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本书是根据*机电类专业本科教育人才培养目标和培养方案及课程教学大纲要求编写的。全书共分12章，第1章绪论部分主要介绍流体传动，第2章是液压流体力学基础，第3章～第6章介绍了液压元件的结构、工作原理、性能等，第7、8章介绍了液压基本回路和典型液压系统的组成、功能、特点及应用情况，第9章介绍了液压系统的设计计算方法及液压系统CAD，第10章介绍了气压传动的基本知识、气压传动元件、气压传动基本回路和气压传动系统，第11章和第12章介绍了液力传动的力学基础。

第1章  绪论1

1.1  流体传动系统的基本原理2

1.1.1  液压与气压传动系统基本原理2

1.1.2  液压与气压传动系统的组成4

1.1.3  液压传动职能符号4

1.1.4  液力传动基本原理5

1.2  流体传动优缺点6

1.2.1  流体传动优点6

1.2.2  流体传动缺点6

1.3  流体传动应用与发展7

1.3.1  液压与气压传动应用与发展7

1.3.2  液力传动的应用与发展8

1.4  本书内容安排8

本章小结9

思考与练习9

第2章  液压流体力学10

2.1  液体的主要物理性质10

2.1.1  密度10

2.1.2  压缩性和膨胀性10

2.1.3  黏性11

2.2  静止液体力学的基本规律12

2.2.1  液体所受的作用力12

2.2.2  静止液体微分方程的推导13

2.2.3  静止液体微分方程的应用14

2.2.4  压力的表示方法15

2.3  流动液体力学的基本规律16

2.3.1  经典流体力学研究方法介绍16

2.3.2  流动液体力学的基本概念17

2.3.3  流动液体的连续性方程18

2.3.4  理想液体流动的微分方程18

2.3.5  伯努利方程19

2.3.6  动量方程19

2.4  液体在流动中的能量损失20

2.4.1  流态试验和雷诺数20

2.4.2  液体流动中的沿程损失21

2.4.3  液体流动中的局部损失21

2.4.4  管路系统中的总压力损失和压力效率22

2.5  液体在小孔和缝隙中的流动23

2.5.1  液体在小孔中的流动23

2.5.2  液体在缝隙中的流动24

2.6  液压卡紧问题27

2.6.1  液压卡紧的概念27

2.6.2  液压卡紧现象的原因分析27

2.6.3  解决液压卡进现象的措施28

2.7  液 压 冲 击28

2.7.1  阀门突然关闭引起液压冲击的物理过程29

2.7.2  液压冲击压力的计算29

2.7.3  减轻液压冲击的措施30

2.8  空穴与气蚀现象30

2.8.1  空气分离压30

2.8.2  饱和蒸汽压30

2.8.3  空穴现象30

2.8.4  气蚀现象31

本章小结31

思考与练习32

第3章  液压泵和液压马达34

3.1  概述35

3.1.1  工作原理35

3.1.2  液压泵、液压马达的分类35

3.1.3  液压泵和液压马达基本参数36

3.2  齿轮泵39

3.2.1  工作原理39

3.2.2  流量计算和流量脉动40

3.2.3  外啮合齿轮泵的结构特点和优缺点41

3.2.4  齿轮液压马达43

3.3  叶片泵44

3.3.1  单作用叶片泵工作原理44

3.3.2  双作用叶片泵45

3.3.3  叶片马达47

3.4  轴向柱塞泵48

3.4.1  轴向柱塞泵工作原理48

3.4.2  斜盘式轴向柱塞泵典型结构49

3.4.3  总功率变量泵55

3.5  内曲线低速大扭矩马达56

3.5.1  结构组成56

3.5.2  工作原理57

本章小结57

思考与练习58

第4章  液压缸59

4.1  液压缸的分类和工作原理59

4.1.1  液压缸分类59

4.1.2  液压缸工作原理61

4.2  液压缸典型结构64

4.2.1  液压缸结构组成64

4.2.2  液压缸的主要零件及装置65

4.3  液压缸的设计和计算69

4.3.1  液压缸设计中应注意的问题69

4.3.2  液压缸主要尺寸确定70

4.3.3  液压缸强度校核70

4.3.4  液压缸稳定性校核71

4.3.5  缓冲计算72

4.3.6  拉杆计算73

本章小结74

思考与练习74

第5章  液压控制阀76

5.1  概述76

5.1.1  液压控制阀按功用分类77

5.1.2  液压控制阀按控制方式分类77

5.1.3  液压控制阀按控制信号形式分类77

5.1.4  液压控制阀按结构形式分类77

5.1.5  液压控制阀按连接方式分类78

5.2  方向控制阀78

5.2.1  单向阀78

5.2.2  换向阀80

5.3  压力控制阀89

5.3.1  溢流阀89

5.3.2  减压阀93

5.3.3  顺序阀95

5.3.4  平衡阀及起重机专用平衡阀97

5.3.5  压力继电器100

5.4  流量控制阀100

5.4.1  节流阀和单向节流阀100

5.4.2  调速阀102

5.4.3  分流集流阀104

5.4.4  单路稳流阀106

5.5  工程机械常用液压阀108

5.5.1  多路换向阀108

5.5.2  减压阀式先导控制阀110

5.6  新型液压阀介绍111

5.6.1  电液伺服阀111

5.6.2  电液比例阀113

5.6.3  电液数字阀114

5.6.4  插装阀和叠加阀115

本章小结120

思考与练习121

第6章  液压油和液压系统辅助元件124

6.1  液压油125

6.1.1  液压系统对液压油的基本要求125

6.1.2  液压油的特性125

6.1.3  液压油的选择和使用126

6.1.4  液压油液的污染及其控制128

6.2  蓄能器129

6.2.1  蓄能器的作用和分类129

6.2.2  蓄能器容量计算130

6.2.3  蓄能器的使用和安装132

6.3  滤油器132

6.3.1  滤油器的分类132

6.3.2  滤油器的选用和安装134

6.4  油箱和热交换器135

6.4.1  油箱135

6.4.2  热交换器137

6.5  密封件139

6.5.1  密封基本知识139

6.5.2  密封件140

6.6  管件142

6.6.1  油管142

6.6.2  管接头143

本章小结144

思考与练习144

第7章  液压基本回路146

7.1  压力控制回路148

7.1.1  调压回路148

7.1.2  减压回路150

7.1.3  增压回路151

7.1.4  卸荷回路151

7.1.5  保压回路153

7.1.6  缓冲补油回路154

7.2  速度控制回路156

7.2.1  调速回路156

7.2.2  平衡回路161

7.2.3  增速回路163

7.2.4  快慢速换接回路164

7.3  方向控制回路165

7.3.1  换向回路165

7.3.2  浮动回路166

7.3.3  锁紧回路167

7.4  多执行元件控制回路167

7.4.1  顺序动作回路167

7.4.2  同步回路169

7.4.3  多缸快慢速互不干扰回路170

本章小结171

思考与练习171

第8章  典型液压系统174

8.1  组合机床动力滑台液压系统175

8.1.1  YT4543型动力滑台液压系统的性能要求175

8.1.2  YT4543型动力滑台液压系统的工作原理175

8.1.3  YT4543型动力滑台液压系统的特点177

8.2  液压机液压系统178

8.2.1  YB32-200型液压机液压系统的性能要求178

8.2.2  YB32-200型液压机液压系统的工作原理178

8.2.3  YB32-200型液压机液压系统的特点181

8.3  汽车起重机液压系统181

8.3.1  Q2—8型汽车起重机液压系统的性能要求181

8.3.2  Q2—8型汽车起重机液压系统的工作原理182

8.3.3  Q2—8型汽车起重机液压系统的特点184

8.4  塑料注射成形机电液比例控制系统184

8.4.1  塑料注射成形机液压系统的性能要求185

8.4.2  塑料注射成形机液压系统的工作原理186

8.4.3  塑料注射成形机液压系统的特点188

8.5  挖掘机液压系统188

8.5.1  挖掘机液压系统的性能要求188

8.5.2  挖掘机液压系统的工作原理189

8.5.3  YW-60型挖掘机液压系统的特点192

8.6  带钢张力电液伺服控制系统192

8.6.1  带钢张力电液伺服液压系统的性能要求193

8.6.2  带钢张力电液伺服液压系统的工作原理193

8.6.3  带钢张力电液伺服液压系统的特点193

本章小结194

思考与练习194

第9章  液压传动系统的设计计算195

9.1  液压系统设计的内容与要求196

9.1.1  设计的内容和技术要求196

9.1.2  液压系统的设计步骤197

9.1.3  液压系统组成元件选型设计202

9.1.4  液压系统的性能验算207

9.1.5  液压装置的结构设计210

9.2  液压系统CAD简介212

9.2.1　液压系统CAD运行环境212

9.2.2　液压CAD系统的主要功能模块213

9.2.3　液压系统CAD应用介绍214

本章小结217

思考与练习217

第10章  气压传动218

10.1  气压传动概述219

10.1.1  气压传动的特点219

10.1.2  气压传动系统的组成219

10.2  气动元件220

10.2.1  气源装置220

10.2.2  辅助元件223

10.2.3  执行元件224

10.2.4  控制元件226

10.2.5  逻辑元件232

10.3  气动基本回路234

10.3.1  方向控制回路234

    刘仕平，华北水利水电大学教授，多年来一直主讲液压与气压传动（本科）、液力传动（本科）、机电液控制技术（研究生）、计算流体动力学（研究生）等课程。

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实例丰富，习题多样。

前言

前    言

液压与气压传动是机电类各专业开设的一门重要的技术基础课程，该部分知识在机电类专业的知识结构中占有举足轻重的位置，本教材内容涉及液压、气压和液力传动三部分，概括了全部流体传动的内容，并以液压传动为主。

本教材是根据*机电类专业本科教育人才培养目标和培养方案及课程教学大纲要求编写的。全书共分12章，第1章绪论部分主要介绍流体传动，包括液压、气压和液力传动工作原理、特点和应用场合，第2章是液压流体力学基础，第3章～第6章介绍了液压元件的结构、工作原理、性能等，第7、8章介绍了液压基本回路和典型液压系统的组成、功能、特点及应用情况，第9章介绍了液压系统的设计计算方法及液压系统CAD，第10章介绍了气压传动的基本知识、气压传动元件、气压传动基本回路和气压传动系统，第11章和第12章介绍了液力传动的力学基础，液力耦合器和液力变矩器的工作原理、特性、功用、选用及其选用等。

在本书编写过程中，根据21世纪高等教育的发展现状和人才培养目标，对传统的基础理论介绍时，贯彻少而精和理论联系实际的原则，引用了机械行业多方面的实例，不仅有机床、工程机械、起重运输机械、橡塑机械和钢铁生产机械等行业的应用实例；作为工程机械特色，增加了液力传动部分。在进行结构分析、系统分析时，尽量反映国内、外成就和发展趋势，同时加入了新的技术成果，如计算机辅助设计等。元件选择上，引入新型液压阀内容，包括代表液压发展方向的电液伺服阀、电液比例阀等。考虑到对工程技术应用方面人才的培养，文中对纯理论分析结合了更多的实例，并适当淡化，加强了学生创新能力的培养。本书元件的图形符号、回路和系统原理图采用了的2009年液压与气动元件图形符号标准。

为便于读者学习，每章正文前面附有“教学要求”，后面附有“本章小结”，并在每章后附有“思考与练习”以巩固所学内容。每章有引例并配有生动活泼的图片，使每章知识更生动、形象，增加了可读性。本书的另一个特色，是用框图的形式把繁杂的内容加以概括，使读者思路更加清晰、更加有条理，有心的读者将这个特点利用好，会有更多的收获。

本书适用于普通工科院校机械类、自动化类各专业的学生。不仅可以作为机电类各专业本科教材，也可以作为行业培训教材，还可以作为从事流体传动与控制工程技术人员设计、维护参考用书。

参加本教材编写相关工作的老师有：华北水利水电大学刘仕平、姚林晓、许兰贵、郑淑娟、贾建涛、马子领，青岛工学院王淑芳，辽宁石油化工大学王静波、河南经济贸易高级技工学校侯守峰、周君君。

由刘仕平和姚林晓担任主编。第1章、第7章、第8章由姚林晓编写，第2章由贾建涛编写，第3章、第11章、第12章由许兰贵编写，第4章、第6章由郑淑娟编写，第5章由侯守峰编写，第9章由王静波编写，马子领编写第10章，由刘仕平对全书进行统稿，青岛工学院王淑芳和周君君也参加了部分整理工作。

由于编者水平有限，书中不免存在疏漏和欠妥之处，敬请广大读者批评指正。

编 者

2015年3月