液壓氣動系統經典設計實例（簡體書）

《液壓氣動系統經典設計實例》選取有代表性的液壓氣動系統設計實例(包含多種基本回路並涵蓋了液壓傳動及控制系統、氣動系統的多種應用領域)，詳細介紹了液壓與氣動系統的設計方法。重點分析液壓氣動系統的設計步驟、總結設計經驗，計算、驗算過程詳細、具體，數據準確、可靠，實用性強。
本書可供液壓與氣動工程技術人員設計液壓與氣動系統時參考和借鑒，也作為工科院校機械、自動化相關專業教學、課程設計、畢業設計及液壓氣動技術培訓機構的參考教材。

李松晶，哈爾濱工業大學，教授、博導、教學主任，多年從事流體傳動及控制專業的教學及科研工作，主講過《液壓傳動》、《液壓元件及系統設計》、《現代液壓元件概論》等課程，指導本專業課程設計、畢業設計及研究生，參加編寫了高教出版社出版的《液壓與氣壓傳動》網絡教材，完成了多項本專業的科研課題，其中包括黑龍江省自然科學基金資助的“新型節能電液換向轉閥的研究”項目，浙江大學流體傳動及控制國家重點實驗室開放基金資助的“新型電磁換向閥的研究”項目，哈爾濱工業大學校基金資助的“新型磁流變流體溢流閥的研究”課題，黑龍江省博士後基金資助的“磁流體密封及磁流變流體氣動位置伺服控制裝置的研究”課題，以及國家自然科學基金資助的“磁流體改善射流管伺服閥性能的機理研究”課題。2003年8月-2004年9月，在英國巴斯大學做訪問學者期間，完成了“液壓管路動態壓力脈動分析”的研究課題。在國內外刊物上發表論文50餘篇，其中多篇被SCI、EI及ISTP收錄。

《液壓氣動系統經典設計實例》為哈爾濱工業大學流體控制與自動化教研室全體老師集體智慧結晶，結合其日常教學和科研項目、課題經驗精心編撰而成，亦為哈工大指定教學用書。
《液壓氣動系統經典設計實例》主要介紹液壓與氣動系統的設計方法、步驟和技巧，內容系統先進實用，實例經典、有代表性。
《液壓氣動系統經典設計實例》可供液壓與氣動工程技術人員設計液壓與氣動系統時參考和借鑒，也可作為工科院校機械相關專業教學、課程設計、畢業設計等的參考書。

第1章液壓系統設計方法及設計步驟1

1.1產品的生命週期與液壓系統設計原則1

1.1.1產品的生命週期1

1.1.2液壓系統的設計原則2

1.2液壓系統設計方法3

1.2.1經驗設計方法3

1.2.2計算機仿真設計方法3

1.2.3優化設計方法3

1.3液壓系統設計流程4

1.4液壓傳動系統的設計步驟5

1.4.1明確液壓系統的設計要求5

1.4.2進行工況分析6

1.4.3初步確定液壓系統方案9

1.4.4確定液壓系統的主要技術參數9

1.5擬訂液壓系統原理圖13

1.5.1確定系統類型13

1.5.2選擇液壓基本回路13

1.5.3由基本回路組成液壓系統14

1.6選擇液壓元件14

1.6.1液壓泵的選擇14

1.6.2選擇驅動液壓泵的電動機16

1.6.3液壓閥的選擇16

1.6.4輔助元件的選擇和設計17

1.7驗算液壓系統的性能22

1.7.1壓力損失的驗算22

1.7.2系統發熱溫升的驗算28

1.8液壓控制系統的設計步驟29

1.8.1明確液壓控制系統設計要求29

1.8.2進行工況分析30

1.8.3選擇控制方案，擬訂控制系統原理圖30

1.8.4靜態分析（確定液壓控制系統主要技術參數）31

1.8.5動態分析35

1.8.6校核控制系統性能35

1.8.7設計液壓油源及輔助裝置35

1.9液壓系統的計算機輔助設計軟件35

1.9.1Bathfp36

1.9.2AMESim37

1.9.3MSC.EASY537

1.9.4Flowmaster38

1.10設計液壓系統時應注意的問題40



第2章組合機床動力滑台液壓系統設計41

2.1組合機床動力滑台液壓系統的設計要求41

2.1.1組合機床組成及工作原理41

2.1.2組合機床動力滑台的工作要求42

2.1.3本設計實例的設計參數和技術要求43

2.2工況分析44

2.2.1確定執行元件44

2.2.2動力分析44

2.2.3運動分析46

2.2.4負載循環圖和速度循環圖的繪製47

2.3確定主要技術參數48

2.3.1初選液壓缸工作壓力48

2.3.2確定液壓缸主要尺寸48

2.3.3計算最大流量49

2.4擬訂液壓系統原理圖51

2.4.1速度控制回路的選擇51

2.4.2換向和速度換接回路的選擇51

2.4.3油源的選擇和能耗控制52

2.4.4壓力控制回路的選擇53

2.5液壓元件的選擇54

2.5.1確定液壓泵和電動機規格54

2.5.2閥類元件和輔助元件的選擇56

2.5.3油管的選擇57

2.5.4油箱的設計58

2.6驗算液壓系統性能59

2.6.1壓力損失驗算及液壓閥調整值的確定59

2.6.2油液溫升驗算61

2.7設計經驗總結62



第3章叉車工作裝置液壓系統設計63

3.1叉車液壓系統的設計要求63

3.1.1叉車的結構及基本技術指標63

3.1.2叉車的工作裝置65

3.1.3叉車液壓系統的組成及原理66

3.1.4叉車對液壓系統的工作要求68

3.1.5本設計實例的設計參數及技術要求68

3.2初步確定液壓系統方案和主要技術參數69

3.2.1確定起升液壓系統的設計方案和技術參數69

3.2.2確定傾斜液壓系統的設計方案和技術參數71

3.2.3系統工作壓力的確定73

3.3擬訂液壓系統原理圖73

3.3.1起升系統的設計74

3.3.2傾斜系統的設計75

3.3.3方向控制回路的設計75

3.3.4供油方式77

3.4選擇液壓元件77

3.4.1液壓泵的選擇78

3.4.2電動機的選擇78

3.4.3液壓閥的選擇80

3.4.4管路的選擇80

3.4.5油箱的設計81

3.4.6其他輔件的選擇81

3.5驗算液壓系統性能82

3.5.1壓力損失驗算82

3.5.2系統溫升驗算83

3.6設計經驗總結83



第4章鬥輪堆取料機鬥輪驅動液壓系統設計84

4.1鬥輪堆取料機液壓系統的設計要求84

4.1.1鬥輪堆取料機的結構84

4.1.2鬥輪堆取料機工作裝置液壓系統85

4.1.3鬥輪堆取料機的工作要求86

4.1.4鬥輪驅動液壓系統的設計要求88

4.1.5本設計實例的設計參數89

4.2工況分析89

4.2.1切割阻力矩T圓的確定89

4.2.2鬥輪邊緣切向速度v的確定90

4.3初步確定設計方案91

4.3.1電動機和減速器驅動方式91

4.3.2液壓馬達和減速器驅動方式91

4.3.3低速大扭矩液壓馬達驅動方式92

4.4擬訂液壓系統原理圖92

4.5確定主要技術參數94

4.5.1確定工作壓力94

4.5.2確定背壓94

4.5.3計算液壓馬達的排量95

4.6選擇液壓元件95

4.6.1鬥輪驅動液壓馬達的選擇95

4.6.2主液壓泵的選擇96

4.6.3補油泵的選擇97

4.6.4驅動電動機的選擇98

4.6.5溢流閥的選擇99

4.6.6管道尺寸的確定99

4.7油箱和集成塊的設計101

4.7.1油箱的設計計算101

4.7.2集成塊的設計103

4.8液壓系統發熱溫升的計算104

4.8.1液壓系統發熱功率的計算104

4.8.2液壓系統散熱功率的計算106

4.8.3冷卻器選型107

4.9設計經驗總結109



第5章高爐料流調節閥電液控制系統設計110

5.1高爐料流調節閥電液控制系統的設計要求110

5.1.1高爐煉鐵流程110

5.1.2放料機構110

5.1.3料流調節閥的控制方式113

5.1.4高爐料流調節閥驅動系統的設計要求113

5.1.5本設計實例的設計參數和技術要求114

5.2選擇控制方案，擬訂控制系統原理圖116

5.2.1選擇控制方案116

5.2.2擬訂控制系統原理圖116

5.3工況分析117

5.3.1運動分析117

5.3.2動力分析119

5.3.3負載軌跡122

5.4靜態分析（確定主要參數）123

5.4.1供油壓力的選擇123

5.4.2液壓缸參數確定123

5.4.3伺服閥的選擇124

5.4.4反饋裝置的選擇125

5.5動態分析126

5.5.1液壓固有頻率的計算126

5.5.2液壓阻尼比的計算128

5.5.3系統傳遞函數及方塊圖128

5.5.4開環增益Kv的確定129

5.5.5進行仿真分析132

5.6液壓油源和輔助裝置原理圖的擬訂134

5.6.1裕度設計134

5.6.2鎖緊及限速135

5.6.3過濾及冷卻135

5.7液壓油源和輔助裝置的元件選擇137

5.7.1液壓泵和電動機的選擇138

5.7.2液壓閥的選擇139

5.7.3輔助元件的選擇139

5.8設計經驗總結141



第6章火箭炮方向機電液控制系統設計142

6.1火箭炮方向機電液控制系統的設計要求142

6.1.1火箭炮組成142

6.1.2火力控制系統的控制方式143

6.1.3高低機和方向機的工作要求144

6.1.4本設計實例的設計參數144

6.2選擇控制方案，擬訂控制系統原理圖144

6.2.1控制系統類型的選擇145

6.2.2控制方式的選擇145

6.2.3擬訂控制系統原理圖145

6.3工況分析146

6.3.1運動分析146

6.3.2動力分析148

6.4靜態分析（確定主要參數）149

6.4.1負載軌跡149

6.4.2動力機構特性曲線150

6.4.3負載匹配151

6.4.4伺服閥的選擇152

6.4.5伺服閥傳遞函數153

6.4.6反饋裝置的選擇154

6.5動態分析154

6.5.1液壓固有頻率的計算154

6.5.2液壓阻尼比的計算155

6.5.3建立數學模型155

6.5.4繪製系統框圖156

6.5.5開環增益Kv的確定157

6.5.6進行仿真分析157

6.6校核系統誤差160

6.6.1輸入信號引起誤差160

6.6.2幹擾信號引起誤差160

6.7設計校正裝置161

6.8液壓油源和輔助裝置的設計164

6.9設計經驗總結165



第7章氣動系統設計方法及設計步驟166

7.1氣動系統的設計原則166

7.2氣動系統的設計方法167

7.2.1系統分析設計方法167

7.2.2經驗設計方法167

7.2.3計算機仿真設計方法168

7.2.4優化設計方法168

7.3氣動系統設計流程168

7.4氣動系統設計步驟169

7.4.1明確氣動系統的設計要求170

7.4.2工況分析171

7.4.3初步確定氣動系統方案173

7.4.4確定氣動系統的主要技術參數173

7.5氣動系統原理圖設計174

7.5.1選擇氣動基本回路174

7.5.2由回路組成氣動系統175

7.6確定氣動元件175

7.6.1氣動執行元件的確定175

7.6.2氣動控制元件的確定183

7.6.3氣源裝置選型184

7.6.4氣動輔助元件選擇185

7.7氣動系統設計時應注意的問題187



第8章工件夾緊氣動系統設計188

8.1工件夾緊氣動系統的設計要求188

8.1.1工件夾緊氣動系統的工作要求188

8.1.2設計參數和技術要求189

8.2工況分析189

8.2.1確定執行元件189

8.2.2運動分析189

8.2.3動力分析190

8.3確定主要技術參數191

8.3.1確定工作壓力191

8.3.2確定氣缸安裝、潤滑形式191

8.3.3確定氣缸主要尺寸191

8.4擬訂氣動系統原理圖192

8.5氣動元件選擇193

8.5.1氣動閥類元件選擇193

8.5.2輔助元件選擇195

8.5.3確定管路直徑195

8.6設計經驗總結196



第9章氣動計量系統設計197

9.1氣動計量系統的設計要求197

9.1.1氣動計量系統組成及工作原理197

9.1.2氣動計量系統的工作要求198

9.1.3設計參數和技術要求198

9.2工況分析198

9.2.1確定執行元件198

9.2.2動力分析198

9.2.3運動分析198

9.3確定主要技術參數199

9.3.1確定工作壓力199

9.3.2確定氣缸主要尺寸200

9.3.3確定氣缸安裝形式與潤滑形式200

9.3.4確定活塞杆上的輸出力201

9.3.5活塞杆的壓杆穩定性計算201

9.3.6缸筒壁厚的計算202

9.3.7緩衝計算202

9.3.8耗氣量的計算203

9.4擬訂氣動系統原理圖204

9.4.1基本回路設計204

9.4.2氣動計量系統205

9.5主要氣動元件選擇207

9.5.1閥類元件選擇207

9.5.2輔助元件選擇208

9.5.3確定管路直徑209

9.6設計經驗總結209



第10章氣動助力器氣動系統設計210

10.1氣動助力器氣動系統設計流程210

10.2氣動助力器系統設計要求211

10.2.1氣動助力器系統組成及工作原理211

10.2.2氣動助力器系統的工作要求212

10.2.3設計參數和技術要求212

10.3氣動助力器工況分析212

10.3.1運動分析212

10.3.2負載分析213

10.3.3確定執行元件213

10.4氣動助力器氣動系統參數確定和其他功能要求213

10.4.1確定工作壓力213

10.4.2確定主要參數213

10.4.3其他功能要求213

10.5氣動助力器氣動系統原理圖繪製214

10.5.1氣動助力器工作狀態214

10.5.2氣動助力器手動暫停狀態215

10.5.3氣動助力器斷氣保護狀態215

10.6氣動助力器氣動系統元件選型216

10.6.1氣缸選型216

10.6.2減壓閥選型216

10.6.3管道和其他元件選型217

10.6.4氣泵選型219

10.7設計經驗總結219



參考文獻220