液压与气压传动课程教学大纲

《液压与气压传动》课程教学大纲

课程名称：液压与气压传动

英文名称： Hydraulic and Pneumatic Transmission

课程编码： 51510501

学时/学分： 46 / 2.5

课程性质：必修课

适用专业：机械设计制造及其自动化、过程装备与控制工程、车辆工程、材料成型与控制工程、包装工程等机械设计与近机类工科专业

先修课程：机械制图、理论力学、材料力学、机械原理

一、课程的目的与任务

本课程是机械设计及近机类工科专业的一门专业基础课，在机械类专业课程体系中起到承上启下的重要作用。本门课程通过授课、实验等教学环节，使学生熟悉液压与气压传动的基础知识，掌握各种液压与气动元件的结构特点、工作原理及其应用，掌握基本回路的组成和分析方法；掌握液压与气动系统的分析及设计方法，了解液压技术领域中的新理论、新技术、新知识。通过本课程的学习，使学生能正确选用液压和气动元件，初步具备对液压与气动系统进行分析和调试的能力，提高学生分析和解决工程实际问题的能力。

二、教学内容及基本要求

第一章绪论及液压基础知识

教学目的和要求：学习本门课程所必备的流体力学基础知识，主要介绍结论性内容和如何应用，学生应在课下自学相关理论。

教学重点和难点：工作介质的粘性，流体力学三大定理。

教学方法与手段：课堂讲授为主，适当安排自学内容，培养学生的自学能力。

教学内容：

第一节绪论

第二节液压传动工作介质

第三节流体力学三大方程及应用

第四节管道压力损失，孔口的流量特性

第五节空穴现象和液压冲击

复习与作业要求：在本章课后习题中选择2-3 道典型题作为作业。

考核知识点：液压传动的工作原理和系统的组成；液压油的粘性和粘度概念；液压传动系统图形符号；液压传动的优缺点；液压流体力学基础知识；液体流态，管道

压力损失；孔口的流量特性；空穴现象、液压冲击等概念。

辅助教学活动：布置一定的自学内容。

第二章液压动力元件

教学目的和要求：掌握齿轮泵和叶片泵的结构和工作原理，初步掌握其设计计算方法和选型方法。

教学重点和难点：理解齿轮泵和叶片泵的专业术语，机械效率、容积效率的含义；齿轮泵、叶片泵的结构特点。

教学方法与手段：课堂讲授为主，采用实验教学相结合的方法。

教学内容：

第一节液压泵概述

第二节齿轮泵

第三节叶片泵

*第四节柱塞泵

第五节液压泵的选用

复习与作业要求：在本章课后习题中选择2-3 道典型题作为作业。

考核知识点：齿轮泵、叶片泵的专业名词解释、概念、设计计算、选型；了解限压式变量泵的工作原理。

辅助教学活动：课堂实物模型观查；安排齿轮泵、叶片泵的装拆和泵性能测试实验，加强感性认识。

第三章液压执行元件

教学目的和要求：初步掌握液压马达和液压缸的设计计算和选型，了解其典型结构。

教学重点和难点：液压缸的差动连接分析；设计计算。

教学方法与手段：课堂讲授为主。

教学内容：

第一节液压马达

第二节液压缸

复习与作业要求：在本章课后习题中选择2-3 道典型题作为作业。

考核知识点：液压马达的专业名词解释、概念、设计计算、选型；液压缸：典型结构、分类。

辅助教学活动：课堂实物模型观查；图片。

第四章液压控制元件

教学目的和要求：重点掌握压力控制阀、流量控制阀、方向控制阀的工作原理及其在系统中的作用。

教学重点和难点：先导式溢流阀的工作原理，调速阀的工作原理；三位滑阀的工作原理和中位机能。

教学方法与手段：课堂讲授为主，结合实验教学。

教学内容：

第一节方向控制阀

第二节压力控制阀

第三节流量控制阀

*第四节二通插装阀

第五节液压阀的连接

复习与作业要求：在本章课后习题中选择2-3 道典型题作为作业。

考核知识点：方向控制阀、压力控制阀、流量控制阀的名称、职能符号画法、分类、基本工作原理、专业名词、选用原则。

辅助教学活动：课堂实物模型观查；配合元件装拆实验了解内部结构，配合溢流阀性能实验加深其专业名词的理解和工作原理的认识，锻炼动手能力；通过习题课引导学生解计算题的思路；利用讨论课加强交流，发现学生的问题，激发学生主动学习的积极性。

第五章液压辅助元件

教学目的和要求：了解液压辅助元件的作用、职能符号画法和选用原则。

教学重点和难点：蓄能器、过滤器、油箱的作用和选用原则。

教学方法与手段：课堂讲授为主。

教学内容：

第一节管路和管接头

第二节油箱

第三节过滤器

第四节密封装置

第五节蓄能器

考核知识点：蓄能器、过滤器、油箱、密封装置、管接头：职能符号、功能、类型、基本要求、设计及选用原则。

第六章液压传动基本回路

教学目的和要求：掌握液压传动基本回路工作原理，具备初步设计基本回路的能力。

教学重点和难点：利用溢流阀远程控制口多级调压；速度控制回路的设计计算。

教学方法与手段：课堂讲授为主，实验演示为辅。

教学内容：

第一节压力控制回路

第二节速度控制回路

第三节多缸工作控制回路

第四节其它回路

复习与作业要求：复习压力控制阀和调速阀的工作原理；在本章课后习题中选择2-3 道典型题作为作业。

考核知识点：回路工作原理分析包括：压力控制回路、速度控制回路、多缸工作控制回路；压力控制回路、调速回路的设计计算。

辅助教学活动：通过基本回路演示实验加深对基本回路工作特点的认识，安排习题课，通过分析典型液压系统讨论基本回路综合应用，提高学生对基本回路的分析和计算能力；利用讨论课加强交流，激发学生主动学习的积极性。

第七章、液压系统设计简介

教学目的和要求：对液压系统设计的步骤和方法有初步了解。

教学方法与手段：课堂讲授为主，布置自学。

教学内容：

第一节明确设计要求、进行工况分析

第二节拟定液压系统原理图

第三节液压元件的计算和选则

第四节液压系统的性能验算

第五节绘制工作图和编制技术文件

考核知识点：不考核

第八章、气压传动基础知识

教学目的和要求：学习气压传动的必备知识，对气压传动系统大致了解。

教学重点和难点：气压传动基础构件和气源装置的组成。

教学方法与手段：课堂讲授为主。

教学内容：

第一节气压传动基础知识

第二节气源装置及其气动辅助元件

复习与作业要求：复习空气的物理性质和气体状态方程。

考核知识点：气源装置的组成及其气动辅助元件的职能符号。

辅助教学活动：实验室参观观查。

第九章、气压传动元件

教学目的和要求：掌握气压传动元件的结构与工作原理。

教学重点和难点：压力控制阀、梭阀、双压阀、快速排气阀的工作原理。

教学方法与手段：课堂讲授为主，配合实验室观查。

教学内容：

第一节气动执行元件

第二节气动控制元件

*第三节气动逻辑元件

复习与作业要求：复习液压元件结构和工作原理。

考核知识点：压力控制阀、梭阀、双压阀、快速排气阀的职能符号、工作原理。

辅助教学活动：参观实验室。

第十章、气压传动基本回路

教学目的和要求：掌握气压传动基本回路工作原理，具备初步设计基本回路的能力。

教学重点和难点：安全保护和操作回路的分析设计。

教学方法与手段：课堂讲授为主。

教学内容：

第一节换向回路

第二节速度控制回路

第三节压力控制回路

第四节延时回路

第五节安全保护和操作回路

复习与作业要求：复习液压传动基本回路，在本章课后习题中选择2-3 道典型题作为作业。

考核知识点：回路工作原理分析与设计包括：延时回路、安全保护和操作回路、压力控制回路、速度控制回路、多缸工作控制回路等。

辅助教学活动：实验室观查。

第十一章、气动程序系统设计

教学目的和要求：了解微机控制气压传动系统构成和气动行程程序控制系统的设计方法。

教学重点和难点：多缸单往复气动行程程序控制系统X/D线图法。

教学方法与手段：课堂讲授为主，实验教学为辅。

教学内容：

第一节行程程序控制系统的设计步骤

第二节多缸单往复行程程序回路设计

复习与作业要求：在本章课后习题中选择2-3 道典型题作为作业。

考核知识点：气动行程程序控制回路的设计方法(多缸单往复系统X/D线图法)；

微机控制气压传动系统构成。

辅助教学活动：通过微机控制气压传动实验（设计性实验）提高学生的综合能力。

三、课程教学的有关说明

1．自学要求

为了培养学生整理归纳，综合分析和处理问题的能力，可安排一部分内容，课上教师只给出自学提纲，不作详细讲解，课后学生自学。

2．课内习题课的安排及学时

在讲完第四章和第六章后分别安排1节习题课。参考学时总数2学时。

3．充分利用多媒体等现代化教学手段，拓展学生思路，增强教学效果。

4．对学生能力培养的要求

通过课堂讲授、讨论、习题课、课外作业、实验等教学环节的教学，重点培养学生的自学能力，动手能力，分析问题，解决问题的能力。具有对常用液压与气压元件设计和选型的基本能力，能够运用所学知识对一般液压与气压系统进行分析和初步设计。

四、考试大纲

1．考试的目的与作用

液压与气压传动是机械设计制造及其自动化专业及近机类工科专业的一门技术基础课。学生的考试成绩是对其学习水平评价的重要因素之一，通过复习考试，可以巩固学生所学液压与气压传动的基本理论，加深对液压与气动各类元件的工作原理、结构、性能、基本回路的特点以及系统设计方法的认识；教师通过考试可以考核学生对所学知识点的掌握程度，找出共性问题；另外，通过考试还可以检查教学效果，为今后进一步提高液压与气压传动课程的教学质量，促进课程建设提供重要的参考依据。

2．考核内容与考核目标

本课程是以流体为工作介质实现机械传动和控制的目标，要求掌握液压、气压传动中的两个重要参数---压力、流量的基本概念；掌握常用的液压元件的工作原理和结构特点，能够运用所学知识分析常用基本回路的工作情况；熟悉液压传动中常用的实验和测试方法；了解常用气动阀的结构，工作原理及气控程序系统设计方法；具有分析一般液、气压系统和初步设计的能力。

3．主要参考书

[1]田勇，高长银主编.液压与气压传动技术及应用．电子工业出版社, 2011.7

[2]左健民主编．液压与气压传动（第4版）．机械工业出版社, 2007.5

[3]许福玲，陈尧明主编．液压与气压传动（第3版）．机械工业出版社, 2007.5

[4]王积伟，章宏甲，黄谊主编.液压与气压传动（第2版）．机械工业出版社, 2007

[5]姜继海，宋锦春等．液压与气压传动．高等教育出版社, 2003年

4．课程考试内容与教材的关系

教材选用田勇，高长银主编的《液压与气压传动技术及应用》（电子工业出版社, 2011.7）。实验教材采用田勇、李晓华主编，校内印刷出版的《液压与气压传动实验指导书》，2009年。课程考试内容与教材基本相符，由于教材适用的学时数与教学大纲不同，因此，根据教学大纲补充讲授的内容也在考试内容之内。

5．分章节的考核知识点

第一章绪论及液压基础知识

液压传动的工作原理和系统的组成；液压传动系统图形符号；液压传动的优缺点；液压流体力学基础知识；液体流态，管道压力损失；孔口的流量特性；空穴现象、液压冲击等概念。

第二章液压动力元件

齿轮泵、叶片泵：专业名词解释、概念、设计、计算、选型；了解限压式变量叶片泵、柱塞泵的工作原理。

第三章液压执行元件

液压马达：专业名词解释、概念、选型；液压缸：分类、类型特点、典型结构、计算。

第四章液压控制元件

方向控制阀、压力控制阀、流量控制阀：名称、图形符号、分类、基本工作原理、专业名词、选用原则。

第五章液压辅助元件

能器、过滤器、油箱、密封装置：职能符号、功能、类型、基本要求、选用原则第六章液压传动基本回路

回路工作原理分析包括：压力控制回路、速度控制回路、多缸工作控制回路。

压力控制回路、调速回路的设计计算。

第七章、液压系统设计简介（略）

第八章、气压传动基础知识

气压传动系统的组成、优缺点；气源及气动辅助装置的职能符号。

第九章、气压传动元件

气缸的分类；压力控制阀、梭阀、双压阀、快速排气阀的职能符号、工作原理。

第十章、气压传动基本回路

回路工作原理分析与设计包括：压力控制回路、速度控制回路、延时回路、安全保护和操作回路、单缸往复动作回路等。

第十一章、气动程序系统设计

了解气动行程程序控制回路的设计方法(多缸单往复系统X/D线图法)。

6．题目类型与考核方式

题目类型：填空、选择填空、判断、简答、问答、分析计算、综合、设计等。

考核方式：闭卷考试

考试时间：120分钟；课程结束后2周内安排考试。

7．成绩评定办法

考试总成绩包含两部分：平时成绩占30％，试卷成绩占70％。其中平时成绩中包含实验报告、作业、课堂提问等。

五、学时分配

教学环节

教学时数

课程内容讲

课

实

验

习

题

课

其

它

小

计

第一章绪论及液压基础知识 5 1 6

第二章液压动力元件 4 1 5

第三章液压执行元件 4 4

第四章液压控制元件 6 1 2 9

第五章液压辅助元件 2 2

第六章液压传动基本回路 6 1 2 9

第七章液压系统设计简介 2 2

第八章气压传动基础知识 1 1

第九章气压传动元件 2 2

第十章气压传动基本回路 2 2

第十一章气动程序系统设计 2 2 4

*典型液压传动系统*4

*液压伺服和电液比例控制技术*4

*气动逻辑元件*4

总计36 6 4 46

注：同一课程名称、学时不同的课程可以参考此表增减学时和相关教学内容；加“*”的属于加深选学内容，可以根据学时和需要增加。

六、课程主要参考书

[1]田勇，高长银主编.液压与气压传动技术及应用．电子工业出版社, 2011.7

[2]左健民主编．液压与气压传动（第4版）．机械工业出版社, 2007.5

[3]许福玲，陈尧明主编．液压与气压传动（第3版）．机械工业出版社, 2007.5

[4]王积伟，章宏甲，黄谊主编.液压与气压传动（第2版）．机械工业出版社, 2007

[5]姜继海，宋锦春等．液压与气压传动．高等教育出版社, 2003年

制定（修订）人：课题组审核人：薛东彬批准人：马晓录

修订时间：2012年12月审核时间：2012年12月批准时间：2012年12月