液气压传动与控制技术
液气压传动及控制教学大纲(无实验)
《液气压传动与控制》课程教学大纲Hydraulic Power and Atmospheric pressure Transmission andControl一、课程教学目标1、任务和地位：本课程是机械类学生必修的一门技术基础课。
通过本课程的学习，培养学生设计液气压系统的初步能力、正确选择液气压元件的能力，使学生具有一定的分析和解决液气压系统实际问题的能力。
为后续专业课程的学习打下基础。
2、知识要求：在大学物理和理论力学课程学习基础上，掌握液气压传动的基本原理及相关的设计计算，为后续相关专业课程学习奠定基础。
3、能力要求：（1）掌握液气压系统的基本概念、液气压元件的工作原理、性能参数和结构特点及正确选型和合理使用，应具有液气压缸设计的基本知识和能力；（2）具有正确分析较复杂机械液气压系统的能力；（3）具有正确设计一般液气压系统的能力；（4）通过液气压传动实验，了解液气压传动的实验方法、测试方法，具有一定的实践能力。
二、教学内容的基本要求和学时分配1、学时分配：2、具体要求：绪论[目的要求] 了解液气压传动的基本原理及系统的组成，了解液气压传动的应用和发展。
[教学内容] 讲解液气压传动的工作原理、组成和表示方法，液压油的黏度和油的可压缩性等主要物理特性；液压油的选用原则。
介绍液气压传动的优缺点及应用和发展。
[重点难点] 液压传动的工作原理，关于压力和流量的两个重要概念；液压系统的组成；液压油的黏度。
[教学方法] 课堂讲授，结合实际中接触到的相关仪器设备讲课。
[作业] 学生复习掌握液气压传动的基本原理及系统的组成。
[课时] 2学时第一章流体力学基础[目的要求] 掌握与液气压技术有关的流体力学基本内容，为本课程的后续学习打下必要的基础。
[教学内容] 液体静力学基础；液体的静压力、静压力基本方程及物理意义，绝对压力、相对压力、真空度，液体对固体壁面的作用力。
液体动力学基础：流动液体的连续性方程和伯努利方程，管路压力损失的计算，液流通过薄壁小孔和细长小孔的流量计算，缝隙的流量公式。
液气压传动与控制实验指导书(正文).docx
实验一油路认识实验一、目的1、了解油路组成，建立起实际油路的感性认识，了解在回路中各种液压元件的作用及使用方法。
2、了解JSX-A型液压综合实验台的构成，熟悉其操作方法，为以后的实验做准备。
二、装置JSX-A型液压综合实验台是根据“液斥传动”等课程的学生分组设计实验的要求而设计的，其各种液压元件基本上都山透明的有机玻璃，并按实物大小制作而成，因而能仔细观察各液压元件内的工作状态。
本实验台正面竖立了一块布满直径6毫米的定位孔矩阵的实验工作板，每个液压元件都冇两个长20毫米的定位销，实验时可将所需液压元件插入实验板上。
实验台桌面右边为“电气控制操作台”。
操作台左边FU为直流24V电磁阀电源的保险管，“电源”为总电源开关，按下开关，按钮开关的红色指示灯亮，同时电压表指示为25—30V,说明控制部分基本正常。
三、实验1、步骤a、首先按实验要求合理、正确布置油路（如图1）。
b、打开总阀的转阀，使油泵无负载。
c、开启“油泵”开关，油泵启动，再把总阀的溢流阀全部打开, 然后关闭总阀的转阀，使油泵的油从溢流阀溢出，此时油泵仍在无负载的情况下运转，总阀上的压力表指针指向零。
d、慢慢地调节总阀的溢流阀，使压力慢慢地升高，最高压力Pmax^lmPa (总阀上压力表读出)，此后即可操作液压回路。
e、按图1布置好回路后，回路半自动循环，快进:1DT通电，其余断电。
油泵(1)油一电磁阀(4) P 口一A 口一油缸无杆。
油缸有杆腔油f电磁阀(4) B 口一T 口一电磁阀(5)-油池。
I进：快进终点1XK发出讯号，IDT、3DT通点，其余断电。
油缸有杆腔油一电磁阀(4) 13 口一T 口一节流阀一油池。
快退：I进终点2XK发出讯号，2DT通电，其余断电。
油泵(1) 油一电磁阀(4) P 口一B 口一油缸有杆腔油。
油缸无杆腔油一电磁阀(4)A 口一T 口一电磁阀(5)—油池。
卸载：4DT通电。
油泵（1）油一电磁阀（3）一油池。
系统压力由溢流阀（2）调定。
07液气压传动与控制课程教学大纲08.3
07液气压传动与控制课程教学大纲08.3第一篇：07液气压传动与控制课程教学大纲08.3液气压传动与控制课程教学大纲课程中文名称：液气压传动与控制课程英文名称：Hydrpenumatic & Control 课程类别：专业基础课程编号: 0803102013 课程归属单位：机械工程学院制定时间：2007年7月一、课程的性质、任务一）课程的性质和任务本课程是机械类各专业的一门专业基础课，主要内容包括液压传动、气压传动和伺服控制等。
其目的是使学生在已有的基本知识的基础上，掌握液气压传动与控制技术方面的基本理论、基本原理及特点和应用方面的知识，以便具有阅读分析、合理选择使用和设计液气压传动与控制系统的能力。
本课程的任务主要是让学生在掌握液气压传动这项专门技术的同时，为后续的相关课程机械加工设备、机电传动与控制、工业机器人、铸造机械化、金属与塑料成形设备、模具制造工艺及设备、农业机械等专业课程提供必要的液气压传动及控制技术基础。
二）课程的基本要求1、掌握液气压传动与控制的流体力学基础和应用范围。
2、掌握液气压传动与控制的基本原理、组成和特点。
了解液压油的性能和选用原则。
3、了解各种标准液气压元件的工作原理、结构特点、工作性能及应用范围，并能根据要求正确选用和使用。
4、掌握缸的结构特点、工作性能和设计计算方法。
5、了解辅助元件的类型、工作原理及应用。
6、掌握各种基本回路的特点，在进行液压系统设计时，能根据工艺要求合理选用。
7、了解液压伺服控制系统原理及应用。
8、能根据工艺要求进行液压系统的设计，并具有阅读和分析中等复杂程度液压原理图的能力。
三）课程的适用专业与学时数1、适用专业：机械类本科机械制造及其自动化、材料成形与控制工程、农业机械等专业。
2、学时安排：总学时为45学时。
其中理论教学40学时，实验教学6学时（课内5学时，课外1学时）。
四）课程与其他课程关系1、先修基础课程：流体力学或材料成形冶金传输原理、工程力学、机械设计、电工学；2、后续专业课程：机械加工设备、机电传动与控制、工业机器人、铸造机械化、金属与塑料成形设备、模具制造工艺及设备、农业机械等。
#《液气压传动与控制》教案
1>典型结构
2>变量机构
4.10 选择液压泵地原则
5执行元件
学时分配：4
教案内容：
☆概述
☆液压缸
☆旋转运动执行元件工作运力、类型和特点
☆液压马达
☆气缸
教案重点难点：
重点：液压缸地类型很多,但活塞式液压缸应用最多,因此活塞式液压缸是重点.对液压缸地基本计算方法,特别是对三种不同联接形式地单杆液压缸地压力ρ(P1、h>、推力F、速度认流量Q及负载FL等量地计算必须掌握.
知识点：
2.1液压油地物理特性
1、密度ρ
2、流体地粘性
粘性地大小可用粘度来衡量,粘度是选择液压用流体地主要指标,是影响流动流体地重要物理性质.
3、液体地可压缩性
4. 比热容
5. 导热性
6.闪点与燃点
7. 润滑性
2.2空气地湿度和含湿量
１. 湿 度
① 绝对湿度 ②饱和绝对湿度③ 相对湿度.
2. 含湿量
液压冲击和气穴
教案重点难点：
本章是整个液压传动课程地理论基础,其主要内容是帕斯卡定律、流动液体地质量守恒定律(连续性方程式>、能量守恒定律(伯努利方程式>、动量定律(动量方程式>、小孔流量公式等,同时也是本章地重点.
伯努利方程式则是上述内容中地重点,也是本章地难点.液压系统地能量及能量损失、效率等地计算,有关油泵、液压装置地吸油高度、安装位置等问题地设计计算等,都离不开伯努利方程式.真空度地概念也是本章地难点,这个概念容易被错误地认为就是零压,即一点压力也没有.
2. 气缸地工作特性
6控制元件
学时分配：8
教案内容：
概述
方向控制阀
压力控制阀
“液气压传动与控制”课程学习指南
“液气压传动与控制”课程学习指南一、课程简介液气压传动与控制技术是现代传动和控制技术的一种重要形式，微电子技术和控制理论学科的发展促进了液气压技术与控制技术的紧密结合和相互渗透，这种技术被广泛的应用于机床、工程机械、冶金机械、农业机械、塑料机械、锻压机械、航空、航天、航海、石油与煤炭等工业领域。
本课程属于专业基础课，适用于机械类各专业。
通过本课程的学习，学生能较全面的掌握液压传动与气压传动的基础知识和专业技能，为后续专业课的学习做知识准备，并为学生今后从事机电液/气设备的设计、制造及使用方面的工作打下基础。
二、教学目标通过本课程的学习，希望学生在学习完成后能够掌握液气压传动技术基本的概念、理论和方法及其在控制工程中的应用；能分析阅读中等复杂的液气压传动图，并对其进行初步的设计和验算；会选择标准元件和设计非标准元件。
三、课程框架与结构要点在教学过程中，因为气压传动与液压传动在工作原理上具有相似性，我们将教材中液压传动和气压传动两方面共十六章的内容融合整理为十一章的内容，以液压传动为主，气压传动为辅，抓共性，显不同。
课程教学共十一章，分别是第一章绪论，介绍液气压传动系统的基本工作原理、系统组成和特点；第二章流体力学基础，介绍液压系统工作介质的特性及选用、流体静力学、流体动力学、能量损失及液压传动相关的其他基础知识；第三章动力元件，介绍容积式泵的基本工作原理(共性工作原理)、泵的性能参数的定义、量纲、相互间的关系及计算；泵的基本结构、工作原理、性能特点及应用范围；第四章执行元件，介绍缸和马达的结构特点、工作原理、性能参数及相关的设计计算；第五章控制元件，介绍各种阀的结构特点，工作原理和应用；第六章辅助元件，介绍各种辅件的工作原理、类型、特点、选择与应用；第七章基本回路，介绍各类基本回路的工作特性及各种回路的特点及其应用；第八章典型液压传动系统分析，介绍典型液气压传动系统的读图及分析方法；第九章液压系统设计计算，介绍液压系统的设计步骤，设计计算方法和相关实例；第十章液压伺服系统，介绍液压伺服控制系统的分类、工作原理和应用；第十一章液气压传动与控制实验，通过实验，使学生了解外齿轮泵、轴向柱塞泵、双作用叶片泵和溢流阀的拆装过程及专用工具的使用了解外齿轮泵、轴向柱塞泵、双作用叶片泵和溢流阀的组成、工作原理、工作过程以及主要零件的结构、作用；了解液压泵的流量、压力、容积效率和总效率的测试方法测试采用节流阀的回油路节流调速回路的速度负载特性。
(完整版)液气压传动与控制实验指导PPT课件
量式）两大类，在机床、工程机械、船舶、压铸及冶金
设备中得到广泛应用。它具有输出流量均匀、运转平稳
、噪声小的优点。叶片泵对油液的清洁度要求较高。
单作用叶片泵工作原理：
1 23
定子 内环为圆
转子 与定子存在偏心e，
铣有z 个叶片槽
压油
吸油
e
叶片 在转子叶片槽内自
由滑动，宽度为B
左、右配流盘， 铣有吸、
压油窗口。
• 2、振 液压传动中的“液压冲击和空穴现象”会产生 很大的振动和噪声。近年来，各国都在研制低噪声的 液压泵等以降低液压系统的噪声。
液气压传动与控制实验
• 3、热 在能量转换和传动过程中，由于存在机 械摩擦、压力损失、泄漏损失，因而易使油液 发热，总效率降低，故液压传动不宜用于远距 离传动。另外，液压油的粘度随油温而变，这 会引起液压执行元件的运动特性的变化，故不 宜在很高和很低的温度条件下工作。
液气压传动与控制实验
1、简单介绍液压与气压传动的工作原理
2、液压与气压传动系统的组成及各个元 件的原理
液气压传动与控制实验
液压与气压传动的工作原理：
液压系统以液压液作
为工作介质，而气动系统 以空气作为工作介质。两 种工作介质的不同在于液 体几乎不能压缩，气体却 具有较大的可压缩性。液 压与气压传动在基本工作 原理、元件的工作机理以 及回路的构成等诸方面是 极为相似的。下面以液压 千斤顶的原理图来介绍它 们的工作原理:
动画演示
1 —转 子 ； 2 —定 子 ； 3 —叶 片
液气压传动与控制实验
双叶片泵的工作原理：
它的作用原理跟单作用叶片泵相似，不同之处只在
于定子内表面是由两段长半径圆弧、两段短半径圆弧和
液气压传动与控制基本回路课件
液气压传动与控制基本回路的应用范围
工业自动化
工程机械
液气压传动与控制基本回路在工业自动化 领域中应用广泛，如生产线上的各种传动 系统、液压千斤顶、气压缸等。
液气压传动与控制基本回路在工程机械中 应用广泛，如挖掘机、起重机、装载机等 。
汽车工业
航空航天
液气压传动与控制基本回路在汽车工业中 应用广泛，如汽车刹车系统、液压减震器 等。
一种开环控制系统。
工作原理
通过比例阀对输入信号进行放大和 转换，输出相应的压力和流量驱动 液压执行元件运动，实现按比例地 响应控制信号。
应用场景
广泛应用于工业自动化、行走机械 、航空航天等领域，用于实现简单 、快速、准确的控制要求。
气压逻辑控制回路
定义
气压逻辑控制回路是指利用气压信号作为输入，通过逻辑阀对气 压执行元件进行控制的一种开环控制系统。
绿色环保
随着环保意识的提高，液气压传动与控制基本回路将更加 注重绿色环保，如降低能耗、减少噪音、减少泄漏等。
多功能化
未来的液气压传动与控制基本回路将向着多功能化方向发 展，如集多种功能于一体，实现更加全面的功能。
02
液气压传动基本回路
方向控制回路
换向回路
利用液控或电控阀改变油液流向，控 制执行元件的运动方向。
工作原理
通过比较输入信号与输出信号的 偏差，经过控制器对偏差进行放 大和滤波处理后，输出信号驱动 液压执行元件运动，直至偏差为
零。
应用场景
广泛应用于精密机械加工、航空 航天、汽车等领域，用于实现高 精度、高响应速度的控制要求。
液压比例控制回路
定义
液压比例控制回路是指通过调节 液压执行元件的输入压力和流量 ，使其按比例地响应控制信号的
液气压传动及控制8
第八章液压系统控制元件（Control Components in Hydraulic Systems）8.1概述（INTRODUCTION）在任何液压传动系统中最重要的条件之一是控制。
如果控制元件选择不正确，整个系统起不到所需要的作用。
液压传动主要是通过称为液压阀的控制元件来实现控制的。
控制元件的选择不仅涉及到它的类型而且还要考虑其尺寸大小，操纵技术和远控能力。
控制元件有三种基本类型：✵方向控制阀；✵压力控制阀；✵流量控制阀。
方向控制阀在回路内部确定流动路线。
例如，它们确定液压缸或液压马达的工作方向。
控制流动路线的元件主要有单向阀、梭形阀和二位、三位、四位换向阀。
压力控制阀防止系统超载，它可能是由于流体需要压缩而逐渐形成的可能是由于阀开启或关闭所产生的突然冲击。
逐渐形成的压力是由溢流阀、减压阀、顺序阀、卸荷阀和平衡阀来控制的。
当然，压力反馈的油泵也能用于防止超载。
压力冲击能瞬时产生比正常系统压力高四倍的压力。
吸震器是用来消除压力冲击和衰减液压震动的液压装置。
此外，对液压回路的各管道中的流量也必须进行控制。
例如，控制决定于流量的执行元件的速度。
这类控制是通过使用流量控制阀来实现的。
变量泵也能用来控制执行元件的速度除非系统包含每一个都必须以不同的速度工作的几个执行元件。
在这种情况下就需要独立式的流量控制阀。
不平衡的流量控制阀用于不需精确的速度控制，此时由于经过流量控制阀的压降而使流量发生变化。
压力平衡流量控制阀自动调节压降的大小以保持恒定的流量。
了解各种控制元件的主要功能和工作原理是很重要的。
这类知识对于功能完善的系统是需要的，而且导致改进指定用途的流体传动系统革新方法的发现。
这是面对流体传动系统设计者最大的挑战之一。
8.2 方向控制阀（DIRECTIONAL CONTROLVALVES）一、单向阀（CHECK VALVE）✵功用：使液体只能单向通过。
✵性能要求：压力损失小，反向截止密封性好。
✵分类：普通单向阀，液控单向阀。
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液力传动----用液体的流动的动能来冲动机械装置，使液体的动
能转换成机械能，进行做功，如水轮机和农村用的水磨、离心泵涡轮机组等。常见如水力发电。
液压传动----将机械能转换为液体的压力能，并依靠压力能转换
来实现能量的传递，也称为静压传动或容积式传动。如油压千斤顶、 水压机、机床上的液压传动。
两种工作原理图： 1、半结构式 —直观，画法复杂。 2、职能符号 — 画法简单，清晰。
注意：
1）职能符号只表示元件的职能和管路的 连接，不反映结构参数和安装位置。 2）图上所示位置是静态位置或零位。
教材附录：常见液气压图形符号 返回
§1-3 液压与气动的优缺点
一、液压传动的优缺点 1、优点 （1）体积小、重量轻、结构紧凑 外形尺寸是同功率电机的12%， 重量 〃 〃 10-20%。 （2）可以实现无级调速 （3）传递运动平稳、润滑好、寿命长 （4）易于实现自动化 （5）易于实现过载保护 （6）“制造容易”
两个重要参数： 1、速度取决于流量 速度取决于流量 工作台的移动速度是通过节流阀来调节的。 速度是由单位时间内进入液压缸的油量即流 2、压力决定于负载 压力决定于负载 液压泵提供高压油；溢流阀调节系统压力，工作克服负载运动。 量决定的。
二、液压系统组成 组成
（1）、动力元件 — 泵（机械能 压力能） 机械能） （2）、执行元件 — 缸、马达（压力能
液气压传动与控制技术
第一讲： 第一章 液气压传动概述
第一章 液气压传动概述
目的任务
掌握液压与气压传动的原理、 掌握液压与气压传动的原理、特点和组成 了解液压与气压传动的优缺点、应用和发展 了解液压与气压传动的优缺点、
重点难点 教学方法
原理、 原理、特点 利用课件， 利用课件，以讲授为主
内
绪论
容
液压与气动工作原理及组成部分(课件) 液压与气动的优缺点 液压与气动在机械工业中的应用 液压传动与气压传动发展概况 返回
2、气压传动的缺点
（1）工作速度稳定性稍差 （2）不易获得较大的推力或转矩 （3）有较大的排气噪声 （4）因空气无润滑性能，需在气路中设置给 油润滑装置。
返回
§1-4液压与气动技术的应用
工程机械 起重运输 矿山机械 建筑机械 农业机械 冶金机械 锻压机械 机械制造 轻工机械 汽车工业 智能机械 推土机、挖掘机、压路机 汽车吊、叉车、港口龙门吊 凿岩机、提升机、液压支架 打桩机、平地机、液压千斤顶 拖拉机、联合收割机 压力机、轧钢机 压力机、模锻机、空气锤 组合机床、冲床、自动线、气动扳手 打包机、注塑机 汽车中的转向器、减振器、自卸汽车 模拟驾驶舱、机器人
传动——传递运动和动力的方式 传动
机械(齿轮、齿条、皮带) 常见传动 电气 (电灯、冰箱、多媒体电脑) 气体 流体 液体 液压*—物理（帕斯卡原理） 液力—流力（动量矩定理） —
液压传动——利用液体压力能实现运动和动力传动方式 液压传动 气压传动——利用气体压力能实现运动和动力传动方式 气压传动
液体传动----以液体为工作介质进行能量传递和控制的方式。
油压千斤顶
帕斯卡定律：加在密闭容器中的流体， 帕斯卡定律 任一部分的压强必然按照原来的大小 由流体向各个方向传递。
返回
一、工作原理
19、工作台 18、液压缸 16、换向阀 13、节流阀 13 11、开停阀 7、溢流阀 4、液压泵 2--液压能----机械能的能量转化过程
2、缺点
（1）有泄漏，效率低。 （2）油温变化时对传动性能有影响。 （3）制造精度要求高。 （4）故障不易查找。
二、气压传动的优缺点
1、气压传动的优点 （1）以空气为工作介质，来源方便，且用后可直接 排入大气而不污染环境。 （2）空气的黏性很小，其损失也很小，节能、高 效，适于元距离输送。 （3）动作迅速、反应快、维护简单、不易堵塞 （4）工作环境适应性好，安全可靠 （5）成本低、过载能自动保护
平面磨床
四柱液压机
注塑机
挖掘机
推土机
升降机
汽车式升降台
返回
§1-5 液压传动发展概况
1、液压技术的发展
17世纪中叶 帕斯卡提出静压传递原理 18 18世纪末 英国制成第一台水压机 19世纪 炮塔转位器、六角车床和磨床 第二次世界大战 兵器（功率大、反应快） 战后转向民用 机械、工程、农业、汽车 20世纪60年代后 发展为一门完整的自动化技术 现在国外 95%工程机械、90%数控加工中心、 95%以上的自动线采用液压传动。 采用液压传动的程度成为衡量一个国家工业水平的重要标志
2、气动技术的发展
气动技术历史悠久，自然风力推动风车 19世纪中叶，空气压缩机在英国问世 19世纪七十年代开始在采矿业使用风镐 19世纪八十年代美国研制了火车的气动刹车 第二次世界大战以后，各国生产的迅速发展和经济繁 荣，气动技术应运而生 20世纪60年代以来，气动元件的发展速度已超过了液 压元件 返回
（3）、控制元件 — 阀（控制方向、压力及流量） （4）、辅助元件 —油箱、油管、滤油器、压力表 （５）、工作介质—液压油
气动系统的组成
动力元件—获得压缩空气的能源装置 执行元件—气缸和气马达 控制元件—各种控制阀（压力、流量、方向） 辅助元件—消音器、管件、油雾器、贮气罐 工作介质—压缩空气
三、图形符号