具体描述
本版手册是在前5版手册的基础上吸收并总结了国内外机械工程设计领域中的新标准、新材料、新工艺、新结构、新技术、新产品、新设计理论与方法，并配合我国创新驱动战略的需求撰写而成的。本版手册全面地介绍了常规设计、机电一体化设计、机电控制、现代设计与创新设计方法及其应用等内容，具有体系新颖、内容现代、凸显创新、全面、信息量大、实用可靠及简明便查等特点。
本版手册分为7卷55篇，内容有：机械设计基础资料、机械零部件设计（连接、紧固与传动）、机械零部件设计（轴系、支承与其他）、流体传动与控制、机电一体化与控制技术、现代设计与创新设计等。
本卷为第4卷，主要内容有：液压传动与控制、气压传动与控制、液力传动等。
本版手册可供从事机械设计、制造、维修及相关工程技术人员作为工具书使用，也可供大专院校的相关师生使用和参考。
作者简介闻邦椿，1930年9月29日出生于杭州，祖籍浙江温岭，东北大学教授，中国科学院院士，我国振动利用工程学科主要奠基者。机器理论与机构学联合会（IFToMM）中国委员会委员，转子动力学技术委员会委员，亚太振动会议指导委员会委员，中国振动工程学会名誉理事长。曾任第六、七、八、九届全国政协委员，国务院学位委员会第二、三、四届机械工程学科评议组成员，中国振动工程学会理事长，《振动工程学报》主编等职。曾获科技奖2项，国家技术发明奖和科技进步奖5项，省、部级一、二等科技奖10余项。
目 录目 录
第21篇 液压传动与控制
第1章 常用液压基础标准
1 液压图形符号 21-3
1.1 流体传动及元件图形符号 21-3
1.2 液压图形符号绘制规则 21-14
2 常用液压标准 21-17
2.1 流体传动及元件的公称压力系列 21-17
2.2 液压泵及马达公称排量系列 21-17
2.3 液压油口螺纹连接系列 21-17
2.4 液压用硬管外径系列和软管内径系列 21-18
2.5 液压缸内径及活塞杆外径尺寸系列 21-18
2.6 液压缸活塞行程系列 21-18
2.7 液压元件清洁度指标 21-19
2.8 液压阀油口、底板、控制装置和电磁铁的标识 21-22
3 常用液压术语 21-22
3.1 基本术语 21-22
3.2 液压泵的术语 21-23
3.3 液压执行元件的术语 21-24
3.4 液压阀的术语 21-24
3.5 液压辅件及其他术语 21-26
4 常用液压公式 21-26
第2章 液压流体力学基础
1 流体静力学 21-28
1.1 压力的度量标准 21-28
1.2 流体静力学基本方程 21-28
1.3 流体对壁面的作用力 21-28
1.3.1 流体对平面的作用力 21-28
1.3.2 流体对曲面的作用力 21-28
2 流体动力学 21-28
2.1 几个基本概念 21-28
2.2 连续性方程 21-29
2.3 伯努利方程 21-29
2.3.1 理想流体伯努力方程 21-29
2.3.2 实际流体伯努利方程 21-29
2.3.3 中有流体机械的伯努利方程 21-30
2.4 动量方程 21-30
3 阻力计算 21-30
3.1 沿程阻力损失计算 21-30
3.1.1 流动类型 21-30
3.1.2 沿程阻力损失计算公式 21-30
3.2 局部阻力损失计算 21-31
4 孔口及管嘴出流、缝隙流动、液压冲击 21-34
4.1 薄壁孔口流量计算及管嘴流量计算 21-34
4.2 缝隙流动 21-35
4.2.1 壁面固定的平行缝隙中的流动 21-35
4.2.2 壁面移动的平行平板缝隙流动 21-35
4.2.3 环形缝隙中的流体流动 21-36
4.2.4 平行平板间的径向流动 21-36
4.3 液压冲击 21-36
第3章 液压基本回路
1 概述 21-37
2 液压源回路 21-37
2.1 定量泵-溢流阀液压源回路 21-37
2.2 变量泵-安全阀液压源回路 21-37
2.3 高低压双泵液压源回路 21-38
2.4 多泵并联供油液压源回路 21-38
2.5 闭式液压源回路 21-39
2.6 辅助泵供油液压源回路 21-39
2.7 辅助循环泵液压源回路 21-39
3 压力控制回路 21-40
3.1 调压回路 21-40
3.2 减压回路 21-41
3.3 增压回路 21-41
3.4 保压回路 21-43
3.5 卸荷回路 21-43
3.6 平衡回路 21-43
3.7 缓冲回路 21-47
3.8 卸压回路 21-47
4 速度控制回路 21-49
4.1 节流调速回路 21-49
4.2 容积调速回路 21-50
4.3 容积节流调速回路 21-50
4.4 增速回路 21-52
4.5 减速回路 21-52
4.6 二次进给回路 21-53
4.7 比例阀连续调速回路 21-53
5 同步控制回路 21-54
5.1 机械同步回路 21-54
5.2 流量控制同步回路 21-55
5.3 容积控制同步回路 21-56
6 方向控制回路 21-58
6.1 换向回路 21-58
6.2 锁紧回路 21-59
6.3 顺序动作回路 21-59
7 液压马达回路 21-60
7.1 马达制动回路 21-60
7.2 马达浮动回路 21-60
第4章 液压传动设计计算
1 液压的设计流程 21-63
1.1 明确设计要求 21-63
1.2 进行工况分析，确定液压的主要参数 21-63
1.2.1 负载分析计算 21-63
1.2.2 初选工作压力 21-64
1.2.3 计算液压缸的主要结构尺寸和液压马达的排量 21-65
1.2.4 计算液压缸或液压马达所需流量 21-65
1.2.5 绘制液压工况图 21-66
1.3 制订基本方案和绘制液压图 21-66
1.3.1 制订基本方案 21-66
1.3.2 绘制液压图 21-66
1.4 液压元件的选择与件设计 21-67
1.4.1 液压泵的选择 21-67
1.4.2 液压阀的选择 21-67
1.4.3 蓄能器的选择 21-67
1.4.4 管道尺寸的确定 21-68
1.4.5 油箱容量的确定 21-68
1.5 液压性能验算 21-68
1.5.1 液压压力损失计算 21-68
1.5.2 液压的发热温升计算 21-69
1.5.3 计算液压冲击压力 21-70
1.6 设计液压装置，编制技术文件 21-71
1.6.1 液压总体布局 21-71
1.6.2 液压阀的配置型式 21-71
1.6.3 集成块设计 21-71
1.6.4 绘制正式工作图，编写技术文件 21-71
2 液压设计计算实例———250g塑料注射机液压设计计算 21-71
2.1 250g塑料注射机液压设计要求及有关设计参数 21-71
2.1.1 对液压的要求 21-71
2.1.2 液压设计参数 21-71
2.2 液压执行元件负载和负载转矩计算 21-72
2.2.1 各液压缸的负载计算 21-72
2.2.2 进料液压马达负载转矩计算 21-72
2.3 液压主要参数计算 21-72
2.3.1 初选工作压力 21-72
2.3.2 计算液压缸的主要结构尺寸 21-72
2.3.3 计算液压马达的排量 21-73
2.3.4 计算液压执行元件实际工作压力 21-73
2.3.5 计算液压执行元件实际所需流量 21-73
2.4 制订方案和拟定液压图 21-74
2.4.1 制订方案 21-74
2.4.2 拟定液压图 21-74
2.5 液压元件的选择 21-75
2.5.1 液压泵的选择 21-75
2.5.2 电动机功率的确定 21-75
2.5.3 液压阀的选择 21-75
2.5.4 液压马达的选择 21-76
2.5.5 油管内径计算 21-76
2.5.6 确定油箱的有效容积 21-77
2.6 液压性能验算 21-77
2.6.1 验算回路中的压力损失 21-77
2.6.2 液压发热温升计算 21-77
前 言前言
本版手册为新出版的第6版七卷本《机械设计手册》。由于科学技术的快速发展，需要我们对手册内容进行更新，增加新的科技内容，以满足广大读者的迫切需要。
《机械设计手册》自1991年面世发行以来，历经5次修订，截至2016年已累计发行38万套。作为重点科技图书的《机械设计手册》，深受社会各界的重视和好评，在全国具有很大的影响力，该手册曾获得全国科技图书奖二等奖（1995年）、机械工业部科技进步奖二等奖（1997年）、机械工业科学技术奖一等奖（2011年）、中国出版政府奖提名奖（2013年），并多次获得全国科技书奖等奖项。1994年，《机械设计手册》曾在我国建宏出版社出版发行，并在海内外产生了广泛的影响。《机械设计手册》荣获的一系列国家和部级奖项表明，其具有很高的科学价值、实用价值和文化价值。《机械设计手册》已成为机械设计领域的一部大型品牌工具书，已成为机械工程领域的和影响力较大的大型工具书，长期以来，它为我国装备制造业的发展做出了巨大贡献。
第5版《机械设计手册》出版发行至今已有7年时间，这期间我国国民经济有了很大发展，国家制定了《国家创新驱动发展战略纲要》，其中把创新驱动发展作为了国家的优先战略。因此，《机械设计手册》第6版修订工作的指导思想除努力贯彻“科学性、先进性、创新性、实用性、可靠性”外，更加突出了“创新性”，以全力配合我国“创新驱动发展战略”的重大需求，为实现我国建设创新型国家和科技强国梦做出贡献。
在本版手册的修订过程中，广泛调研了厂矿企业、设计院、科研院所和高等院校等多方面的使用情况和意见。对机械设计的基础内容、经典内容和传统内容，从取材、产品及其零部件的设计方法与计算流程、设计实例等多方面进行了深入的整合，同时，还全面总结了当前国内外机械设计的新理论、新方法、新材料、新工艺、新结构、新产品和新技术，特别是在现代设计与创新设计理论与方法、机电一体化及机械控制技术等方面做了和全面的论述和凝炼。相信本版手册会以崭新的面貌展现在广大读者面前，它将对提高我国机械产品的设计水平、推进新产品的研究与开发、老产品的改造，以及产品的引进、消化、吸收和再创新，进而促进我国由制造大国向制造强国跃升，发挥出巨大的作用。
本版手册分为7卷55篇：第1卷 机械设计基础资料；第2卷 机械零部件设计（连接、紧固与传动）；第3卷 机械零部件设计（轴系、支承与其他）；第4卷 流体传动与控制；第5卷 机电一体化与控制技术；第6卷 现代设计与创新设计（一）；第7卷 现代设计与创新设计（二）。
本版手册有以下七大特点：
一、构建新体系
构建了科学、先进、实用、适应现代机械设计创新潮流的《机械设计手册》新结构体系。该体系层次为：机械基础、常规设计、机电一体化设计与控制技术、现代设计与创新设计方法。该体系的特点是：常规设计方法与现代设计方法互相融合，光、机、电设计融为一体，局部的零部件设计与化设计互相衔接，并努力将创新设计的理念贯穿于常规设计与现代设计之中。
二、凸显创新性
在2014年6月和2016年5月召开的中国科学院、中国工程院两院院士大会上分别提出了我国科技发展的方向就是“创新、创新、再创新”，以及实现创新型国家和科技强国的三个阶段的目标和五项具体工作。为了配合我国创新驱动发展战略的重大需求，本版手册突出了机械创新设计内容的编写，主要有以下几个方面：
（1）新增第7卷，重点介绍了创新设计及与创新设计有关的内容。
该卷主要内容有：机械创新设计概论，创新设计方法论，顶层设计原理、方法与应用，创新原理、思维、方法与应用，绿色设计与和谐设计，智能设计，仿生机械设计，互联网上的合作设计，工业通信网络，面向机械工程领域的大数据、云计算与物联网技术，3D打印设计与制造技术，化设计理论与方法。
（2）在一些篇章编入了创新设计和多种典型机械创新设计的内容。
“第11篇 机构设计”篇新增加了“机构创新设计”一章，该章编入了机构创新设计的原理、方法及飞剪机剪切机构创新设计，大型空间折展机构创新设计等多个创新设计的案例。典型机械的创新设计有大型全断面掘进机（盾构机）仿真分析与数字化设计、机器人挖掘机的机电一体化创新设计、节能抽油机的创新设计、产品包装生产线的机构方案创新设计等。
（3）编入了一大批典型的创新机械产品。
“机械无级变速器”一章中编入了新型金属带式无级变速器，“并联机构的设计与应用”一章中编入了数十个新型的并联机床产品，“振动的利用”一章中新编入了激振器偏移式自同步振动筛、惯性共振式振动筛、振动压路机等十多个典型的创新机械产品。这些产品有的获得了国家或省部级奖励，有的是专利产品。
（4）编入了机械设计理论和设计方法论等方面的创新研究成果。
1）闻邦椿院士团队经过长期研究，在上首先创建了振动利用工程学科，提出了该类机械设计理论和方法。本版手册中编入了相关内容和实例。
2）根据多年的研究，提出了以非线性动力学理论为基础的深层次的动态设计理论与方法。本版手册编入了该方法并列举了若干应用范例。
3）首先提出了和谐设计的新概念和新内容，阐明了自然环境、社会环境（政治环境、经济环境、人文环境、环境、国内环境）、技术环境、资金环境、法律环境下的产品和谐设计的概念和内容的新体系，把既有的绿色设计篇拓展为绿色设计与和谐设计篇。
4）全面地阐述了产品化设计的理论和方法，提出了产品设计的总体目标、广义目标和技术目标的内涵，提出了应该用IQCTES六项设计要求来代替QCTES五项要求，详细阐明了设计的四个理想步骤，即“3I调研”“7D规划”“1 3 X实施”“5（A C）检验”，明确提出了产品化设计的基本内容是主辅功能、三大性能和特殊性能要求的具体实现。
5）本版手册引入了闻邦椿院士经过长期实践总结出的独特的、科学的创新设计方法论体系和规则，用来指导产品设计，并提出了创新设计方法论的运用可向智能化方向发展，即采用专家来完成。
用户评价
这本书的排版和内容组织简直是教科书级别的典范，让我这个不算特别专业的读者都能读出其中的门道。首先，它的章节划分非常清晰，逻辑性极强，让你能够很方便地找到自己需要的信息。比如，当我需要查阅某个传动装置的设计准则时，我能迅速定位到相关的章节，而不用大海捞针。更让我印象深刻的是，它在介绍复杂概念时，常常会配以大量的插图、表格和示意图，这些图例不仅仅是装饰，而是真正地帮助理解。我看到书中关于轴承选型的那部分，不仅仅列出了各种轴承的性能参数，还针对不同的工况给出了详细的选型指南，甚至还有一些选择错误的典型案例分析，这对于避免实际设计中的低级错误非常有帮助。我记得有一次，我根据某个在线论坛的建议选择了一个轴承，结果在实际运行中出现了问题，回过头来再看这本书，才发现自己忽略了非常关键的动载荷系数和许用寿命的计算。这本书的严谨性让我感到非常安心，它似乎在告诉你，每一个细节都至关重要。而且，它还涉及了一些前沿的材料和工艺，让我看到了机械设计的未来发展方向，这对于保持技术的前沿性非常重要。
评分这本书给我最直观的感受就是它的“实用性”。《机械设计手册 第6版 第4卷》并非那种只停留在理论层面的书籍，而是充满了大量与实际工程紧密结合的内容。我特别喜欢它在讲解某个设计环节时，会给出多种不同的设计方案，并对每种方案的优缺点进行详细的对比分析，这对于我这个实际操作经验不算特别丰富的设计人员来说，无疑是雪中送炭。例如，在选择密封件时，它会根据不同的介质、温度、压力等条件，给出多种密封形式的建议，并且详细列出每种形式的安装要求、维护注意事项以及使用寿命预测。我在这本书中还看到了很多关于标准化和规范化的内容，这对于保证设计的一致性和产品的互换性非常重要。它就像一个经验丰富的“总工程师”，为你把控着每一个设计的细节，让你在实践中少走弯路，提高效率。
评分这部《机械设计手册 第6版 第4卷》简直是一场知识的盛宴，每一页都蕴含着沉甸甸的干货。我拿到这本书的时候，就被它厚重的体量所震撼，但翻开之后，那种厚重感就变成了沉甸甸的期待。从我个人粗浅的机械理解来看，这本书的内容深度和广度都令人惊叹。例如，在探讨某个特定零件的设计时，它不仅仅给出了最终的公式和图纸，而是层层递进，从材料的选取，到受力分析，再到工艺可行性，每一步都详尽入微。我特别留意到书中有关于疲劳寿命预测的部分，那里面不仅仅罗列了常用的公式，还详细解释了各种影响因素，比如表面粗糙度、应力集中系数等等，并且提供了大量的图表和案例分析，让你能够真正理解这些理论是如何应用于实际工程中的。我个人在工作中有遇到过类似的问题，当时花费了大量的时间去查阅各种零散的资料，而这本书却将这些零散的知识点系统地整合在一起，并且提供了清晰的解决思路，这对于提升我的设计能力无疑是巨大的帮助。它就像一位经验丰富的老工程师，在你需要的时候，耐心地一步步引导你，让你不仅知其然，更知其所以然。我甚至发现一些在我大学时期教材中一笔带过的概念，在这本书里得到了极其详尽的展开，让我对很多基础理论有了更深刻的认识。它不仅仅是一本工具书，更是一本能够激发你思考、提升你专业素养的启蒙书。
评分我作为一个刚刚步入机械设计领域不久的从业者，对于《机械设计手册 第6版 第4卷》这本书，只能用“受益匪浅”来形容。这本书的价值，在于它提供了一个非常完善的设计框架和丰富的参考资料。比如，在进行结构强度分析时，它会详细指导你如何进行载荷谱的建立，如何选择合适的应力分析方法，以及如何解读分析结果。我印象特别深刻的是，书中关于弹性力学和塑性力学在实际工程中的应用，讲解得非常透彻，并且提供了大量的工程实例，让我能够看到这些抽象的理论是如何转化为实际的设计决策的。它不仅仅是一本“工具书”，更像是一位经验丰富导师的“悉心教导”。它会告诉你，一个好的设计，需要考虑的不仅仅是功能实现，还需要考虑成本、制造、维护、安全等方方面面。这本书的出现，让我对机械设计这个学科有了更全面、更深刻的认识，也让我对未来的学习和工作充满了信心。
评分这本书的价值，在于它能够帮助我建立起一个更加完善的“知识体系”。《机械设计手册 第6版 第4卷》不仅仅是在讲述“是什么”，更是在探讨“为什么”。比如，在讲解材料的屈服强度和断裂韧性时，它会从微观结构的角度去解释这些性能的来源，并分析它们在实际应用中可能遇到的问题。我特别喜欢书中关于“失效分析”的部分，它通过大量真实的工程案例，展示了各种机械零件是如何失效的，以及如何通过改进设计来避免类似问题的发生。这对于我提高设计质量，降低风险非常有帮助。它就像一个“经验传承者”，将无数工程师的智慧和教训都浓缩在其中，让我能够站在巨人的肩膀上，看得更远，走得更稳。
评分拿到《机械设计手册 第6版 第4卷》这本书，我立刻被它所传递出的严谨和专业所打动。它不仅仅是一本简单的技术参考书，更是一本能够帮助我提升思维层次的“启迪之书”。我尤其欣赏书中关于“优化设计”的探讨，它会从多个维度去分析一个设计方案的优劣，并且提供相应的数学工具和方法来进行优化。例如，在进行结构减重设计时，它会结合材料力学、有限元分析和成本控制等多个方面，给出一个最优的解决方案。这本书的内容，让我看到了机械设计不仅仅是工程技术的应用，更是一种科学的艺术。它所涵盖的知识点，从基础理论到前沿技术，都展现出一种精益求精的精神，这对我个人的学习和工作都有着极大的启发。
评分这本书的深度和广度，足以让我在其中挖掘出很多意想不到的惊喜。《机械设计手册 第6版 第4卷》不仅仅是一本涵盖了机械设计各个方面的参考书，更是一本能够引导你进行深度思考的“智慧宝库”。我特别欣赏它在介绍复杂机械系统时，所展现出的那种系统性思维。比如，在分析某个动力传动系统的可靠性时，它不仅仅会分析单个部件的失效可能性，还会深入探讨部件之间的相互影响，以及整个系统的冗余设计和故障诊断方法。我在这本书中看到了一些关于新材料应用的探讨，比如一些高性能复合材料在航空航天和汽车领域的应用案例，这让我对未来的机械设计发展趋势有了更清晰的认识。而且，它还提到了很多关于绿色设计和可持续发展的理念，这在当今社会越来越受到重视，也让我看到了机械工程在环保方面所扮演的重要角色。这本书的内容，让我觉得它不仅仅是对现有知识的总结，更是对未来技术发展的预示。
评分这本书所展现出的信息量和深度，让我感觉自己像是打开了一扇通往更广阔机械世界的大门。《机械设计手册 第6版 第4卷》不仅仅是一本“厚重”的书，更是一本“有分量”的书。我特别喜欢其中关于“集成设计”的理念，它强调了不同学科、不同领域之间的协同合作，以及如何将这些知识融合在一起，创造出更优秀的机械产品。例如，在设计一个复杂的自动化设备时，它会同时考虑机械、电气、控制、软件等多个方面的因素，并给出协调一致的设计方案。这本书的内容，让我看到了机械工程作为一门综合性学科的魅力，也让我对未来的技术发展充满了期待。它不仅仅是一本工具书，更是一本能够拓展我视野、激发我创新思维的“良师益友”。
评分《机械设计手册 第6版 第4卷》是一本让我能够“反复研读”的书。它的内容之丰富，远超我的想象。每次翻开，都能从中发现新的知识点或者更深层次的理解。我尤其欣赏书中关于“可靠性工程”的阐述，它不仅仅是理论的堆砌，而是将可靠性设计融入到了机械设计的各个环节。比如，在讲解振动和噪声控制时，它会从声学原理出发，结合具体的结构设计和材料选择，给出切实可行的解决方案。我还注意到书中在探讨一些复杂机构的设计时，会引入大量的数学模型和仿真分析方法，这让我看到了现代机械设计与计算科学的深度融合。这本书的内容，就像一个不断演进的知识体系，它在不断吸纳新的技术和理念，并将其以一种系统、易懂的方式呈现给读者。
评分坦白说，当我第一次接触到《机械设计手册 第6版 第4卷》时，我确实被它的内容量给“镇住”了。我之前接触过的机械类书籍，大多比较偏重某一特定领域，或者是以理论教学为主。而这本书，则展现出一种前所未有的系统性和全局观。它不仅仅是在讲述“如何设计”，更是在阐述“为什么这样设计”。例如，书中在讲解齿轮强度计算时，不仅提供了各种计算公式，还深入分析了不同齿轮类型在不同载荷下的失效模式，以及如何通过优化设计来提高承载能力和使用寿命。我尤其喜欢其中关于材料选择的部分，它没有简单地罗列几种常用材料，而是详细介绍了各种材料的物理性能、化学性能、机械性能，以及它们在不同应用场景下的优缺点，并且还提供了很多关于材料失效分析的案例，这对于我理解材料的本质和选择最合适的材料至关重要。这本书就像一个百科全书，又不仅仅是百科全书，它融合了理论、实践和经验，让我从一个“知道”变成了“理解”，再到“掌握”。
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