4 液壓管件 156

5.4.1 液壓管件的功用 156

5.4.2 管道 156

5.4.3 管接頭 157

5.5 密封件 160

5.5.1 密封件的功用與要求 160

5.5.2 密封件的分類 160

5.6 熱交換器 164

5.6.1 冷卻器 164

5.6.2 加熱器 165

5.7 工程案例 165

5.7.1 油箱的容積計算 165

5.7.2 蓄能器的容積計算 166

5.7.3 油管的設計計算 167

練習題 168

第6章 液壓傳動基本回路 169

6.1 概述 169

6.2 壓力控制迴路 169

6.2.1 調壓回路 169

6.2.2 減壓回路 171

6.2.3 增壓回路 172

6.2.4 卸荷迴路 172

6.2.5 平衡迴路 174

6.2.6 保壓回路 175

6.3 速度調節迴路 177

6.3.1 節流調速回路 177

6.3.2 容積調速回路 184

6.3.3 容積節流調速回路 186

6.3.4 調速回路的要求及選用 188

6.4 快速運動迴路及速度換接回路 189

6.4.1 快速運動迴路 189

6.4.2 速度換接回路 191

6.5 方向控制迴路 192

6.5.1 採用換向閥的換向迴路 193

6.5.2 採用雙向泵的換向迴路 194

6.6 多執行元件迴路 195

6.6.1 順序動作迴路 195

6.6.2 同步迴路 197

6.7 其他迴路 200

6.7.1 鎖緊迴路 200

6.7.2 浮動迴路 201

6.8 工程實例：一種精巧的延時液壓回路 202

6.8.1 液控閥門的工作情況簡介 202

6.8.2 液壓系統原理圖及工作原理 203

6.8.3 特點分析 205

練習題 205

第7章 液壓傳動系統分析與設計 208

7.1 概述 208

7.1.1 開式循環系統 208

7.1.2 閉式循環系統 209

7.1.3 閲讀液壓傳動系統圖的步驟 210

7.2 典型液壓傳動系統分析 211

7.2.1 組合機牀動力滑台液壓傳動系統 211

7.2.2 注塑機液壓系統 213

7.2.3 汽車起重機液壓傳動系統 217

7.2.4 液壓機液壓傳動系統 221

7.3 液壓傳動系統設計 224

7.3.1 液壓傳動系統的設計原則與策略 224

7.3.2 液壓傳動系統的設計內容與步驟 226

7.3.3 液壓系統原理圖確定和液壓元件的計算選擇 228

7.4 工程實例：液壓挖掘機液壓系統設計 232

7.4.1 液壓挖掘機液壓系統的基本要求 232

7.4.2 YW-100型單鬥履帶式挖掘機液壓系統 233

練習題 234

第二部分 氣 壓 傳 動 篇

第8章 氣壓傳動基礎知識 241

8.1 氣壓傳動概述 241

8.1.1 氣壓傳動的特點 241

8.1.2 氣壓傳動系統的組成 244

8.2 氣壓傳動工作介質 246

8.2.1 空氣的性質 246

8.2.2 濕度和含濕量 248

8.3 理想氣體狀態方程 249

8.3.1 理想氣體狀態方程 249

8.3.2 氣體狀態變化過程* 249

8.4 氣體的流動規律* 251

8.4.1 氣體流動的基本方程 252

8.4.2 氣動元件的通流能力 253

8.4.3 充、放氣温度與時間的計算 254

8.5 工程案例：氣體的狀態方程應用 255

練習題 256

第9章 氣源裝置與氣動元件 258

9.1 氣源裝置 258

9.1.1 氣壓傳動系統對壓縮空氣品質的要求 258

9.1.2 氣源裝置的組成 259

9.1.3 空氣壓縮機及其淨化設備 260

9.1.4 氣動三聯件 268

9.2 氣動執行元件 269

9.2.1 氣缸 269

9.2.2 氣馬達 280

9.2.3 真空元件 281

9.3 氣動控制元件 284

9.3.1 氣動壓力控制閥 284

9.3.2 氣動流量控制閥 290

9.3.3 氣動方向控制閥 291

9.3.4 氣動邏輯元件* 301

9.4 氣動輔件* 304

9.4.1 過濾器 304

9.4.2 油霧器 306

9.4.3 消聲器 307

9.4.4 其他輔件 307

9.5 工程實例 309

9.5.1 氣缸的基本選擇及計算 309

9.5.2 流量開關的應用實例 310

練習題 312

第10章 氣壓傳動基本回路 313

10.1 壓力控制迴路 313

10.1.1 一次壓力控制迴路 313

10.1.2 二次壓力控制迴路 313

10.1.3 高低壓切換控制迴路 314

10.2 速度控制迴路 314

10.2.1 氣缸調速回路 314

10.2.2 快速往復動作迴路和速度換接回路 316

10.2.3 氣液聯動調速回路 317

10.3 方向控制迴路 318

10.3.1 單作用氣缸換向迴路 318

10.3.2 雙作用氣缸換向迴路 318

10.4 位置控制迴路 319

10.4.1 多位置缸的位置控制迴路 319

10.4.2 用緩衝裝置的位置控制迴路 321

10.5 安全保護迴路 321

10.5.1 過載保護迴路 321

10.5.2 雙手操作迴路 322

10.5.3 互鎖迴路 322

10.6 往復動作迴路 323

10.6.1 單缸單往復動作迴路 323

10.6.2 連續往復動作迴路 324

10.7 其他迴路 324

10.7.1 計數迴路 324

10.7.2 延時迴路 325

10.7.3 同步動作迴路 325

10.8 工程案例：一款電子氣動搬運機器人系統 326

10.8.1 電子氣動搬運機器人結構 326

10.8.2 機器人本體設計 327

10.8.3 氣壓傳動系統原理圖設計 328

10.8.4 電子氣動搬運機器人控制系統 329

10.8.5 特點分析 330

練習題 330

第11章 氣壓傳動系統分析與設計 331

11.1概述 331

11.1.1 閲讀和分析氣壓傳動系統圖的步驟與方法 331

11.1.2 氣壓傳動系統設計的主要內容及程序控制的分類 331

11.2 行程程序控制迴路設計 333

11.2.1 圖形符號的規定 334

11.2.2 行程程序的表示方法 334

11.2.3 障礙信號 335

11.2.4 X-D狀態圖法及應用 337

11.3 典型氣壓傳動系統分析 343

11.3.1 氣動張力控制系統 343

11.3.2 氣壓傳動機械手 343

11.3.3 震壓造型機的氣壓傳動系統 345

11.4 工程案例 347

11.4.1 機械手電-氣控氣動系統 347

11.4.2 多缸多往復行程程序迴路設計 350

練習題 353

附錄 354

附錄1 常用液壓與氣壓傳動圖形符號 354

附錄2 液壓與氣壓傳動中英文專業詞彙表 360

參考文獻 365 ^[1]