液压与气压传动（第二版）_张兴国_9787560668574

本书紧密结合教学大纲，集基础理论、经典案例、工程实例等于一体。全书共12章，分为绪论、液压传动篇、气压传动篇三大部分。绪论部分综合介绍了液压与气压传动的起源、工作原理、基本组成及特点；液压传动篇包括第1章至第7章，主要介绍液压传动基础知识、液压传动动力元件、液压传动执行元件、液压传动控制元件、液压传动辅助元件、液压传动基本回路、液压传动系统分析与设计；气压传动篇包括第8章至第11章，主要介绍气压传动基础知识、气源装置与气动元件、气压传动基本回路、气压传动系统分析与设计。液压传动篇和气压传动篇两部分独立成篇，思路清晰，便于组织教学。本书具有实用性、系统性及先进性，除绪论外，每章都给出了工程实例，注重工程特色，特别强调理论与实际相结合。每章章末附有适量的练习题，供学生学习训练。学生通过扫描书中的二维码，可查看学习相关视频。本书可作为普通高等院校机械类、交通运输类、自动化类等专业与各类成人自考相关专业主干技术基础课程 “液压传动” 或 “气压传动” 的教材，也可供相关工程技术人员与研究人员学习和参考。

液压与气压传动技术所具有的独特优点，使其广泛应用于国民经济和国防建设的各个领域，成为实现设备传动与控制的关键技术之一。“液压与气压传动” 课程则是各高等院校机械类、交通运输类等专业的必修课程之一。当前，机、电、液、气等综合控制技术的实际应用日益广泛，自动化技术快速发展，社会各个领域对相关人才提出了新的要求，各高校应着力培养学生良好的工程应用能力和解决实际问题的能力，并提高学生的实践能力和创新能力等工程素养。要满足上述要求，应进一步深化教学改革，充分调动学生的学习积极性和创造性，激发学生的学习热情和兴趣，全面提高教学质量。为此，本书在编写过程中注重“工程教育”的教学理念，紧密结合教学大纲，集基础理论、经典案例、工程实例、经验总结等于一体，力求处理好理论与实践的关系，从而使学生掌握液压与气压传动的相关理论与实用技术，能够解决生产中的一些实际问题。全书共12章，分为绪论、液压传动篇、气压传动篇三大部分。绪论部分综合介绍了液压与气压传动的起源、工作原理、基本组成及特点，真正起到提纲挈领的作用，通过引入工程实例，激发学生的学习兴趣。液压传动篇和气压传动篇两部分独立成篇，思路清晰，便于组织教学。教学中可以将液压传动篇作为教学主体内容，将气压传动篇用于比较学习，也可以将液压传动篇和气压传动篇单独作为“液压传动”或“气压传动”课程的教材，以满足不同的教学要求。本书具有实用性、系统性及先进性，在教学内容中除了采用经典例题来辅助理论教学外，还给出了工程实例，注重工程特色，特别强调理论与实际相结合，帮助学生理解抽象的理论知识，并培养学生运用理论知识解决实际问题的能力，以达到让学生“会运用”的教学目的，实现应用型人才的培养目标。南通大学张兴国担任本书主编，常州大学孙波、南通大学张磊、南通市计量检定测试所陆金霞、南通大学曹阳担任副主编。全书共12章，其中第2、5、8、9章及附录1由张兴国编写，第3、4章及附录2由孙波编写，第6、10章由张磊编写，第1章和第7章由陆金霞编写，绪论和第11章由曹阳编写。全书由张兴国统稿。在本书的编写过程中，编者参阅了很多国内外有关液压与气压传动技术的文献、书籍等资料，在此谨向有关作者致以衷心的感谢。本书还得到了许多同行专家的支持和帮助，在此一并表示诚挚的谢意。由于编者水平有限，书中难免存在不妥之处，敬请读者批评指正。编者 2023年5月

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第1章液压传动基础知识 16 1.1 液压传动的工作介质 16 1.1.1 工作介质的种类 16 1.1.2 工作介质的主要物理性质 18 1.1.3 工作介质的选用 21 1.1.4 工作介质的污染和控制 22 1.2 液体静力学 23 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 24 1.2.3 压力的表示方法和单位 25 1.2.4 液体静压力的传递原理——帕斯卡原理 26 1.2.5 静压力对固体壁面的作用力 27 1.3 液体运动学和液体动力学基础 27 1.3.1 基本概念 27 1.3.2 连续性方程 29 1.3.3 伯努利方程 29 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 33 1.5 孔口与缝隙流动 35 1.5.1 孔口流动 35 1.5.2 缝隙流动 37 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 42 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——液压泵安装高度的确定 44 1.7.3 动力学基本方程综合应用——水力清砂高压水枪 44 练习题 45 第2章液压传动动力元件 48 2.1 液压泵概述 48 2.1.1 液压泵的工作原理及分类 48 2.2.2 液压泵的主要性能参数 49 2.2 齿轮泵 52 2.2.1 外啮合齿轮泵的工作原理 52 2.2.2 外啮合齿轮泵的参数 53 2.2.3 外啮合齿轮泵的结构特点 54 *2.2.4 内啮合齿轮泵 58 *2.2.5 螺杆泵 59 2.3 叶片泵 60 2.3.1 单作用叶片泵 60 2.3.2 双作用叶片泵 61 2.3.3 限压式变量叶片泵 63 2.4 柱塞泵 65 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 70 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 液压阀的基本结构与参数 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 113 4.3.2 减压阀 118 4.3.3 顺序阀 121 4.3.4 压力继电器 122 4.4 液压流量控制阀 124 4.4.1 节流阀 124 4.4.2 调速阀 127 4.4.3 溢流节流阀 128 *4.5 其他常用阀 129 4.5.1 插装阀和叠加阀 129 4.5.2 比例控制阀和伺服控制阀 132 4.5.3 电液数字阀 136 4.5.4 多路换向阀 138 4.6 工程实例 140 4.6.1 液压系统图中换向阀工作位置的判定 140 4.6.2 多路换向阀工作分析 140 4.6.3 溢流阀的应用及注意事项 142 4.6.4 控制阀综合应用实例 143 练习题 144 第5章液压传动辅助元件 149 5.1 油箱 149 5.1.1 油箱的功用 149 *5.1.2 油箱的容积计算 149 5.1.3 油箱的结构设计 150 5.2 过滤器 151 5.2.1 过滤器的功用 151 5.2.2 过滤器的分类 151 5.2.3 过滤器的选用及安装 153 5.3 蓄能器 154 5.3.1 蓄能器的功用 154 *5.3.2 蓄能器的分类 155 5.3.3 蓄能器的容量计算 157 5.3.4 蓄能器的安装使用 158 5.4 液压管件 158 5.4.1 液压管件的功用 158 5.4.2 管道 158 5.4.3 管接头 159 5.5 密封件 162 5.5.1 密封件的功用与要求 162 5.5.2 密封件的分类 162 5.6 热交换器 166 5.6.1 冷却器 166 5.6.2 加热器 167 5.7 工程实例 167 5.7.1 油箱的容积计算 167 5.7.2 蓄能器的容积计算 168 5.7.3 油管的设计计算 169 练习题 170 第6章液压传动基本回路 171 6.1 概述 171 6.2 压力控制回路 171 6.2.1 调压回路 171 6.2.2 减压回路 173 6.2.3 增压回路 174 6.2.4 卸荷回路 174 6.2.5 平衡回路 176 6.2.6 保压回路 177 6.3 速度调节回路 179 6.3.1 节流调速回路 179 6.3.2 容积调速回路 186 6.3.3 容积节流调速回路 189 6.3.4 调速回路的要求及选用 190 6.4 快速运动回路及速度换接回路 191 6.4.1 快速运动回路 191 6.4.2 速度换接回路 193 6.5 方向控制回路 195 6.5.1 采用换向阀的换向回路 195 6.5.2 采用双向泵的换向回路 197 6.6 多执行元件回路 197 6.6.1 顺序动作回路 197 6.6.2 同步回路 199 6.7 其他回路 203 6.7.1 锁紧回路 203 6.7.2 浮动回路 203 6.8 工程实例 204 6.8.1 液控阀门的工作情况简介 205 6.8.2 液压系统的原理图及工作原理 205 6.8.3 特点分析 207 练习题 208 第7章液压传动系统分析与设计 210 7.1 概述 210 7.1.1 开式循环系统 210 7.1.2 闭式循环系统 211 7.1.3 阅读液压传动系统图的步骤 212 7.2 典型液压传动系统分析 213 7.2.1 组合机床动力滑台液压传动系统 213 7.2.2 注塑机液压系统 215 7.2.3 汽车起重机液压传动系统 219 7.2.4 液压机液压传动系统 223 7.3 液压传动系统设计 226 7.3.1 液压传动系统的设计原则与策略 226 7.3.2 液压传动系统的设计内容与步骤 228 7.3.3 液压系统原理图的确定和液压元件的计算选择 230 7.4 工程实例 234 7.4.1 液压挖掘机液压系统的基本要求 234 7.4.2 YW-100型单斗履带式挖掘机液压系统 235 练习题 237 第二部分气压传动篇第8章气压传动基础知识 242 8.1 气压传动概述 242 8.1.1 气压传动的特点 242 8.1.2 气压传动系统的组成 245 8.2 气压传动工作介质 247 8.2.1 空气的性质 247 8.2.2 空气的湿度和含湿量 249 8.3 理想气体状态方程 250 8.3.1 理想气体状态方程 250 *8.3.2 气体状态变化过程 250 8.4 气体的流动规律 252 8.4.1 气体流动的基本方程 253 8.4.2 气动元件的通流能力 254 8.4.3 充、放气温度与时间的计算 255 8.5 工程实例 256 练习题 257 第9章气源装置与气动元件 259 9.1 气源装置 259 9.1.1 气压传动系统对压缩空气品质的要求 259 9.1.2 气源装置的组成 260 9.1.3 空气压缩机及其净化设备 261 9.1.4 气动三联件 269 9.2 气动执行元件 270 9.2.1 气缸 270 9.2.2 气马达 281 9.2.3 真空元件 282 9.3 气动控制元件 285 9.3.1 气动压力控制阀 285 9.3.2 气动流量控制阀 291 9.3.3 气动方向控制阀 292 *9.3.4 气动逻辑元件 302 *9.4 气动辅件 305 9.4.1 过滤器 305 9.4.2 油雾器 307 9.4.3 消声器 308 9.4.4 其他辅件 308 9.5 工程实例 310 9.5.1 气缸的基本选择及计算 310 9.5.2 流量开关的应用实例 311 练习题 312 第10章气压传动基本回路 314 10.1 压力控制回路 314 10.1.1 一次压力控制回路 314 10.1.2 二次压力控制回路 314 10.1.3 高低压切换控制回路 315 10.2 速度控制回路 315 10.2.1 气缸调速回路 315 10.2.2 快速往复动作回路和速度换接回路 317 10.2.3 气液联动调速回路 318 10.3 方向控制回路 319 10.3.1 单作用气缸换向回路 319 10.3.2 双作用气缸换向回路 319 10.4 位置控制回路 320 10.4.1 多位置缸的位置控制回路 320 10.4.2 用缓冲装置的位置控制回路 322 10.5 安全保护回路 322 10.5.1 过载保护回路 322 10.5.2 双手操作回路 323 10.5.3 互锁回路 323 10.6 往复动作回路 324 10.6.1 单缸单往复动作回路 324 10.6.2 连续往复动作回路 325 10.7 其他回路 325 10.7.1 计数回路 325 10.7.2 延时回路 326 10.7.3 同步动作回路 326 10.8 工程实例 327 10.8.1 电子气动搬运机器人的结构 327 10.8.2 机器人本体设计 328 10.8.3 气压传动系统原理图设计 329 10.8.4 电子气动搬运机器人控制系统 330 10.8.5 特点分析 331 练习题 331 第11章气压传动系统分析与设计 332 11.1 概述 332 11.1.1 阅读和分析气压传动系统图的步骤与方法 332 11.1.2 气压传动系统设计的主要内容及程序控制的分类 332 11.2 行程程序控制回路设计 334 11.2.1 图形符号的规定 335 11.2.2 行程程序的表示方法 335 11.2.3 障碍信号 336 11.2.4 XD状态图法及应用 338 11.3 典型气压传动系统分析 344 11.3.1 气动张力控制系统 344 11.3.2 气压传动机械手 344 11.3.3 震压造型机的气压传动系统 346 11.4 工程实例 348 11.4.1 机械手电-气控气动系统 348 11.4.2 多缸多往复行程程序控制回路设计 351 练习题 354 附录 355 附录1 常用液压与气压传动图形符号 355 附录2 液压与气压传动中英文专业词汇表 361 参考文献 366

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