《液壓氣動系統(tǒng)經典設計實例》選取有代表性的液壓氣動系統(tǒng)設計實例（包含多種基本回路并涵蓋了液壓傳動及控制系統(tǒng)、氣動系統(tǒng)的多種應用領域），詳細介紹了液壓與氣動系統(tǒng)的設計方法。重點分析液壓氣動系統(tǒng)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(tǒng)時參考和借鑒，也作為工科院校機械、自動化相關專業(yè)教學、課程設計、畢業(yè)設計及液壓氣動技術培訓機構的參考教材。
《液壓氣動系統(tǒng)經典設計實例》為哈爾濱工業(yè)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(tǒng)經典設計實例》主要介紹液壓與氣動系統(tǒng)的設計方法、步驟和技巧，內容系統(tǒng)先進實用，實例經典、有代表性。
《液壓氣動系統(tǒng)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(tǒng)時參考和借鑒，也可作為工科院校機械相關專業(yè)教學、課程設計、畢業(yè)設計等的參考書。
液壓技術由于具有功率重量比大、響應速度快、易于實現標準化和自動化等特點，在工農業(yè)生產、航空航天以及國防建設等領域得到了廣泛應用。氣動系統(tǒng)由于具有環(huán)境適應性強、污染小且容易實現等特點，在制造行業(yè)及自動化生產領域也有著廣泛的應用。液壓與氣動技術為國民經濟和社會生產力的發(fā)展發(fā)揮了重要的作用。本書所介紹的各液壓與氣動系統(tǒng)設計實例可作為工程技術人員和研究機構設計液壓與氣動系統(tǒng)的參考和借鑒，也可作為流體控制及自動化專業(yè)教學環(huán)節(jié)中的參考書和教材。經參數變換和任務量擴展，本書中各設計實例和設計方法及步驟能夠成為很好的課程大作業(yè)、課程設計和畢業(yè)設計的題目及參考。
本書設計實例的選擇盡可能包含多種形式的液壓與氣動系統(tǒng)，涵蓋液壓傳動系統(tǒng)及液壓控制系統(tǒng)、氣動系統(tǒng)及其多種應用領域。本書選擇了組合機床動力滑臺液壓系統(tǒng)、叉車工作裝置液壓系統(tǒng)、斗輪堆取料機斗輪驅動液壓系統(tǒng)3個典型的液壓傳動系統(tǒng)以及高爐料流調節(jié)閥電液控制系統(tǒng)和火箭炮方向機電液控制系統(tǒng)2個典型的液壓控制系統(tǒng)設計實例和工件夾緊氣動系統(tǒng)、氣動計量系統(tǒng)、氣動助力器系統(tǒng)3個典型的氣動系統(tǒng)實例。
本書共分10章，前6章為液壓部分，后4章為氣動部分，主要由哈爾濱工業(yè)大學流體控制及自動化教研室的各位老師編寫而成。其中第1章和第3章由李松晶老師聯(lián)合哈爾濱理工大學機械動力工程學院王曉晶老師共同編寫，第2章由姜繼海老師編寫，第4章由王廣懷老師編寫，第5章由聶伯勛老師編寫，第6章由徐本洲老師編寫，第7章由張彪老師編寫，第8章由李軍老師編寫，第9章由張彪和李軍老師共同編寫，第10章由向東老師編寫。全書由包鋼老師統(tǒng)稿和審定。
在本書的編寫過程中，得到了哈爾濱工業(yè)大學流體控制及自動化系領導、同事及兄弟院系同事的大力支持和幫助。在書稿整理過程中，溫悅、欒家富、潘達宇、張凌瑋、張菇、劉吉曉、劉旭玲、張圣卓、彭敬輝、曾文、張亮、李洪洲、曹俊章、張振、韓哈斯敖其爾等協(xié)助完成了查找資料、繪圖以及文字處理等工作。在此一并表示衷心的感謝。
由于作者水平所限，書中難免會有疏漏之處，敬請廣大讀者予以批評和指正。
編者
李松晶，哈爾濱工業(yè)大學，教授、博導、教學主任，多年從事流體傳動及控制專業(yè)的教學及科研工作，主講過《液壓傳動》、《液壓元件及系統(tǒng)設計》、《現代液壓元件概論》等課程，指導本專業(yè)課程設計、畢業(yè)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(yè)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(jié)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(yè)大學�；鹳Y助的“新型磁流變流體溢流閥的研究”課題，黑龍江省博士后基金資助的“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(tài)壓力脈動分析”的研究課題。在國內外刊物上發(fā)表論文50余篇，其中多篇被SCI、EI及ISTP收錄。
第1章液壓系統(tǒng)設計方法及設計步驟1
1.1產品的生命周期與液壓系統(tǒng)設計原則1
1.1.1產品的生命周期1
1.1.2液壓系統(tǒng)的設計原則2
1.2液壓系統(tǒng)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(yōu)化設計方法3
1.3液壓系統(tǒng)設計流程4
1.4液壓傳動系統(tǒng)的設計步驟5
1.4.1明確液壓系統(tǒng)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(tǒng)方案9
1.4.4確定液壓系統(tǒng)的主要技術參數9
1.5擬訂液壓系統(tǒng)原理圖13
1.5.1確定系統(tǒng)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(tǒng)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(tǒng)的性能22
1.7.1壓力損失的驗算22
1.7.2系統(tǒng)發(fā)熱溫升的驗算28
1.8液壓控制系統(tǒng)的設計步驟29
1.8.1明確液壓控制系統(tǒng)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(tǒng)原理圖30
1.8.4靜態(tài)分析（確定液壓控制系統(tǒng)主要技術參數）31
1.8.5動態(tài)分析35
1.8.6校核控制系統(tǒng)性能35
1.8.7設計液壓油源及輔助裝置35
1.9液壓系統(tǒng)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(tǒng)時應注意的問題40
第2章組合機床動力滑臺液壓系統(tǒng)設計41
2.1組合機床動力滑臺液壓系統(tǒng)的設計要求41
2.1.1組合機床組成及工作原理41
2.1.2組合機床動力滑臺的工作要求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(zhí)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(huán)圖和速度循環(huán)圖的繪制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(tǒng)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(guī)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(tǒng)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(tǒng)設計63
3.1叉車液壓系統(tǒng)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(tǒng)的組成及原理66
3.1.4叉車對液壓系統(tǒng)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(tǒng)方案和主要技術參數69
3.2.1確定起升液壓系統(tǒng)的設計方案和技術參數69
3.2.2確定傾斜液壓系統(tǒng)的設計方案和技術參數71
3.2.3系統(tǒng)工作壓力的確定73
3.3擬訂液壓系統(tǒng)原理圖73
3.3.1起升系統(tǒng)的設計74
3.3.2傾斜系統(tǒng)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(tǒng)性能82
3.5.1壓力損失驗算82
3.5.2系統(tǒng)溫升驗算83
3.6設計經驗總結83
第4章斗輪堆取料機斗輪驅動液壓系統(tǒng)設計84
4.1斗輪堆取料機液壓系統(tǒng)的設計要求84
4.1.1斗輪堆取料機的結構84
4.1.2斗輪堆取料機工作裝置液壓系統(tǒng)85
4.1.3斗輪堆取料機的工作要求86
4.1.4斗輪驅動液壓系統(tǒng)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斗輪邊緣切向速度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(tǒng)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斗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(tǒng)發(fā)熱溫升的計算104
4.8.1液壓系統(tǒng)發(fā)熱功率的計算104
4.8.2液壓系統(tǒng)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(jié)閥電液控制系統(tǒng)設計110
5.1高爐料流調節(jié)閥電液控制系統(tǒng)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(jié)閥的控制方式113
5.1.4高爐料流調節(jié)閥驅動系統(tǒng)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(tǒng)原理圖116
5.2.1選擇控制方案116
5.2.2擬訂控制系統(tǒng)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(tài)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(tài)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(tǒng)傳遞函數及方塊圖128
5.5.4開環(huán)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(tǒng)設計142
6.1火箭炮方向機電液控制系統(tǒng)的設計要求142
6.1.1火箭炮組成142
6.1.2火力控制系統(tǒng)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(tǒng)原理圖144
6.2.1控制系統(tǒng)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(tǒng)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(tài)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(tài)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繪制系統(tǒng)框圖156
6.5.5開環(huán)增益Kv的確定157
6.5.6進行仿真分析157
6.6校核系統(tǒng)誤差160
6.6.1輸入信號引起誤差160
6.6.2干擾信號引起誤差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(tǒng)設計方法及設計步驟166
7.1氣動系統(tǒng)的設計原則166
7.2氣動系統(tǒng)的設計方法167
7.2.1系統(tǒng)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(yōu)化設計方法168
7.3氣動系統(tǒng)設計流程168
7.4氣動系統(tǒng)設計步驟169
7.4.1明確氣動系統(tǒng)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(tǒng)方案173
7.4.4確定氣動系統(tǒng)的主要技術參數173
7.5氣動系統(tǒng)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(tǒng)175
7.6確定氣動元件175
7.6.1氣動執(zhí)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(tǒng)設計時應注意的問題187
第8章工件夾緊氣動系統(tǒng)設計188
8.1工件夾緊氣動系統(tǒng)的設計要求188
8.1.1工件夾緊氣動系統(tǒng)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(zhí)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(tǒng)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(tǒng)設計197
9.1氣動計量系統(tǒng)的設計要求197
9.1.1氣動計量系統(tǒng)組成及工作原理197
9.1.2氣動計量系統(tǒng)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(zhí)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確定活塞桿上的輸出力201
9.3.5活塞桿的壓桿穩(wěn)定性計算201
9.3.6缸筒壁厚的計算202
9.3.7緩沖計算202
9.3.8耗氣量的計算203
9.4擬訂氣動系統(tǒng)原理圖204
9.4.1基本回路設計204
9.4.2氣動計量系統(tǒng)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(tǒng)設計210
10.1氣動助力器氣動系統(tǒng)設計流程210
10.2氣動助力器系統(tǒng)設計要求211
10.2.1氣動助力器系統(tǒng)組成及工作原理211
10.2.2氣動助力器系統(tǒng)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(zhí)行元件213
10.4氣動助力器氣動系統(tǒng)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(tǒng)原理圖繪制214
10.5.1氣動助力器工作狀態(tài)214
10.5.2氣動助力器手動暫停狀態(tài)215
10.5.3氣動助力器斷氣保護狀態(tài)215
10.6氣動助力器氣動系統(tǒng)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
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