本版手冊是在前5版手冊的基礎上吸收並總結瞭國內外機械工程設計領域中的新標準、新材料、新工藝、新結構、新技術、新産品、新設計理論與方法，並配閤我國創新驅動戰略的需求撰寫而成的。本版手冊全麵地介紹瞭常規設計、機電一體化設計、機電控製、現代設計與創新設計方法及其應用等內容，具有體係新穎、內容現代、凸顯創新、全麵、信息量大、實用可靠及簡明便查等特點。

    本版手冊分為7捲55篇，內容有：機械設計基礎資料、機械零部件設計（連接、緊固與傳動）、機械零部件設計（軸係、支承與其他）、流體傳動與控製、機電一體化與控製技術、現代設計與創新設計等。

    本捲為第4捲，主要內容有：液壓傳動與控製、氣壓傳動與控製、液力傳動等。

    本版手冊可供從事機械設計、製造、維修及相關工程技術人員作為工具書使用，也可供大專院校的相關師生使用和參考。

聞邦椿，1930年9月29日齣生於杭州，祖籍浙江溫嶺，東北大學教授，中國科學院院士，我國振動利用工程學科主要奠基者。機器理論與機構學聯閤會（IFToMM）中國委員會委員，轉子動力學技術委員會委員，亞太振動會議指導委員會委員，中國振動工程學會名譽理事長。曾任第六、七、八、九屆全國政協委員，國務院學位委員會第二、三、四屆機械工程學科評議組成員，中國振動工程學會理事長，《振動工程學報》主編等職。曾獲科技奬2項，國傢技術發明奬和科技進步奬5項，省、部級一、二等科技奬10餘項。

目  錄

第21篇 液壓傳動與控製

第1章 常用液壓基礎標準

1 液壓圖形符號 21-3

1.1 流體傳動及元件圖形符號 21-3

1.2 液壓圖形符號繪製規則 21-14

2 常用液壓標準 21-17

2.1 流體傳動及元件的公稱壓力係列 21-17

2.2 液壓泵及馬達公稱排量係列 21-17

2.3 液壓油口螺紋連接係列 21-17

2.4 液壓用硬管外徑係列和軟管內徑係列 21-18

2.5 液壓缸內徑及活塞杆外徑尺寸係列 21-18

2.6 液壓缸活塞行程係列 21-18

2.7 液壓元件清潔度指標 21-19

2.8 液壓閥油口、底闆、控製裝置和電磁鐵的標識 21-22

3 常用液壓術語 21-22

3.1 基本術語 21-22

3.2 液壓泵的術語 21-23

3.3 液壓執行元件的術語 21-24

3.4 液壓閥的術語 21-24

3.5 液壓輔件及其他術語 21-26

4 常用液壓公式 21-26

第2章 液壓流體力學基礎

1 流體靜力學 21-28

1.1 壓力的度量標準 21-28

1.2 流體靜力學基本方程 21-28

1.3 流體對壁麵的作用力 21-28

1.3.1 流體對平麵的作用力 21-28

1.3.2 流體對麯麵的作用力 21-28

2 流體動力學 21-28

2.1 幾個基本概念 21-28

2.2 連續性方程 21-29

2.3 伯努利方程 21-29

2.3.1 理想流體伯努力方程 21-29

2.3.2 實際流體伯努利方程 21-29

2.3.3 中有流體機械的伯努利方程 21-30

2.4 動量方程 21-30

3 阻力計算 21-30

3.1 沿程阻力損失計算 21-30

3.1.1 流動類型 21-30

3.1.2 沿程阻力損失計算公式 21-30

3.2 局部阻力損失計算 21-31

4 孔口及管嘴齣流、縫隙流動、液壓衝擊 21-34

4.1 薄壁孔口流量計算及管嘴流量計算 21-34

4.2 縫隙流動 21-35

4.2.1 壁麵固定的平行縫隙中的流動 21-35

4.2.2 壁麵移動的平行平闆縫隙流動 21-35

4.2.3 環形縫隙中的流體流動 21-36

4.2.4 平行平闆間的徑嚮流動 21-36

4.3 液壓衝擊 21-36

第3章 液壓基本迴路

1 概述 21-37

2 液壓源迴路 21-37

2.1 定量泵-溢流閥液壓源迴路 21-37

2.2 變量泵-安全閥液壓源迴路 21-37

2.3 高低壓雙泵液壓源迴路 21-38

2.4 多泵並聯供油液壓源迴路 21-38

2.5 閉式液壓源迴路 21-39

2.6 輔助泵供油液壓源迴路 21-39

2.7 輔助循環泵液壓源迴路 21-39

3 壓力控製迴路 21-40

3.1 調壓迴路 21-40

3.2 減壓迴路 21-41

3.3 增壓迴路 21-41

3.4 保壓迴路 21-43

3.5 卸荷迴路 21-43

3.6 平衡迴路 21-43

3.7 緩衝迴路 21-47

3.8 卸壓迴路 21-47

4 速度控製迴路 21-49

4.1 節流調速迴路 21-49

4.2 容積調速迴路 21-50

4.3 容積節流調速迴路 21-50

4.4 增速迴路 21-52

4.5 減速迴路 21-52

4.6 二次進給迴路 21-53

4.7 比例閥連續調速迴路 21-53

5 同步控製迴路 21-54

5.1 機械同步迴路 21-54

5.2 流量控製同步迴路 21-55

5.3 容積控製同步迴路 21-56

6 方嚮控製迴路 21-58

6.1 換嚮迴路 21-58

6.2 鎖緊迴路 21-59

6.3 順序動作迴路 21-59

7 液壓馬達迴路 21-60

7.1 馬達製動迴路 21-60

7.2 馬達浮動迴路 21-60

第4章 液壓傳動設計計算

1 液壓的設計流程 21-63

1.1 明確設計要求 21-63

1.2 進行工況分析，確定液壓的主要參數 21-63

1.2.1 負載分析計算 21-63

1.2.2 初選工作壓力 21-64

1.2.3 計算液壓缸的主要結構尺寸和液壓馬達的排量 21-65

1.2.4 計算液壓缸或液壓馬達所需流量 21-65

1.2.5 繪製液壓工況圖 21-66

1.3 製訂基本方案和繪製液壓圖 21-66

1.3.1 製訂基本方案 21-66

1.3.2 繪製液壓圖 21-66

1.4 液壓元件的選擇與件設計 21-67

1.4.1 液壓泵的選擇 21-67

1.4.2 液壓閥的選擇 21-67

1.4.3 蓄能器的選擇 21-67

1.4.4 管道尺寸的確定 21-68

1.4.5 油箱容量的確定 21-68

1.5 液壓性能驗算 21-68

1.5.1 液壓壓力損失計算 21-68

1.5.2 液壓的發熱溫升計算 21-69

1.5.3 計算液壓衝擊壓力 21-70

1.6 設計液壓裝置，編製技術文件 21-71

1.6.1 液壓總體布局 21-71

1.6.2 液壓閥的配置型式 21-71

1.6.3 集成塊設計 21-71

1.6.4 繪製正式工作圖，編寫技術文件 21-71

2 液壓設計計算實例———250g塑料注射機液壓設計計算 21-71

2.1 250g塑料注射機液壓設計要求及有關設計參數 21-71

2.1.1 對液壓的要求 21-71

2.1.2 液壓設計參數 21-71

2.2 液壓執行元件負載和負載轉矩計算 21-72

2.2.1 各液壓缸的負載計算 21-72

2.2.2 進料液壓馬達負載轉矩計算 21-72

2.3 液壓主要參數計算 21-72

2.3.1 初選工作壓力 21-72

2.3.2 計算液壓缸的主要結構尺寸 21-72

2.3.3 計算液壓馬達的排量 21-73

2.3.4 計算液壓執行元件實際工作壓力 21-73

2.3.5 計算液壓執行元件實際所需流量 21-73

2.4 製訂方案和擬定液壓圖 21-74

2.4.1 製訂方案 21-74

2.4.2 擬定液壓圖 21-74

2.5 液壓元件的選擇 21-75

2.5.1 液壓泵的選擇 21-75

2.5.2 電動機功率的確定 21-75

2.5.3 液壓閥的選擇 21-75

2.5.4 液壓馬達的選擇 21-76

2.5.5 油管內徑計算 21-76

2.5.6 確定油箱的有效容積 21-77

2.6 液壓性能驗算 21-77

2.6.1 驗算迴路中的壓力損失 21-77

2.6.2 液壓發熱溫升計算 21-77

前言

    本版手冊為新齣版的第6版七捲本《機械設計手冊》。由於科學技術的快速發展，需要我們對手冊內容進行更新，增加新的科技內容，以滿足廣大讀者的迫切需要。

    《機械設計手冊》自1991年麵世發行以來，曆經5次修訂，截至2016年已纍計發行38萬套。作為重點科技圖書的《機械設計手冊》，深受社會各界的重視和好評，在全國具有很大的影響力，該手冊曾獲得全國科技圖書奬二等奬（1995年）、機械工業部科技進步奬二等奬（1997年）、機械工業科學技術奬一等奬（2011年）、中國齣版政府奬提名奬（2013年），並多次獲得全國科技書奬等奬項。1994年，《機械設計手冊》曾在我國建宏齣版社齣版發行，並在海內外産生瞭廣泛的影響。《機械設計手冊》榮獲的一係列國傢和部級奬項錶明，其具有很高的科學價值、實用價值和文化價值。《機械設計手冊》已成為機械設計領域的一部大型品牌工具書，已成為機械工程領域的和影響力較大的大型工具書，長期以來，它為我國裝備製造業的發展做齣瞭巨大貢獻。

    第5版《機械設計手冊》齣版發行至今已有7年時間，這期間我國國民經濟有瞭很大發展，國傢製定瞭《國傢創新驅動發展戰略綱要》，其中把創新驅動發展作為瞭國傢的優先戰略。因此，《機械設計手冊》第6版修訂工作的指導思想除努力貫徹“科學性、先進性、創新性、實用性、可靠性”外，更加突齣瞭“創新性”，以全力配閤我國“創新驅動發展戰略”的重大需求，為實現我國建設創新型國傢和科技強國夢做齣貢獻。

    在本版手冊的修訂過程中，廣泛調研瞭廠礦企業、設計院、科研院所和高等院校等多方麵的使用情況和意見。對機械設計的基礎內容、經典內容和傳統內容，從取材、産品及其零部件的設計方法與計算流程、設計實例等多方麵進行瞭深入的整閤，同時，還全麵總結瞭當前國內外機械設計的新理論、新方法、新材料、新工藝、新結構、新産品和新技術，特彆是在現代設計與創新設計理論與方法、機電一體化及機械控製技術等方麵做瞭和全麵的論述和凝煉。相信本版手冊會以嶄新的麵貌展現在廣大讀者麵前，它將對提高我國機械産品的設計水平、推進新産品的研究與開發、老産品的改造，以及産品的引進、消化、吸收和再創新，進而促進我國由製造大國嚮製造強國躍升，發揮齣巨大的作用。

    本版手冊分為7捲55篇：第1捲 機械設計基礎資料；第2捲 機械零部件設計（連接、緊固與傳動）；第3捲 機械零部件設計（軸係、支承與其他）；第4捲 流體傳動與控製；第5捲 機電一體化與控製技術；第6捲 現代設計與創新設計（一）；第7捲 現代設計與創新設計（二）。

    本版手冊有以下七大特點：

    一、構建新體係

    構建瞭科學、先進、實用、適應現代機械設計創新潮流的《機械設計手冊》新結構體係。該體係層次為：機械基礎、常規設計、機電一體化設計與控製技術、現代設計與創新設計方法。該體係的特點是：常規設計方法與現代設計方法互相融閤，光、機、電設計融為一體，局部的零部件設計與化設計互相銜接，並努力將創新設計的理念貫穿於常規設計與現代設計之中。

    二、凸顯創新性

   在2014年6月和2016年5月召開的中國科學院、中國工程院兩院院士大會上分彆提齣瞭我國科技發展的方嚮就是“創新、創新、再創新”，以及實現創新型國傢和科技強國的三個階段的目標和五項具體工作。為瞭配閤我國創新驅動發展戰略的重大需求，本版手冊突齣瞭機械創新設計內容的編寫，主要有以下幾個方麵：

    （1）新增第7捲，重點介紹瞭創新設計及與創新設計有關的內容。

    該捲主要內容有：機械創新設計概論，創新設計方法論，頂層設計原理、方法與應用，創新原理、思維、方法與應用，綠色設計與和諧設計，智能設計，仿生機械設計，互聯網上的閤作設計，工業通信網絡，麵嚮機械工程領域的大數據、雲計算與物聯網技術，3D打印設計與製造技術，化設計理論與方法。

    （2）在一些篇章編入瞭創新設計和多種典型機械創新設計的內容。

    “第11篇 機構設計”篇新增加瞭“機構創新設計”一章，該章編入瞭機構創新設計的原理、方法及飛剪機剪切機構創新設計，大型空間摺展機構創新設計等多個創新設計的案例。典型機械的創新設計有大型全斷麵掘進機（盾構機）仿真分析與數字化設計、機器人挖掘機的機電一體化創新設計、節能抽油機的創新設計、産品包裝生産綫的機構方案創新設計等。

    （3）編入瞭一大批典型的創新機械産品。

    “機械無級變速器”一章中編入瞭新型金屬帶式無級變速器，“並聯機構的設計與應用”一章中編入瞭數十個新型的並聯機床産品，“振動的利用”一章中新編入瞭激振器偏移式自同步振動篩、慣性共振式振動篩、振動壓路機等十多個典型的創新機械産品。這些産品有的獲得瞭國傢或省部級奬勵，有的是專利産品。

    （4）編入瞭機械設計理論和設計方法論等方麵的創新研究成果。

    1）聞邦椿院士團隊經過長期研究，在上首先創建瞭振動利用工程學科，提齣瞭該類機械設計理論和方法。本版手冊中編入瞭相關內容和實例。

    2）根據多年的研究，提齣瞭以非綫性動力學理論為基礎的深層次的動態設計理論與方法。本版手冊編入瞭該方法並列舉瞭若乾應用範例。

    3）首先提齣瞭和諧設計的新概念和新內容，闡明瞭自然環境、社會環境（政治環境、經濟環境、人文環境、環境、國內環境）、技術環境、資金環境、法律環境下的産品和諧設計的概念和內容的新體係，把既有的綠色設計篇拓展為綠色設計與和諧設計篇。

    4）全麵地闡述瞭産品化設計的理論和方法，提齣瞭産品設計的總體目標、廣義目標和技術目標的內涵，提齣瞭應該用IQCTES六項設計要求來代替QCTES五項要求，詳細闡明瞭設計的四個理想步驟，即“3I調研”“7D規劃”“1 3 X實施”“5（A C）檢驗”，明確提齣瞭産品化設計的基本內容是主輔功能、三大性能和特殊性能要求的具體實現。

    5）本版手冊引入瞭聞邦椿院士經過長期實踐總結齣的獨特的、科學的創新設計方法論體係和規則，用來指導産品設計，並提齣瞭創新設計方法論的運用可嚮智能化方嚮發展，即采用專傢來完成。