一部产教融合的《液压与气压传动》教材

changtongli

本书是产教融合课程教材，主要内容包括绪论、液压流体力学基础、液压动力元件、液压执行元件、液压控制元件、液压辅助元件、液压传动基本回路、液压传动系统分类与典型系统、液压传动系统设计、电液伺服与比例控制、气压传动基础、气源装置与气动元件、气压传动基本回路、典型气动系统与气动系统设计、液压与气动系统建模仿真等15章。

主要章节按照一般理论阐述和工程实例展示的框架撰写，选材囊括了当今行业领域的科技发展新成果。内容阐述直白和直观；注重基础和一般性规律的归纳；强调产学融合的工程实践性；注重新方法和新手段的应用。

本书不仅适合机械类专业的初学者，对已有较多液压气动行业从业经验的工程技术人员同样有帮助。可作为高等院校的专业教材，也可供液压气动行业工程技术人员参考。

补充内容 (2025-8-26 17:21):
常同立编著液压与气压传动。与常同立《液压控制系统上册下册》和常同立《液压控制系统》同样的写作风格！

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一部厚度524页的产教融合课程大学课程教材，需要在32学时内完成教学，一页一页地宣读注定是不行的！因此需要一个教学方案。

初步拟定教学方案如下：

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目录
前言
第1章绪论

1

1.1液压传动、气压传动与动力传动1
1.1.1机器的动力传动1
1.1.2液压传动与液压技术的基本概念4
1.2液压传动的工作原理及系统组成5
1.2.1液压传动的工作原理6
1.2.2液压传动系统的组成6
1.2.3液压传动元件的图形符号7
1.3液压传动系统定量分析与数学建模7
1.3.1理解液压传动系统的两条基本观念9
1.3.2液压传动系统数学模型10
1.3.3液压传动系统定量分析与数学建模小结11
1.4液压与气压等传动方式特点11
1.4.1液压传动的特点11
1.4.2气压传动的特点13
1.4.3机械与电力传动的特点14
1.5液压与气压传动发展历程及趋势16
1.5.1发展历程16
1.5.2液压技术的工业4.020
1.5.3发展趋势20
1.6液压与气压传动的应用21
1.6.1应用分析22
1.6.2典型液压传动应用案例24
1.6.3典型气压传动应用案例26
1.7本章小结30
思考题与习题30

第2章液压流体力学基础

31

2.1液压系统工作介质31
2.1.1液压系统工作介质的性质31
2.1.2对液压系统工作介质的要求35
2.1.3液压系统工作介质的分类与选用35
2.1.4液压系统的污染度控制38
2.2液体静力学43
2.2.1液体静压力及其特性43
2.2.2液体静力学基本方程43
2.2.3压力的表示方法及单位45
2.2.4帕斯卡原理47
2.2.5液体静压力对固体壁面的作用力47
2.3液体运动学48
2.3.1基本概念48
2.3.2连续性方程51
2.4液体动力学52
2.4.1伯努利方程52
2.4.2动量方程58
2.5管路流动60
2.5.1流态、雷诺数60
2.5.2直管中液体层流流动时的压力损失63
2.5.3直管中液体紊流流动时的压力损失64
2.5.4局部压力损失65
2.5.5管路系统中的总压力损失与压力效率65
2.6孔口流动66
2.6.1流经薄壁小孔的流量66
2.6.2流经细长小孔的流量67
2.6.3液压阀口68
2.7缝隙流动69
2.7.1平行平板的间隙流动69
2.7.2圆柱环形间隙流动72
2.7.3流经平行圆盘间隙径向流动的流量74
2.7.4圆锥状环形间隙流动75
2.8空穴与气蚀75
2.8.1液压油液的空气分离压和饱和蒸气压75
2.8.2液压元件中的空穴现象机理76
2.8.3减小空穴现象的措施77
2.9液压冲击78
2.9.1液压冲击产生的原因78
2.9.2阀门迅速关闭液体运动突然改变产生的液压冲击78
2.9.3运动部件制动产生的液压冲击80
2.9.4减小液压冲击的措施81
2.10本章小结81
思考题与习题81

第3章液压动力元件

84

3.1液压泵一般理论84
3.1.1功用与分类84
3.1.2主要结构、工作原理及技术关键85
3.1.3产品性能描述主要技术参数91
3.2柱塞泵97
3.2.1轴向柱塞泵97
3.2.2径向柱塞泵104
3.3叶片泵107
3.3.1双作用叶片泵107
3.3.2单作用叶片泵110
3.4齿轮泵112
3.4.1外啮合齿轮泵112
3.4.2渐开线内啮合齿轮泵116
3.4.3摆线内啮合齿轮泵118
3.4.4螺杆泵120
3.5变量泵的变量调节122
3.5.1外反馈限压式变量叶片泵123
3.5.2恒压柱塞变量泵125
3.5.3流量控制柱塞变量泵126
3.5.4恒功率柱塞变量泵127
3.5.5变量泵的变量调节小结128
3.6液压源129
3.7本章小结129
思考题与习题130

第4章液压执行元件

131

4.1液压马达131
4.1.1液压马达一般理论131
4.1.2液压马达主要技术参数135
4.1.3典型液压马达141
4.2液压缸144
4.2.1液压缸一般理论144
4.2.2液压缸主要技术参数151
4.2.3典型液压缸156
4.3本章小结160
思考题与习题160

第5章液压控制元件162
5.1液压阀一般理论

162

5.1.1液压阀的功能与分类162
5.1.2性能期望163
5.1.3基本技术参数164
5.1.4液压阀的连接与阀组165
5.2单向阀和梭阀170
5.2.1普通单向阀170
5.2.2液控单向阀171
5.2.3梭阀174
5.2.4双液控单向阀（双向液压锁阀）174
5.2.5充液阀175
5.2.6单向阀和梭阀小结177
5.3方向控制阀177
5.3.1方向阀一般理论177
5.3.2典型滑阀式方向阀190
5.3.3多路方向阀192
5.3.4方向控制阀小结194
5.4压力控制阀194
5.4.1溢流阀、安全阀195
5.4.2减压阀204
5.4.3顺序阀213
5.4.4减压溢流阀221
5.4.5压力开关（压力继电器）223
5.4.6压力控制阀小结224
5.5流量控制阀224
5.5.1节流孔口的流量特性及调速原理225
5.5.2普通节流阀227
5.5.3调速阀230
5.5.4截止阀235
5.5.5流量控制阀小结236
5.6本章小结236
思考题与习题237

第6章液压辅助元件

238

6.1液压油箱238
6.1.1功能、分类和结构238
6.1.2设计关键240
6.2蓄能器241
6.2.1功能、分类和工作原理242
6.2.2主要性能与参数246
6.2.3蓄能器的容量计算246
6.2.4选用与安装247
6.3过滤器248
6.3.1功能、工作原理、分类和结构特征248
6.3.2主要性能与参数252
6.3.3安装位置与选型254
6.4热交换器255
6.4.1冷却器255
6.4.2加热器256
6.5管道及管接头257
6.5.1管材257
6.5.2管接头259
6.6密封260
6.6.1密封装置的要求260
6.6.2密封装置的类型与特点260
6.7本章小结264
思考题与习题264

第7章液压传动基本回路

265

7.1压力控制回路266
7.1.1调压回路266
7.1.2减压回路268
7.1.3增压回路269
7.1.4卸荷回路270
7.1.5保压回路272
7.1.6平衡回路273
7.2速度换接与调节回路275
7.2.1速度换接与调节原理275
7.2.2速度换接回路276
7.2.3节流控制回路（减速回路）279
7.2.4容积调速回路289
7.2.5容积节流控制回路295
7.3单液压执行元件动作控制回路298
7.3.1换向回路298
7.3.2浮动回路299
7.3.3锁紧回路299
7.4多液压执行元件动作控制回路300
7.4.1同步回路301
7.4.2顺序动作回路302
7.4.3互不干扰回路304
7.4.4多路阀控制回路305
7.5本章小结306
思考题与习题306

第8章液压传动系统分类与典型系统

308

8.1液压传动系统分类308
8.1.1开式回路和闭式回路308
8.1.2单泵系统和多泵系统310
8.1.3液压回路的集成连接311
8.2典型液压传动系统314
8.2.1单面卧式铣削组合机床工作台液压传动系统314
8.2.2钢包绞车液压传动系统317
8.2.3CTL600t压力机的液压传动系统319
8.3本章小结323
思考题与习题324

第9章液压传动系统设计

326

9.1液压传动系统设计一般流程326
9.2方案设计327
9.2.1明确设计任务327
9.2.2拟定系统方案，绘制液压系统原理图330
9.3液压传动系统手工参数设计334
9.3.1液压执行元件规格参数设计与元件选型334
9.3.2液压泵参数设计与元件选型336
9.3.3液压控制元件参数设计与选型337
9.3.4管道参数设计338
9.3.5液压传动系统的压力损失验算338
9.3.6液压传动系统的总效率339
9.3.7液压传动系统的热计算340
9.4液压传动系统设计计算案例340
9.4.1单面卧式铣削组合机床工作台液压传动系统设计340
9.4.2钢包绞车液压传动系统设计计算348
9.4.3压力机液压传动系统设计351
9.5本章小结355
思考题与习题355

第10章电液伺服与比例控制

358

10.1电液伺服控制358
10.1.1电液伺服控制系统原理与结构359
10.1.2电液伺服阀361
10.1.3位置电液伺服控制系统368
10.1.4其他电液伺服控制系统372
10.2电液比例控制概述374
10.2.1电液比例控制及其分类375
10.2.2电液比例控制产生及发展376
10.2.3电液比例控制与液压传动（液压开关控制）的比较377
10.2.4电液比例控制与电液伺服控制及液压传动的比较378
10.3液压比例阀与比例放大器379
10.3.1比例电磁铁379
10.3.2比例方向阀382
10.3.3比例压力阀383
10.3.4比例流量阀384
10.3.5比例放大器386
10.4比例液压回路387
10.4.1比例压力控制回路387
10.4.2比例运动控制回路389
10.4.3比例节流控制回路394
10.5典型比例控制系统395
10.5.1装备工作原理395
10.5.2比例控制系统工作原理与结构分析399
10.5.3比例控制系统结构特点400
10.6伺服与比例液压控制系统设计401
10.6.1电液伺服控制的一般设计流程401
10.6.2开环电液比例运动控制的一般设计流程401
10.6.3闭环电液比例运动控制的一般设计流程402
10.7本章小结403
思考题与习题404

第11章气压传动基础

405

11.1空气的物理性质405
11.1.1空气405
11.1.2湿空气407
11.2气体的状态变化407
11.2.1理想气体状态变化方程408
11.2.2气体状态变化过程及规律408
11.3气体的流动规律409
11.3.1气体流动的基本方程409
11.3.2声速和马赫数410
11.4本章小结411
思考题与习题411

第12章气源装置与气动元件

412

12.1气源装置412
12.1.1气体加压装置413
12.1.2压缩空气的净化装置和设备414
12.1.3压缩空气的存储设备416
12.1.4输气管道系统417
12.1.5设备空气处理装置418
12.2气动执行元件419
12.2.1气马达420
12.2.2气缸422
12.3气动控制阀425
12.3.1方向控制阀425
12.3.2压力控制阀429
12.3.3流量控制阀430
12.3.4单向阀、梭阀、双压阀与快速排气阀431
12.4气动辅助元件433
12.5气动逻辑元件434
12.5.1分类和特点434
12.5.2气动逻辑元件功能435
12.5.3逻辑元件的实现与应用436
12.6真空元件437
12.6.1真空发生器437
12.6.2真空吸盘438
12.7本章小结439
思考题与习题439

第13章气压传动基本回路

440

13.1气动压力与力控制回路440
13.1.1气动压力控制回路440
13.1.2气动力控制回路442
13.2气动换向回路443
13.2.1单作用气缸换向回路443
13.2.2双作用气缸换向回路443
13.2.3气马达换向回路443
13.3气动速度调节与控制回路443
13.3.1气阀调速回路444
13.3.2气液联动速度控制回路446
13.4其他气动回路447
13.4.1安全保护回路447
13.4.2往复回路448
13.4.3多缸多位置控制回路448
13.4.4同步回路449
13.4.5延迟回路449
13.4.6计数回路450
13.4.7冲击回路450
13.4.8真空吸附回路451
13.5本章小结451
思考题与习题451

第14章典型气动系统与气动系统设计

453

14.1典型气压传动系统453
14.1.1气动机械手气压传动系统453
14.1.2全自动气动钻床气压传动系统456
14.2气动系统设计一般设计流程460
14.3气动行程控制逻辑回路设计462
14.3.1气动逻辑回路设计任务462
14.3.2信号-动作线图设计方法464
14.3.3障碍信号去除方法466
14.3.4逻辑原理图绘制467
14.3.5气动系统回路原理图绘制468
14.4本章小结469
思考题与习题469

第15章液压与气动系统建模仿真

471

15.1系统仿真和液压与气动系统仿真471
15.1.1系统仿真概念与类型471
15.1.2系统的研究与设计方法472
15.1.3系统仿真对液压与气动系统分析设计方法的变革474
15.1.4液压与气动系统仿真发展简史475
15.1.5液压与气动系统仿真软件特点476
15.1.6液压与气动系统建模仿真过程477
15.2仿真模型与实际系统477
15.3液压与气压传动系统Simscape软件仿真478
15.3.1概述479
15.3.2Simscape软件使用方法480
15.3.3建模仿真过程480
15.3.4案例一：液压传动系统仿真481
15.3.5案例二：气压传动系统仿真485
15.3.6液压与气压传动系统Simscape软件仿真小结489
15.4液压与气压传动系统AMESim软件仿真489
15.4.1AMESim软件概述489
15.4.2AMESim软件使用方法491
15.4.3建模仿真过程492
15.4.4案例一：液压传动系统仿真492
15.4.5案例二：气压传动系统仿真496
15.4.6液压与气压传动系统AMESim软件仿真小结499
15.5其他液压与气压传动系统软件简介499
15.5.1Automation Studio499
15.5.220-sim501
15.5.3FluidSIM502
15.6本章小结503
思考题与习题503

附录504
附录A极简的反馈控制基本理论504
附录B常用液压与气动元件图形符号506
附录C常用单位换算表513
附录DNAS1638516
附录EISO 4406517
附录F常用术语中英文对照518
参考文献524