武理工液压与气压传动教学大纲

《液压与气压传动》教学大纲课程编号：课程名称：液压与气压传动/Hydraulics

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Pneumatics学时/学分：48/3（其中含实验8学时）先修课程：流体力学、机械原理、机械设计、自动控制原理、电子技术适用专业：流体传动及控制、机械设计制造及其自动化、物流工程等工科机类专业开课教研室：物流工程学院、物流自动化系一、课程的性质与任务液压与气动是机械类各专业的技术基础课，也是流体传动及控制专业的专业必修课程，物流工程和机械设计制造及其自动化等相关专业的选修课程。本课程的任务是使学生掌握液压与气动的基本原理，认识液压与气动技术的用途，了解液压气动元件的结构、工作原理、选择使用方法，初步掌握液压与气动系统的设计方法，并具有液压与气动系统的基本使用与维护知识。通过本课程的学习，学生可在前期所学课程知识的基础上，全面系统地学习掌握：1、液压气动技术特点和应用。2、传动介质的特性及其基础理论。3、液压泵和液压马达的结构原理、工作特性及选择方法。4、液压气动执行元件、控制元件、系统辅件元件的结构原理、工作特性及基本设计计算选择方法。5、液压气动系统基本回路。6、典型液压气动系统原理分析方法。7、液压气动系统基本设计过程和方法。8、气动系统的逻辑控制及其电气组合控制实现方法。9、能正确分析一般液压气动的工作过程，综合应用的特点和方法。同时培养综合应用所学知识解决实际工程问题的能力。教学环节上，以教材为基础，并采用多种教学媒体形式和实验教学环节，帮助学生充分学习和理解,从而为学生能够胜任今后的实际专业技术工作打下较好的基础。二、课程的教学内容、基本要求及学时分配（一）教学内容1、液压传动基础知识1）液压传动的工作原理，2）液压系统的组成，3）液压传动的优缺点。2、流体力学基本知识1）液压油的物理性质；2）液体静力学与液体动力学基础；3）管路压力损失4）液压冲击与气穴现象。3、液压泵与液压马达1）液压泵的分类、工作原理及特性分析；2）外啮合齿轮泵；3）双作用叶片泵与单作用叶片泵；4）轴向柱塞泵与径向柱塞泵；5）液压马达的分类、工作原理及特点。4、液压缸1）液压缸的类型与特点；2）液压缸的结构原理；3）液压缸的设计计算与选用。5、液压控制阀1）液压阀的分类；2）压力控制阀及其应用；3）方向控制阀及其应用；4）流量控制阀及其应用；5）新型液压控制阀及其应用简介。6、液压辅助元件1）滤油器；2）蓄能器；3）油箱及其附件；4）管件及管接头。7、液压系统基本回路1）速度控制回路；2）压力控制回路；3）多缸动作回路。8、液压系统及其系统设计1）典型液压系统；2）系统设计过程及方法。9、液压伺服系统简介1）液压伺服系统工作原理；2）液压伺服系统基本类型；3）液压伺服系统的应用。10、气压传动基本知识1）空气的主要物理性质；2）气体状态方程；3）气体在管道中的流动特性。11、气压传动元件1）气源装置及气动辅助元件；2）气动执行元件；3）气动控制阀及其应用。12、气压传动常见回路1）压力控制回路；2）换向回路；3）速度控制回路；4）往复动作回路；5）安全保护回路。13、气压传动系统实例（二）基本要求1、概论1）了解液压与气动的技术特点、应用以及发展概况，2）掌握液压与气动的工作原理、系统组成、图形符号，3）熟悉液压传动的优缺点。2、液压油1）掌握液压油的特性和物理性质，2）了解对液压油的要求及其选择使用，3）熟悉油液污染原因、污染度的测定与评价。3、液压流体力学基础1）掌握压力的性质、表示方法及单位，2）熟悉重力作用下静止流体中的压力分布，3）熟悉流体动力学的基本概念，4）掌握连续性方程、伯努利方程、动量方程的物理意义，5）掌握管道中液流的特性，6）掌握薄壁小孔、细长孔及缝隙流的液流特性，7）熟悉气穴现象及液压冲击问题。4、液压泵和液压马达1）掌握泵与马达的作用、分类、及压力、排量、流量、功率、效率等概念，2）掌握外啮合齿轮泵的原理、结构特点及优缺点，3）掌握单作用叶片泵、双作用叶片泵的原理、特性，4）熟悉柱塞泵的原理和特性，5）熟悉液压马达的原理和主要参数，6）了解液压马达中的气穴现象、噪声问题及液压泵的选用。5、液压缸1）了解活塞缸、柱塞缸及其它液压缸的结构特点，2）熟悉液压缸的典型结构和组成，3）掌握液压缸的基本设计和计算方法。6、液压阀1）熟悉液压阀的作用和分类，2）熟悉液压阀的液动力、卡紧力等问题，3）掌握单向阀、换向阀的原理、结构、作用，4）掌握溢流阀、减压阀、顺序阀的结构原理、工作特性和作用，5）掌握节流阀、调速阀的结构、原理、作用，6）了解伺服阀、比例阀、数字阀、叠加阀的原理和特性。7、液压辅助装置熟悉蓄能器、滤油器、油箱、热交换器、管接头的功用、结构特点和主要性能指标。8、调速回路1）掌握节流调速回路的特性，2）熟悉各种容积调速回路及容积节流调速回路的特性，3）熟悉三类调速回路的比较与选用。9、其它基本回路1）掌握各种压力回路的原理，2）掌握各类快速运动回路及速度换接回路、3）熟悉各种换向回路和锁紧回路及多缸运作回路。10、典型液压系统1）掌握组合机床动力滑台液压系统的原理和特性，2）熟悉汽车起重机液压系统的构成及工作过程。11、液压系统的设计和计算1）熟悉液压系统的设计过程2）熟悉液压系统的设计内容和方法。12、液压伺服系统1）了解液压伺服系统工作原理，2）了解液压伺服系统基本类型和应用特点。13、气压传动1）熟悉气压传动的特点，2）熟悉气压元件的结构特点和选择使用，3）了解气动系统逻辑控制及其电气组合控制的实现方法，4）能阅读气压传动系统图。

（三）学时分配第1章概论

2学时教学第2章液压传动基本知识

5学时教学

2学时实验第3章液压泵和液压马达

5学时教学第4章液压缸

2学时教学第5章液压控制阀

6学时教学第6章液压辅助装置

自学第7章液压基本回路和常用回路

4学时教学

2学时实验第8章典型液压系统

2学时教学第9章液压系统的设计和计算

2学时教学第10章液压伺服系统

2学时教学第11章气压传动概述

2学时教学第12章压缩空气的主要特性及流动规律

2学时教学第13章气动元件

4学时教学第14章气动基本回路和常用回路

2学时教学第15章气动系统设计

2学时教学

2学时实验小计

42学时教学

6学时实验合计

48学时（四）课程内容的重点、难点1、概论重点：液压与气压传动系统的工作原理，系统的组成及其特点。难点：系统工作压力是负载决定的。2、液压传动基本知识重点：1）伯努利方程及液体流动时的压力损失与孔口、缝隙流量计算。2）液压传动系统介质种类，液压油特性及其选择使用要求难点：液体动力学方程及压力损失、缝隙流量的计算。3、液压泵和液压马达重点：泵和马达性能参数的计算；齿轮泵，单双作用叶片泵，柱塞泵及液压马达，摆动马达的工作原理、参数计算、结构特点和应用。难点：液压泵的困油现象，限压式变量叶片泵流量—压力特性分析。4、液压缸重点：液压缸的种类和特点，液压缸参数的计算和主要尺寸的确定，气缸耗气量的计算，液压缸密封。难点：液压缸与气缸缓冲的计算5、液压控制阀重点：液压控制阀的分类和作用，压力控制阀、流量控制阀和方向控制阀的类型、工作原理、性能分析和选择。难点：三位滑阀中位机能，溢流阀静态特性，调速阀工作原理特性6、液压辅助装置重点：蓄能器、滤油器、油箱、热交换器、管接头的功用、结构特点和主要性能指标难点：蓄能器、滤油器、油箱、热交换器的计算选择7、液压基本回路和常用回路重点：节流阀、调速阀节流调速回路，容积调速和容积节流调速回路的工作原理、压力控制回路、同步回路、顺序动作回路等特性和应用。难点：调速回路的速度刚度，定量泵—变量马达容积调速的调整范围小的原因。8、典型液压系统重点：系统的工作原理和特点。难点：系统功能及特性分析；9、液压系统的设计和计算重点：系统设计方法和设计过程，基本参数的设计计算和确定。难点：系统工况参数的分析计算和回路确定。10、液压伺服系统重点：液压伺服系统工作原理和应用特点。难点：典型的伺服控制元件工作原理。11、气压传动概述重点：气动技术特性，气动系统组成和各部分的作用。难点：气动与其他传动控制技术的区别12、压缩空气的主要特性及流动规律重点：压缩空气的湿度和气体状态变化，气体运动的基本方程，气动元件的流通能力，压缩空气在管道中的流动特性。难点：露点的概念，压缩空气在管道中的流动特性与液体流动的区别。13、气动元件重点：压缩空气品质及其净化系统设备组成，气动元件的类型、结构原理及其应用，常用气动元件的特性及选择使用。难点：工作原理和特性分析，元件结构对其工作性能的影响。14、气动基本回路和常用回路重点：基本逻辑功能控制回路、往复顺序动作、互锁、压力及速度控制回路。难点：逻辑功能控制回路、往复动作控制回路。15、气动系统设计重点：多缸单往复系统的信号—动作线图设计法。难点：工作程序的确定，障碍信号的处理方法。三、课程改革及特色1、丰富多彩的教学手段：本课程采用多媒体及双语教学，结合技术发展及时更新教学内容。2、面向对象的教学理念：采用学生易于理解并接受的教学方法，渐进式地强化教学过程，教学内容上注重由浅入深，由简单到复杂。在有限的课堂教学时间内侧重于液压与气动传动的组成、工作原理以及工作特性分析，液压与气动元件的组成及工作原理，其结构原理在实践环节中来完成。3、以集成式教学为载体，培养复合型人才：教学中结合实际工程问题和个案分析来学习融合理论，调动学生的主动性和积极性，明确学习目的。4、以创新教育为核心，坚持理论与实践相结合：本课程还开设动手实验课，将理论教学和创新实践相结合，培养学生的实际专业能力。四、教材及参考书推荐教材：1、明仁雄主编，“液压与气压传动”，北京：国防工业出版社，2003.10参考书：1、左健民主编，液压与气压传动，北京：机械工业出版社，19962、何存兴、张铁华主编，液压传动与气压传动，武汉，华中理工大学出版社，

19983、姜继海等主编，液压与气压传动，北京：高等教育出版社，20024、Anthon