液压与气动技术（第3版）

第 1章 液压传动和流体力学基础 1

1.1　液压传动的工作原理　1

1.1.1　液压传动的基本概念　1

1.1.2　液压传动的基本原理　1

1.1.3　液压与气动技术的工程应用　2

1.2　液压传动系统的组成及其元件

的总体布局　4

1.2.1　液压传动系统的组成　4

1.2.2　液压传动系统的图形符号　5

1.2.3　液压传动系统元件的总体

布局　5

1.3　液压传动系统的特点　6

1.3.1　液压传动系统的优点　6

1.3.2　液压传动系统的缺点　6

1.4　液压油　7

1.4.1　液压油的作用和种类　7

1.4.2　液压油的物理性质　7

1.4.3　液压油的选用　9

1.5　流体静力学基础　9

1.5.1　流体静压力及其特性　9

1.5.2　流体静力学基本方程及其

应用　10

1.6　流体动力学基础　12

1.6.1　基本概念　12

1.6.2　连续性方程及其应用　13

1.6.3　伯努利方程及其应用　14

1.7　液体在管道中的流动状态和压力

损失　15

1.7.1　液体的流动状态及其判别　16

1.7.2　液体在管中流动的压力

损失　17

1.8　液体流经孔口及缝隙的特性　18

1.8.1　液体流经孔口的流量-压差

特性　18

1.8.2　液体流经缝隙的流量-压差

特性　18

1.9　液压冲击及空穴现象　20

1.9.1　液压冲击　20

1.9.2　空穴现象　21

实验与实训　22

实验一　液压系统中工作压力形成的

原理　22

本章小结　24

思考与练习　25

第 2章　液压动力元件　27

2.1　液压泵的工作原理　27

2.1.1　容积式液压泵的工作原理　27

2.1.2　常用容积式液压泵　28

2.1.3　液压泵的主要性能和参数　28

2.1.4　液压泵与电动机参数的

选择　29

2.2　齿轮泵　31

2.2.1　外啮合齿轮泵　32

2.2.2　内啮合齿轮泵　34

2.3　叶片泵　35

2.3.1　双作用叶片泵　35

2.3.2　单作用叶片泵　36

2.3.3　限压式变量叶片泵　36

2.4　柱塞泵　38

2.4.1　径向柱塞泵　38

2.4.2　轴向柱塞泵　39

2.5　螺杆泵　40

2.6　常用液压泵的性能比较及

选用　41

实验与实训　42

实验二　液压泵性能实验　42

实验三　液压泵的拆装实验　46

本章小结　51

思考与练习　52

第3章　液压执行元件　53

3.1　液压缸　53

3.1.1　液压缸的作用、类型和

特点　53

3.1.2　活塞式液压缸　53

3.1.3　柱塞式液压缸　56

3.1.4　增压缸　56

3.1.5　摆动式液压缸　57

3.2　液压缸的典型结构和组成　57

3.2.1　液压缸的典型结构　57

3.2.2　液压缸的组成　57

3.3　液压马达　59

3.3.1　液压马达的特点及类型　59

3.3.2　液压马达的工作原理　60

3.3.3　液压马达职能符号　60

3.3.4　液压马达的性能参数　61

本章小结　61

思考与练习　62

第4章　液压控制元件与液压基本

回路　64

4.1　液压阀与液压基本回路概述　64

4.1.1　液压阀的类型　64

4.1.2　液压阀的性能参数　65

4.1.3　液压阀的基本要求　65

4.2　方向控制阀与方向控制回路　65

4.2.1　单向阀　66

4.2.2　换向阀　67

4.2.3　方向控制回路　74

4.3　压力控制阀与压力控制回路　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　81

4.3.5　压力控制回路　82

4.3.6　压力控制阀常见故障及其排除

方法　87

4.4　流量控制阀及速度控制回路　88

4.4.1　节流阀　88

4.4.2　调速阀　90

4.4.3　速度控制回路　90

4.5　其他液压控制阀　95

4.5.1　插装阀　95

4.5.2　叠加阀　96

4.5.3　电液伺服阀　98

4.5.4　电液比例控制阀　99

4.6　多缸工作控制回路　102

4.6.1　同步回路　102

4.6.2　顺序动作回路　103

4.6.3　多执行元件互不干扰回路　104

4.7　液压马达的其他回路　105

实验与实训　106

实验四　液压阀的拆装实验　106

实验五　溢流阀静、动态性能

实验　109

实验六　节流调速性能实验　112

实验七　容积调速性能实验　115

实验八　液压基本回路及组装

实验　120

本章小结　125

思考与练习　126

第5章　液压辅助元件　130

5.1　油箱　130

5.2　冷却器和加热器　132

5.3　滤油器　133

5.4　密封装置　135

5.5　蓄能器　136

5.6　油管及管接头　137

本章小结　138

思考与练习　138

第6章　典型液压系统分析　139

6.1　组合机床动力滑台液压系统　139

6.1.1　YT4543型液压动力滑台液压

系统　139

6.1.2　YT4543型动力滑台液压系统

的工作原理　139

6.1.3　YT4543型动力滑台液压系统

的特点　141

6.2　180t钣金冲床液压系统　141

6.2.1　概述　141

6.2.2　180t钣金冲床液压系统的工作

原理　143

6.2.3　180t钣金冲床液压系统的

特点　143

6.3　“穿地龙”机器人液压控制

系统　144

6.3.1　“穿地龙”机器人主机功能

结构　144

6.3.2　“穿地龙”机器人液压控制系统

及其工作原理　145

6.3.3　“穿地龙”机器人液压控制系统

的特点　146

6.4　塑料注射成形机液压系统　146

6.4.1　概述　146

6.4.2　SZ-250A型注塑机液压系统

工作原理　146

6.4.3　SZ-250A型注塑机液压系统的特点　150

6.5　油罐封头双动拉深液压机

系统　150

6.5.1　主机功能结构　150

6.5.2　液压系统及其工作原理　151

6.5.3　液压系统的特点　153

6.6　液压传动系统常见故障及其

排除　154

6.6.1　液压系统的工作压力失常，

压力上不去　154

6.6.2　欠速　155

6.6.3　液压元件常见故障与排除　155

本章小结　159

思考与练习　159

第7章　气压传动技术　162

7.1　气压传动概述　162

7.1.1　气压传动系统的工作原理及

组成　162

7.1.2　气压传动系统的特点　163

7.2　气源装置及辅助元件　163

7.2.1　气源装置　164

7.2.2　气动辅助元件　166

7.3　气动执行元件　171

7.3.1　气缸　171

7.3.2　气动马达　173

7.4　气动控制元件　174

7.4.1　方向控制阀　174

7.4.2　流量控制阀　177

7.4.3　压力控制阀　178

7.4.4　逻辑控制阀　180

7.5　真空元件　182

7.5.1　真空发生器　182

7.5.2　真空吸盘　183

7.5.3　真空减压阀　184

7.5.4　真空开关　185

7.5.5　真空回路　185

7.6　气动基本回路　186

7.6.1　方向控制回路　186

7.6.2　速度控制回路　187

7.6.3　压力控制回路　188

7.6.4　顺序动作回路　189

7.6.5　安全保护回路　190

7.7　气压传动系统实例　191

7.7.1　数控加工中心换刀系统　191

7.7.2　气液动力滑台　192

7.7.3　公共汽车车门气压传动

系统　193

7.7.4　气动机械手控制系统　193

7.8　PLC在气压传动系统的

应用　195

7.8.1　气动打孔机PLC控制

系统　195

7.8.2　气动搬运机械手PLC控制

系统　197

实验与实训　200

实验九　气动元件认识和气动回路

实验　200

本章小结　201

思考与练习　202

附录　常用液压图形符号　204

参考文献　2112100433B

全书共分7章，内容包括液压传动和流体力学基础、液压动力元件、液压执行元件、液压控制元件与液压基本回路、液压辅助元件、典型液压系统分析、气压传动技术等，书中以二维码扫描的形式插入大量的动画或视频，章后附有小结及复习思考题，便于读者学习。

人民邮电出版社教材

书名　液压与气动技术(第2版)(工业和信息化高职高专“十二五”规划教材立项项目)

丛书名　高等职业院校机电类“十二五”规划教材·精品系列

标准书号　

作者　毛好喜 刘青云 主编

责任编辑　潘新文

印张　14

字数　349 千字

装帧　平装

版次　第2版第1次

二版时间　2012年4月

本 印 次　2012年4月

首印数　-- 册

定价　29.80 元

第1章　液压传动和流体力学基础　1

1.1　液压传动的工作原理　1

1.1.1　液压传动的基本概念　1

1.1.2　液压传动的基本原理　1

1.1.3　液压与气动技术的工程应用　2

1.2　液压传动系统的组成及其元件的总体布局　4

1.2.1　液压传动系统的组成　4

1.2.2　液压传动系统的图形符号　5

1.2.3　液压传动系统元件的总体布局　5

1.3　液压传动系统的特点　6

1.3.1　液压传动系统的优点　6

1.3.2　液压传动系统的缺点　7

1.4　液压油　7

1.4.1　液压油的作用和种类　7

1.4.2　液压油的物理性质　8

1.4.3　液压油的选用　9

1.5　流体静力学基础　10

1.5.1　流体静压力及其特性　10

1.5.2　流体静力学基本方程及其应用　11

1.6　流体动力学基础　13

1.6.1　基本概念　13

1.6.2　连续性方程及其应用　14

1.6.3　伯努利方程及其应用　14

1.7　液体在管道中的流动状态和压力损失　16

1.7.1　液体的流动状态及其判别　16

1.7.2　液体在管中流动的压力损失　17

1.8　液体流经孔口及缝隙的特性　19

1.8.1　液体流经孔口的流量—压差特性　19

1.8.2　液体流经缝隙的流量—压差特性　19

1.9　液压冲击及空穴现象　21

1.9.1　液压冲击　21

1.9.2　空穴现象　22

实验与实训　23

实验一　液压系统中工作压力形成的原理　23

本章小结　26

思考与练习　26

第2章　液压动力元件　28

2.1　液压泵的工作原理　28

2.1.1　容积式液压泵的工作原理　28

2.1.2　常用容积式液压泵　29

2.1.3　液压泵的主要性能和参数　29

2.1.4　液压泵与电动机参数的选择　30

2.2　齿轮泵　32

2.2.1　外啮合齿轮泵　33

2.2.2　内啮合齿轮泵　35

2.3　叶片泵　36

2.3.1　双作用叶片泵　36

2.3.2　单作用叶片泵　37

2.3.3　限压式变量叶片泵　38

2.4　柱塞泵　39

2.4.1　径向柱塞泵　40

2.4.2　轴向柱塞泵　41

2.5　螺杆泵　42

2.6　常用液压泵的性能比较及选用　43

实验与实训　43

实验二　液压泵性能实验　43

实验三　液压泵的拆装实验　48

本章小结　53

思考与练习　53

第3章　液压执行元件　55

3.1　液压缸　55

3.1.1　液压缸的作用、类型和特点　55

3.1.2　活塞式液压缸　55

3.1.3　柱塞式液压缸　58

3.1.4　增压缸　58

3.1.5　摆动式液压缸　59

3.2　液压缸的典型结构和组成　59

3.2.1　液压缸的典型结构　59

3.2.2　液压缸的组成　60

3.3　液压马达　62

3.3.1　液压马达的特点及类型　62

3.3.2　液压马达的工作原理　63

3.3.3　液压马达职能符号　63

3.3.4　液压马达的性能参数　63

本章小结　64

思考与练习　65

第4章　液压控制元件与液压基本回路　66

4.1　液压阀与液压基本回路概述　66

4.1.1　液压阀的类型　66

4.1.2　液压阀的性能参数　67

4.1.3　液压阀的基本要求　67

4.2　方向控制阀与方向控制回路　68

4.2.1　单向阀　68

4.2.2　换向阀　69

4.2.3　方向控制回路　76

4.3　压力控制阀与压力控制回路　78

4.3.1　溢流阀　78

4.3.2　减压阀　81

4.3.3　顺序阀　83

4.3.4　压力继电器　83

4.3.5　压力控制回路　85

4.3.6　压力控制阀常见故障及其排除方法　90

4.4　流量控制阀及速度控制回路　91

4.4.1　节流阀　91

4.4.2　调速阀　92

4.4.3　速度控制回路　93

4.5　其他液压控制阀　98

4.5.1　插装阀　98

4.5.2　叠加阀　99

4.5.3　电液伺服阀　100

4.5.4　电液比例控制阀　102

4.6　多缸工作控制回路　105

4.6.1　同步回路　105

4.6.2　顺序动作回路　106

4.6.3　多执行元件互不干扰回路　107

4.7　液压马达的其他回路　108

实验与实训　109

实验四　液压阀的拆装实验　109

实验五　溢流阀静、动态性能实验　112

实验六　节流调速性能实验　115

实验七　容积调速性能实验　118

实验八　液压基本回路及组装实验　124

本章小结　129

思考与练习　130

第5章　液压辅助元件　134

5.1　油箱　134

5.2　冷却器和加热器　136

5.3　滤油器　137

5.4　密封装置　139

5.5　蓄能器　140

5.6　油管及管接头　141

本章小结　143

思考与练习　143

第6章　典型液压系统分析　144

6.1　组合机床动力滑台液压系统　144

6.1.1　YT4543型液压动力滑台液压系统　144

6.1.2　YT4543型动力滑台液压系统的工作原理　145

6.1.3　YT4543型动力滑台液压系统的特点　146

6.2　180t钣金冲床液压系统　147

6.2.1　概述　147

6.2.2　180t钣金冲床液压系统的工作原理　147

6.2.3　180t钣金冲床液压系统的特点　148

6.3　“穿地龙”机器人液压控制系统　149

6.3.1　“穿地龙”机器人主机功能结构　149

6.3.2　“穿地龙”机器人液压控制系统及其工作原理　150

6.3.3　“穿地龙”机器人液压控制系统的特点　151

6.4　塑料注射成形机液压系统　151

6.4.1　概述　151

6.4.2　SZ-250A型注塑机液压系统工作原理　151

6.4.3　SZ-250A型注塑机液压系统的特点　155

6.5　油罐封头双动拉深液压机系统　155

6.5.1　主机功能结构　155

6.5.2　液压系统及其工作原理　156

6.5.3　液压系统的特点　158

6.6　液压传动系统常见故障及其排除　159

6.6.1　液压系统的工作压力失常，压力上不去　159

6.6.2　欠速　160

6.6.3　液压元件常见故障与排除　161

本章小结　164

思考与练习　165

第7章　气压传动技术　168

7.1　气压传动概述　168

7.1.1　气压传动系统的工作原理及组成　168

7.1.2　气压传动系统的特点　169

7.2　气源装置及辅助元件　169

7.2.1　气源装置　170

7.2.2　气动辅助元件　172

7.3　气动执行元件　177

7.3.1　气缸　177

7.3.2　气马达　180

7.4　气动控制元件　180

7.4.1　方向控制阀　181

7.4.2　流量控制阀　184

7.4.3　压力控制阀　184

7.4.4　逻辑控制阀　187

7.5　真空元件　189

7.5.1　真空发生器　189

7.5.2　真空吸盘　190

7.5.3　真空减压阀　191

7.5.4　真空开关　191

7.5.5　真空回路　191

7.6　气动基本回路　192

7.6.1　方向控制回路　193

7.6.2　速度控制回路　194

7.6.3　压力控制回路　194

7.6.4　顺序动作回路　195

7.6.5　安全保护回路　196

7.7　气压传动系统实例　197

7.7.1　数控加工中心换刀系统　197

7.7.2　气液动力滑台　199

7.7.3　公共汽车车门气压传动系统　199

7.7.4　气动机械手控制系统　200

实验与实训　201

实验九　气动元件认识和气动回路实验　201

实验十　双缸全气控行程顺序动作回路设计　203

本章小结　206

思考与练习　207

附录　常用液压图形符号　209

参考文献　216

本书第2版自2008年问世至今已经走过6个年头，承蒙很多高校材料力学教学第一线的老师和同学以及业余读者的关爱和支持，已经连续印刷了10次。 2012年获得清华大学优秀教材特等奖；同年，相应的教学成果获得北京市高等学校优秀教学成果一等奖。2012年本书第3版被列入 “十二五”普通高等教育本科国家级规划教材；2013年被批准为清华大学“985”三期名优教材建设项目立项。

最近的6年里，著者秉承不断提高课程重量、着力培养学生创新思维能力的教育与教学理念，先后在清华大学、南京航空航天大学、北京工业大学以及北京邮电大学从事“材料力学”研究型教学的研究与实践，坚持全过程讲授这门课程，授课对象每年约200名。在同事和同学们的支持与帮助下，对于教育和教学改革又有了一些新的体会和收获。材料力学（第3版）将着重反映6年来我们在研究型教学方面所取得的成果。主要有: 怎样在基于普遍提高教学质量的基础上，培养学生的创新思维能力；怎样提高课程的吸引力，增强课程教学的学术性；怎样挖掘基本教学内容的深度；怎样对传统内容中的某些概念、理论和方法加以改革和更新，突出挑战性。基于此，本书第3版修订的主要内容有以下几方面。

第一，调整了部分章节，将材料的力学性能从“第2章 轴向载荷作用下杆件的材料力学问题”中独立出来，形成“第3章 常温静载下材料的力学性能”； 重写了“剪力图与弯矩图”作为第6章；将原来的第6章分为3章: “第7章 平面弯曲正应力分析与强度设计”和“第8章 弯曲剪应力分析与弯曲中心的概念”以及“第9章 斜弯曲、弯曲与拉伸或压缩同时作用时的应力计算与强度设计”；将原来的第8章分为: “ 应力状态与应变状态分析”和“一般应力状态下的强度设计准则及其工程应用”，分别列为第11章和12章；将原来的12章也分为两章: “动载荷与动应力概述”和“疲劳强度与构件寿命估算概述”，分别列为第16章和第17章。

第二，增加了部分教学内容，主要有: 部分非金属材料的力学性能；梁的位移叠加法中的逐段刚化法；应变分析；细长压杆实验结果；线性累积损伤与疲劳寿命估算等。

第三，将力系简化的方法引入横截面的内力分析，改革传统剪力图与弯矩图的画法。

第四，正确处理变形与位移概念的联系与区别，将确定梁的转角和挠度的章节名改为“梁的位移分析与刚度设计”。

第五，在部分章节引入“反问题”: 相对于正问题，反问题的解答不是唯一的，通过对于反问题的思考，一方面可以加深对于正问题的理解；另一方面可以激励创新思维。

第六，在部分章节设计了“开放式思维案例”作为学生课外学习和研究的资源。最近几年的教学实践表明，这对于刺激思维鼓励创新是一种有效的措施。材料力学（第3版）第七，增加了若干工程案例以及灾难性工程事故的力学解析。

第八，增加和改变了部分例题和习题。

随着课程研究型教学在更多高校开展、深入和发展，材料力学的课程教学以及教材建设还会遇到一些新问题，我们将一如既往地坚持“在教学中研究，在研究中教学”，以不断提高人才培养质量为己任，在教学实践的基础上，不断提高材料力学教材的质量。

这一版的初稿于2012年下半年—2013年上半年在国内完成；2013年7—8月在加拿大多伦多定稿。定稿期间，得到旅加的赵渊先生和范心明女士的大力支持和协助，在本书出版之际，著者谨表诚挚谢意。

诚挚地感谢广大读者对本书的关爱，希望大家对本书的缺点和不足提出宝贵意见。

范钦珊2014.1.11