更新时间：2023-06-27 06:22
《流体传动与控制》是2010年国防工业出版社出版的图书，作者是董继先、吴春英。本书共分为液压传动与气压传动两部分。
在液压传动中系统地介绍了液压传动的基本理论和基本知识，常用液压元件的工作原理、结构特点及性能分析。在介绍了由各种基本元件组成的基本回路之后，通过实例叙述了液压系统的分析和设计方法。气压传动部分除了介绍一般气压传动的基本理论和气动元件的结构、原理、性能、特点外，着重介绍了最新气动控制元件和执行元件，重点叙述了气动程序控制回路的设计方法、典型气动基本回路以及在工业自动化中的应用。
本书的特点是从目前教改的特点出发，强调知识的应用与能力的培养，注意处理好理论与实际应用的关系，着重介绍基本概念、基本理论的同时，强调和突出应用，培养学生工程应用和解决实际问题的能力。
本书适用于机械工程类各专业本科生作为教材使用，还可供从事液压、气动技术的各类工程技术人员参考。
流体传动与控制分为液压传动与控制和气压传动与控制，《流体传动与控制（第2版）》将分别予以介绍；在液压传动与控制中系统地介绍了液压传动的基本理论和基本知识，常用液压元件的工作原理、结构特点及性能分析。在介绍了由各种基本元件组成的基本回路之后，通过实例叙述了液压系统的分析和设计方法。气压传动部分除了介绍一般气压传动的基本理论和气动元件的结构、原理、性能、特点外，着重介绍了最新气动控制元件和执行元件。在重点叙述了气动程序控制回路的设计方法及典型气动基本回路的基础上，通过实例介绍气动技术在工业自动化中的应用。
《流体传动与控制（第2版）》适用于机械工程类各专业本科生作为教材使用，也适用于各类成人高校、自学考试有关机械工程类专业的学生，还可供从事液压、气动技术的各类工程技术人员参考。
绪论………………………………………………………………………………………… 1
0. 1 液压传动发展概况和趋势……………………………………………………… 1
0. 1. 1 发展概况………………………………………………………………… 1
0. 1. 2 发展趋势………………………………………………………………… 1
0. 2 液压传动的工作原理及系统组成……………………………………………… 2
0. 2. 1 液压传动工作原理………………………………………………………… 2
0. 2. 2 液压系统的组成…………………………………………………………… 4
0. 2. 3 液压系统图的职能符号…………………………………………………… 4
0. 3 液压传动的主要优缺点………………………………………………………… 4
0. 3. 1 液压传动的主要优点……………………………………………………… 4
0. 3. 2 液压传动的主要缺点……………………………………………………… 5
第1 章 液压传动基础知识……………………………………………………………… 6
1. 1 液压油…………………………………………………………………………… 6
1. 1. 1 密度和比容……………………………………………………………… 6
1. 1. 2 可压缩性………………………………………………………………… 6
1. 1. 3 黏性……………………………………………………………………… 7
1. 1. 4 对液压油的要求和选用…………………………………………………… 9
1. 2 液体静力学……………………………………………………………………… 11
1. 2. 1 静压力(或称压力)及其性质…………………………………………… 11
1. 2. 2 在重力作用下静止液体中的压力分布………………………………… 11
1. 2. 3 压力的表示方法及单位………………………………………………… 12
1. 2. 4 帕斯卡原理———静压传递原理………………………………………… 13
1. 2. 5 液体静压力作用在固体壁面上的力…………………………………… 13
1. 3 液体动力学……………………………………………………………………… 14
1. 3. 1 几个基本概念…………………………………………………………… 14
1. 3. 2 连续性方程……………………………………………………………… 16
1. 3. 3 伯努利方程……………………………………………………………… 17
1. 4 管路系统的压力损失…………………………………………………………… 18
1. 4. 1 液体的流动状态………………………………………………………… 18
1. 4. 2 圆管流动时的沿程压力损失…………………………………………… 19
1. 4. 3 局部压力损失…………………………………………………………… 21
1. 4. 4 管路系统的总压力损失………………………………………………… 21
1. 4. 5 推荐流速和管径的确定………………………………………………… 23
1. 5 孔口及缝隙流动………………………………………………………………… 23
1. 5. 1 小孔流量计算…………………………………………………………… 23
1. 5. 2 隙缝流量计算…………………………………………………………… 25
1. 6 气穴现象和液压冲击…………………………………………………………… 27
1. 6. 1 气穴(或空穴) …………………………………………………………… 27
1. 6. 2 液压冲击………………………………………………………………… 28
习题…………………………………………………………………………………… 31
第2 章 液压泵和液压马达…………………………………………………………… 35
2. 1 概述……………………………………………………………………………… 35
2. 1. 1 液压泵和液压马达的工作原理………………………………………… 35
2. 1. 2 液压泵和液压马达的基本性能………………………………………… 36
2. 1. 3 液压泵和液压马达的分类……………………………………………… 39
2. 2 齿轮泵…………………………………………………………………………… 39
2. 2. 1 外啮合齿轮泵…………………………………………………………… 39
2. 2. 2 内啮合齿轮泵…………………………………………………………… 41
2. 3 叶片泵…………………………………………………………………………… 42
2. 3. 1 单作用式叶片泵………………………………………………………… 42
2. 3. 2 双作用式叶片泵………………………………………………………… 44
2. 3. 3 限压式变量叶片泵……………………………………………………… 46
2. 4 柱塞泵…………………………………………………………………………… 47
2. 4. 1 径向柱塞泵……………………………………………………………… 47
2. 4. 2 轴向柱塞泵……………………………………………………………… 48
2. 5 液压马达………………………………………………………………………… 50
2. 5. 1 双作用叶片马达的结构和工作原理…………………………………… 50
2. 5. 2 轴向柱塞马达的结构和工作原理……………………………………… 51
2. 6 液压泵(液压马达)的选用…………………………………………………… 52
习题…………………………………………………………………………………… 53
第3 章 液压缸…………………………………………………………………………… 55
3. 1 液压缸的分类…………………………………………………………………… 55
3. 1. 1 活塞式液压缸…………………………………………………………… 55
3. 1. 2 柱塞式液压缸…………………………………………………………… 58
3. 1. 3 摆动液压缸……………………………………………………………… 59
3. 2 液压缸的典型结构和组成……………………………………………………… 60
3. 2. 1 液压缸的典型结构举例………………………………………………… 60
3. 2. 2 液压缸的组成…………………………………………………………… 60
3. 3 液压缸的设计和计算…………………………………………………………… 63
3. 3. 1 液压缸设计中应注意的问题…………………………………………… 63
3. 3. 2 液压缸主要尺寸的确定………………………………………………… 63
3. 3. 3 强度校核………………………………………………………………… 63
3. 3. 4 缓冲计算………………………………………………………………… 64
3. 3. 5 稳定性校核……………………………………………………………… 65
习题…………………………………………………………………………………… 65
第4 章 液压控制阀……………………………………………………………………… 68
4. 1 概述……………………………………………………………………………… 68
4. 2 方向控制阀……………………………………………………………………… 69
4. 2. 1 单向阀…………………………………………………………………… 69
4. 2. 2 换向阀…………………………………………………………………… 70
4. 3 压力控制阀……………………………………………………………………… 76
4. 3. 1 溢流阀…………………………………………………………………… 76
4. 3. 2 减压阀…………………………………………………………………… 79
4. 3. 3 顺序阀…………………………………………………………………… 80
4. 3. 4 压力继电器……………………………………………………………… 82
4. 4 流量控制阀……………………………………………………………………… 83
4. 4. 1 流量控制原理及节流口形式…………………………………………… 83
4. 4. 2 普通节流阀……………………………………………………………… 84
4. 4. 3 调速阀…………………………………………………………………… 84
4. 4. 4 溢流节流阀……………………………………………………………… 85
4. 5 插装阀和叠加阀………………………………………………………………… 86
4. 5. 1 插装阀…………………………………………………………………… 86
4. 5. 2 叠加阀…………………………………………………………………… 89
4. 6 比例阀…………………………………………………………………………… 90
4. 6. 1 电磁比例压力阀………………………………………………………… 90
4. 6. 2 电磁比例流量阀………………………………………………………… 90
4. 6. 3 电磁比例方向阀………………………………………………………… 92
习题…………………………………………………………………………………… 92
第5 章 液压辅助装置…………………………………………………………………… 95
5. 1 过滤器…………………………………………………………………………… 95
5. 1. 1 对过滤器的要求………………………………………………………… 95
5. 1. 2 过滤器的类型…………………………………………………………… 95
5. 1. 3 过滤器的选用…………………………………………………………… 96
5. 1. 4 过滤器的安装…………………………………………………………… 96
5. 2 蓄能器…………………………………………………………………………… 97
5. 2. 1 蓄能器的功用…………………………………………………………… 97
5. 2. 2 蓄能器的种类…………………………………………………………… 97
5. 2. 3 计算……………………………………………………………………… 98
5. 2. 4 蓄能器的使用和安装…………………………………………………… 98
5. 3 油箱……………………………………………………………………………… 99
5. 3. 1 油箱的功用和结构……………………………………………………… 99
5. 3. 2 设计时的注意事项……………………………………………………… 99
5. 4 管路和管接头………………………………………………………………… 100
5. 4. 1 管路…………………………………………………………………… 100
5. 4. 2 管接头………………………………………………………………… 100
5. 5 密封装置……………………………………………………………………… 101
5. 5. 1 对密封装置的要求……………………………………………………… 101
5. 5. 2 密封装置的类型及特点………………………………………………… 101
习题…………………………………………………………………………………… 104
第6 章 液压基本回路………………………………………………………………… 105
6. 1 压力控制回路………………………………………………………………… 105
6. 1. 1 调压回路……………………………………………………………… 105
6. 1. 2 减压回路……………………………………………………………… 106
6. 1. 3 增压回路……………………………………………………………… 106
6. 1. 4 卸荷回路……………………………………………………………… 107
6. 1. 5 保压回路……………………………………………………………… 108
6. 1. 6 平衡回路……………………………………………………………… 108
6. 2 速度控制回路………………………………………………………………… 109
6. 2. 1 调速回路……………………………………………………………… 109
6. 2. 2 快速运动回路…………………………………………………………… 120
6. 2. 3 速度换接回路…………………………………………………………… 121
6. 3 多缸工作控制回路…………………………………………………………… 123
6. 3. 1 顺序动作回路…………………………………………………………… 123
6. 3. 2 同步回路……………………………………………………………… 125
6. 3. 3 多缸快慢速互不干扰回路……………………………………………… 126
习题…………………………………………………………………………………… 127
第7 章 典型液压传动系统…………………………………………………………… 132
7. 1 组合机床动力滑台液压传动系统…………………………………………… 132
7. 1. 1 动力滑台快进…………………………………………………………… 133
7. 1. 2 第一次工作进给………………………………………………………… 133
7. 1. 3 第二次工作进给………………………………………………………… 133
7. 1. 4 死挡块停留及动力滑台快退…………………………………………… 133
7. 1. 5 动力滑台原位停止……………………………………………………… 133
7. 1. 6 系统具有的特点………………………………………………………… 134
7. 2 CB3463 -1 型半自动转塔车床液压传动系统……………………………… 134
7. 2. 1 机床概述……………………………………………………………… 134
7. 2. 2 液压系统的工作原理…………………………………………………… 136
7. 2. 3 液压传动系统的特点…………………………………………………… 141
7. 3 SZ -100/80 型注射成型机液压传动系统…………………………………… 141
7. 3. 1 概述…………………………………………………………………… 141
7. 3. 2 注塑机工况对液压传动系统的要求…………………………………… 142
7. 3. 3 SZ -100/80 型注塑机液压传动系统工作原理………………………… 143
7. 3. 4 注塑机液压系统的特点………………………………………………… 146
习题…………………………………………………………………………………… 146
第8 章 液压传动系统的设计与计算………………………………………………… 148
8. 1 概述…………………………………………………………………………… 148
8. 1. 1 明确设计要求、进行工况分析………………………………………… 148
8. 1. 2 初步确定液压传动系统参数…………………………………………… 148
8. 1. 3 拟定液压传动系统图…………………………………………………… 149
8. 1. 4 计算和选择液压元件…………………………………………………… 149
8. 1. 5 液压传动系统的性能验算和绘制工作图、编写技术文件……………… 149
8. 2 液压传动系统的设计与计算举例…………………………………………… 150
8. 2. 1 负载分析……………………………………………………………… 150
8. 2. 2 执行元件主要参数的确定……………………………………………… 150
8. 2. 3 拟定液压传动系统原理图……………………………………………… 152
8. 2. 4 选择液压元件…………………………………………………………… 153
8. 2. 5 验算液压系统性能……………………………………………………… 155
习题…………………………………………………………………………………… 157
第9 章 气压传动的基本知识………………………………………………………… 159
9. 1 气压传动的基本原理及组成………………………………………………… 159
9. 1. 1 气压传动的工作原理…………………………………………………… 159
9. 1. 2 气压传动系统的组成…………………………………………………… 159
9. 2 气动技术的特点……………………………………………………………… 160
9. 3 气动技术的发展……………………………………………………………… 161
9. 4 空气的物理性质……………………………………………………………… 162
9. 4. 1 空气的组成…………………………………………………………… 162
9. 4. 2 空气的密度…………………………………………………………… 162
9. 4. 3 空气的黏性…………………………………………………………… 163
9. 4. 4 空气的压缩性与膨胀性………………………………………………… 163
9. 4. 5 湿空气………………………………………………………………… 164
9. 4. 6 压缩空气的析水量……………………………………………………… 167
9. 5 理想气体的状态方程………………………………………………………… 167
9. 5. 1 理想气体的状态方程…………………………………………………… 167
9. 5. 2 气体状态变化过程……………………………………………………… 168
9. 6 气体的流动规律……………………………………………………………… 169
9. 6. 1 气体流动的基本方程…………………………………………………… 169
9. 6. 2 声速与马赫数…………………………………………………………… 169
9. 6. 3 气体在管道中的流动特性……………………………………………… 170
9. 6. 4 通流能力……………………………………………………………… 171
9. 6. 5 充气、放气温度与时间的计算………………………………………… 173
习题…………………………………………………………………………………… 175
第10 章 气源装置及气动辅助元件………………………………………………… 176
10. 1 气源装置……………………………………………………………………… 176
10. 1. 1 气动系统对压缩空气的要求及净化………………………………… 176
10. 1. 2 气源装置的组成和布置……………………………………………… 177
10. 1. 3 空压机类型及工作原理……………………………………………… 177
10. 1. 4 空气压缩机容量计算与选择………………………………………… 179
10. 1. 5 冷却器………………………………………………………………… 181
10. 1. 6 油水分离器…………………………………………………………… 182
10. 1. 7 储气罐………………………………………………………………… 182
10. 1. 8 干燥器………………………………………………………………… 183
10. 2 辅助元件……………………………………………………………………… 184
10. 2. 1 气动三大件…………………………………………………………… 184
10. 2. 2 其他辅件……………………………………………………………… 186
10. 2. 3 气源系统的管道设计………………………………………………… 188
习题…………………………………………………………………………………… 191
第11 章 气动控制元件………………………………………………………………… 192
11. 1 压力控制阀…………………………………………………………………… 192
11. 1. 1 减压阀………………………………………………………………… 192
11. 1. 2 安全阀(溢流阀) ……………………………………………………… 195
11. 1. 3 顺序阀………………………………………………………………… 195
11. 2 流量控制阀…………………………………………………………………… 196
11. 2. 1 排气节流阀…………………………………………………………… 196
11. 2. 2 柔性节流阀…………………………………………………………… 196
11. 2. 3 选择与作用…………………………………………………………… 197
11. 3 方向控制阀…………………………………………………………………… 197
11. 3. 1 分类…………………………………………………………………… 197
11. 3. 2 气压控制换向阀……………………………………………………… 203
11. 3. 3 电磁控制换向阀……………………………………………………… 203
11. 3. 4 单向型方向控制阀…………………………………………………… 205
11. 3. 5 方向控制阀的工作条件和性能指标………………………………… 207
11. 3. 6 方向控制阀的选用…………………………………………………… 208
11. 4 阀岛技术及其应用…………………………………………………………… 209
11. 4. 1 概述…………………………………………………………………… 209
11. 4. 2 第一代阀岛:带多针接口的阀岛……………………………………… 210
11. 4. 3 第二代阀岛:带现场总线的阀岛……………………………………… 211
11. 4. 4 第三代阀岛:可编程模块化阀岛……………………………………… 212
11. 4. 5 阀岛技术的应用……………………………………………………… 214
习题…………………………………………………………………………………… 215
第12 章 气动执行元件………………………………………………………………… 216
12. 1 概述…………………………………………………………………………… 216
12. 2 汽缸…………………………………………………………………………… 216
12. 2. 1 汽缸的分类…………………………………………………………… 216
12. 2. 2 普通汽缸……………………………………………………………… 217
12. 3 汽缸的设计和计算…………………………………………………………… 219
12. 3. 1 汽缸输出力计算……………………………………………………… 219
12. 3. 2 汽缸缸径计算………………………………………………………… 221
12. 3. 3 缸筒壁厚的计算……………………………………………………… 221
12. 3. 4 活塞杆的计算………………………………………………………… 222
12. 3. 5 耗气量计算…………………………………………………………… 222
12. 4 特殊汽缸……………………………………………………………………… 223
12. 4. 1 气液阻尼缸…………………………………………………………… 223
12. 4. 2 制动汽缸……………………………………………………………… 224
12. 4. 3 磁性开关汽缸………………………………………………………… 225
12. 4. 4 无杆汽缸……………………………………………………………… 227
12. 4. 5 其他汽缸……………………………………………………………… 228
12. 4. 6 汽缸的选择、安装使用与维护保养…………………………………… 230
12. 5 气马达………………………………………………………………………… 232
12. 5. 1 气马达的结构………………………………………………………… 232
12. 5. 2 气马达的特性………………………………………………………… 233
12. 5. 3 气马达的选用………………………………………………………… 233
习题…………………………………………………………………………………… 234
第13 章 气动基本回路………………………………………………………………… 235
13. 1 压力(力)控制回路………………………………………………………… 235
13. 1. 1 气源压力控制回路…………………………………………………… 235
13. 1. 2 工作压力控制回路…………………………………………………… 235
13. 2 速度控制回路………………………………………………………………… 236
13. 2. 1 单作用汽缸的速度控制回路………………………………………… 236
13. 2. 2 双作用汽缸的速度控制回路………………………………………… 237
13. 3 方向控制回路………………………………………………………………… 238
13. 3. 1 单作用汽缸回路……………………………………………………… 238
13. 3. 2 双作用汽缸回路……………………………………………………… 239
13. 4 转矩控制回路………………………………………………………………… 239
13. 4. 1 气马达转矩控制回路………………………………………………… 239
13. 4. 2 摆动马达转矩控制回路……………………………………………… 239
13. 5 常用回路……………………………………………………………………… 240
13. 5. 1 安全回路……………………………………………………………… 240
13. 5. 2 自动和手动并用回路………………………………………………… 242
13. 5. 3 气液联动回路………………………………………………………… 242
习题…………………………………………………………………………………… 244
第14 章 气动程序控制回路的设计………………………………………………… 245
14. 1 概述…………………………………………………………………………… 245
14. 1. 1 三种程序控制简介…………………………………………………… 245
14. 1. 2 行程程序的表示方式………………………………………………… 246
14. 1. 3 行程程序回路设计中的主要矛盾…………………………………… 248
14. 2 单往复程序的回路设计方法………………………………………………… 249
14. 2. 1 绘制“信号—动作状态图” …………………………………………… 250
14. 2. 2 判断障碍信号,消除障碍,确定执行信号……………………………… 252
14. 2. 3 绘制控制回路图……………………………………………………… 256
14. 2. 4 单控主控阀控制回路的设计方法…………………………………… 261
14. 2. 5 单气(或电)控主控阀的回路图绘制………………………………… 262
14. 3 多缸多往复行程程序回路设计……………………………………………… 264
14. 3. 1 画X - D 线图………………………………………………………… 264
14. 3. 2 判断和排除障碍……………………………………………………… 264
14. 3. 3 逻辑原理图的画法…………………………………………………… 265
14. 3. 4 气动控制回路图的画法……………………………………………… 265
14. 4 气动系统设计的主要内容及步骤…………………………………………… 266
14. 4. 1 明确工作要求………………………………………………………… 266
14. 4. 2 设计气控回路………………………………………………………… 266
14. 4. 3 选择、设计执行元件…………………………………………………… 267
14. 4. 4 选择控制元件………………………………………………………… 267
14. 4. 5 选择辅助元件………………………………………………………… 267
14. 4. 6 确定管道直径、计算压力损失………………………………………… 268
14. 4. 7 选择空压机…………………………………………………………… 268
习题…………………………………………………………………………………… 269
第15 章 气压传动系统设计实例…………………………………………………… 270
15. 1 一般气动控制系统的设计实例……………………………………………… 270
15. 1. 1 气动控制机械手设计实例…………………………………………… 270
15. 1. 2 自动调节病床部分气动控制装置设计实例…………………………… 272
15. 2 气动PLC 程序控制系统设计实例………………………………………… 273
15. 2. 1 系统概述……………………………………………………………… 274
15. 2. 2 机械结构……………………………………………………………… 274
15. 2. 3 程序设计……………………………………………………………… 276
附录 液压与气压传动常用图形符号………………………………………………… 287
参考文献………………………………………………………………………………… 292