液壓與氣壓傳動教學大綱

1、液壓與氣壓傳動教學大綱學 分：2.5 總 學 時：45理論學時：36 實驗學時：9面向?qū)I(yè)：農(nóng)業(yè)機械化及其自動化 電氣工程及其自動化 交通運輸 農(nóng)業(yè)機械化師范大綱執(zhí)筆人：康景峰 大綱審定人：康景峰一、說明1、課程的性質(zhì)、地位和任務(wù)“液壓與氣動傳動”是機械類及其自動化專業(yè)的技術(shù)基礎(chǔ)課程。通常來講，一般的機械設(shè)備是由動力裝置，傳動裝置，工作執(zhí)行裝置和控制操縱裝置組成。傳動裝置有機械傳動，電力傳動，液壓傳動，氣壓傳動和它們的組合等形式。液壓傳動是與機械傳動，電力和氣壓傳動等相并列的一種傳動形式，是機械設(shè)備設(shè)計、使用和維護所必須掌握的技術(shù)和知識。讓學生掌握液壓與氣壓傳動的基礎(chǔ)知識，掌握各種液壓和氣動元

2、件的工作原理、特點、應(yīng)用和選用方法，熟悉各類液壓與氣動基本回路的功用、組成和應(yīng)用場合，了解國內(nèi)外先進技術(shù)成果在機械設(shè)備中的應(yīng)用。2、課程教學的基本要求先修課程：理論力學，材料力學，電工技術(shù)，電子技術(shù)，測試技術(shù)，自動控制原理，機械原理，機械設(shè)計，金屬工藝學，機械工程材料。通過液壓與氣動技術(shù)課程的講授使學生掌握與液壓與氣動技術(shù)相關(guān)的流體力學基礎(chǔ)和液壓傳動及氣壓傳動方面的知識，為后續(xù)的課程學習、設(shè)計訓(xùn)練和畢業(yè)后的工作奠定基礎(chǔ)。其中主要要求為，掌握液壓與氣動技術(shù)的基本理論和知識；具有分析和維護液壓與氣動系統(tǒng)的能力；具有設(shè)計一般液壓與氣動技術(shù)系統(tǒng)的能力。3、課程教學改革總體設(shè)想：在有限的課堂教學時間內(nèi)側(cè)

3、重于液壓與氣動傳動的組成、工作原理以及工作過程，液壓與氣動元件的組成及工作原理，其結(jié)構(gòu)在實踐環(huán)節(jié)中來完成。二、教學大綱內(nèi)容（一） 課堂理論教學第一章 緒論 (2學時)第一節(jié) 液壓與氣壓傳動的基本概念、工作原理及其組成液壓與氣壓傳動的基本概念、基本工作原理及其主要組成第二節(jié) 液壓與氣壓傳動的優(yōu)缺點以及液壓油的特性和選擇液壓與氣壓傳動與機械傳動、電氣傳動相比所具有的優(yōu)點與缺點氣壓傳動系統(tǒng)與液壓傳動系統(tǒng)相比所具有的優(yōu)點和缺點液壓油選用的要求和原則本章重點：液壓與氣壓傳動系統(tǒng)的工作原理，系統(tǒng)的組成及其特點。難點：系統(tǒng)工作壓力是負載決定的。建議教學方法：采用啟發(fā)式教學與形象化教學相結(jié)合，通過多媒體教學方

4、式增加學生的感性認識。思考題：液壓傳動的基本概念 液壓與氣壓傳動的的組成及其主要特點 液壓傳動的工作介質(zhì)的主要性能 液壓油的選用應(yīng)考慮哪幾方面第二章 液壓與氣壓傳動流體力學基礎(chǔ)（2學時） 第一節(jié) 液體靜力學液體的壓力、壓力分布、壓力的表示方法與壓力傳遞第二節(jié) 液體動力學液體動力學的基本概念、連續(xù)性方程、伯努利方程和動量方程。第三節(jié) .液體流動時的壓力損失與孔口、縫隙流量壓力損失的形式、孔口流量與縫隙流量的計算第四節(jié) 氣體靜力學理想氣體靜力學方程，熱力學第一定律，靜態(tài)氣體的狀態(tài)變化第五節(jié) 氣體動力學氣體流動的基本概念，基本方程，氣體管道的阻力計算，氣體的通流能力第六節(jié) 液壓沖擊和空穴現(xiàn)象液壓沖擊

5、和空穴產(chǎn)生的原因與防止措施本章重點：伯努利方程及液體流動時的壓力損失與孔口、縫隙流量計算。液壓傳動系統(tǒng)介質(zhì)種類和對其要求及其選擇。建議教學方法：采用啟發(fā)式教學與形象化教學相結(jié)合，使學生重點掌握液體動力學方程及壓力損失、縫隙流量的計算、液壓沖擊的形成原因及危害。思考題：連續(xù)性方程的本質(zhì)、物理意義。液壓沖擊和空穴產(chǎn)生的原因與防止措施。伯努利方程的物理意義、理想液體伯努利方程和實際液體伯努利方程的區(qū)別。第三章 液壓與氣壓傳動動力元件 （6學時）第一節(jié) 概述液壓泵的工作原理和分類第二節(jié) 齒輪泵齒輪泵和液壓馬達的工作原理、流量計算、齒輪泵和馬達結(jié)構(gòu)中的特點第三節(jié) 葉片式液壓泵葉片式液壓泵的工作原理、流量

6、計算以及結(jié)構(gòu)中存在的幾個問題。變量葉片泵的工作原理與結(jié)構(gòu)特點。第四節(jié) 柱塞泵柱塞泵的工作原理、流量計算以及結(jié)構(gòu)中存在的幾個問題。柱塞泵的工作原理與結(jié)構(gòu)特點。第五節(jié) 其它液壓泵螺旋泵、轉(zhuǎn)子泵的工作原理與結(jié)構(gòu)特點。第六節(jié).氣源裝置氣壓系統(tǒng)對壓縮空氣的要求與凈化；氣源裝置的組成和布置及空氣壓縮機。重點：泵和馬達性能參數(shù)的計算；齒輪泵，單雙作用葉片泵，柱塞泵及軸向柱塞馬達，擺動馬達的工作原理、參數(shù)計算、結(jié)構(gòu)特點和應(yīng)用，氣壓系統(tǒng)對壓縮空氣的要求與凈化。難點：液壓泵的困油現(xiàn)象，限壓式變量葉片泵流量壓力特性分析。 建議教學方法：充分發(fā)揮實驗教學的優(yōu)勢，以實驗教學為重點，結(jié)合具體實物詳細講解其結(jié)構(gòu)特點。 思考

7、題： 液壓泵性能參數(shù)的計算。 容積式液壓泵的工作原理。 齒輪泵的困油現(xiàn)象、困油現(xiàn)象的危害和如何消除。雙作用式葉片泵和單作用式葉片泵的優(yōu)缺點。在設(shè)計氣壓傳動系統(tǒng)中，應(yīng)如何選擇空氣壓縮機。第四章 液壓與氣壓傳動執(zhí)行元件（4學時）第一節(jié) 液壓缸的類型、特點和結(jié)構(gòu)液壓缸的類型和特點以及液壓缸的速度與流量的關(guān)系、牽引力與壓力的關(guān)系?；钊?、柱塞式、伸縮式、擺動式液壓缸的結(jié)構(gòu)特點與工作原理。第二節(jié) 液壓缸和氣缸的設(shè)計計算 液壓缸與氣缸結(jié)構(gòu)中應(yīng)注意的幾個問題以及設(shè)計步驟。 液壓缸主要參數(shù)的確定。 氣缸耗氣量的計算 缸結(jié)構(gòu)強度計算和穩(wěn)定性驗算。第三節(jié) 緩沖裝置的設(shè)計計算 緩沖裝置的工作原理、液壓缸與氣缸緩沖裝

8、置的設(shè)計計算第四節(jié) 液壓與氣壓馬達 液壓馬達及氣壓馬達的分類、特點、主要性能參數(shù)；高速及低速大轉(zhuǎn)矩液壓馬達；重點：液壓缸的種類和特點，液壓缸參數(shù)的計算和主要尺寸的確定，氣缸耗氣量的計算，液壓缸密封。難點：液壓缸與氣缸緩沖的計算建議教學方法：充分發(fā)揮多媒體課件實驗教學的優(yōu)勢，以實驗教學為重點，結(jié)合具體實物詳細講解其結(jié)構(gòu)特點。思考題：液壓缸的結(jié)構(gòu)特點以及性能參數(shù)的計算，液壓馬達的性能參數(shù)及計算。 比較葉片式和齒條式擺動缸都是獲得往復(fù)回轉(zhuǎn)運動的液壓缸的特點 氣缸的主要件用鋁或鋁合金制造，而液壓缸的主要件用鋼鐵制造的原因。 第五章 液壓與氣壓傳動控制調(diào)節(jié)元件（6學時）第一節(jié) 概述液壓閥的分類。對液壓閥

9、的基本要求。第二節(jié) 方向閥單向閥的結(jié)構(gòu)與工作原理。換向閥的結(jié)構(gòu)與工作原理。第三節(jié) 壓力閥溢流閥的結(jié)構(gòu)與工作原理。減壓閥的結(jié)構(gòu)與工作原理。順序閥的結(jié)構(gòu)與工作原理。壓力繼電器的結(jié)構(gòu)與工作原理第四節(jié) 流量閥 節(jié)流口的流量特性。節(jié)流閥和調(diào)速閥的結(jié)構(gòu)特點與工作原理。第五節(jié) 插裝閥插裝方向閥的結(jié)構(gòu)與工作原理 插裝壓力閥的結(jié)構(gòu)與工作原理 插裝流量閥的結(jié)構(gòu)與工作原理第六節(jié) 其它液壓閥數(shù)字閥、邏輯閥與比例閥的結(jié)構(gòu)特點與工作原理。重點：單向閥，換向閥工作原理，三位滑閥中位機能，溢流閥、減壓閥、順序閥工作原理、性能和應(yīng)用，節(jié)流閥和調(diào)速閥工作原理、性能。難點：三位滑閥中位機能，溢流閥靜態(tài)特性，調(diào)速閥工作原理特性。 建

10、議教學方法：充分發(fā)揮多媒體課件及實驗教學的優(yōu)勢，以實驗教學為重點，結(jié)合具體實物詳細講解其結(jié)構(gòu)特點。 思考題：液壓控制閥的工作原理結(jié)構(gòu)特點與性能參數(shù)。 分析比較溢流閥、減壓閥和順序閥的作用及差別。 溢流閥和節(jié)流閥都能作背壓閥用，其差別何在？ 插裝溢流閥和插裝節(jié)流閥的原理圖。 氣壓換向閥和液壓換向閥的主要區(qū)別。第六章 液壓與氣壓傳動系統(tǒng)輔助元件（1學時）蓄能器、過濾器、管件、密封裝置等的功用。 第七章 液壓與氣壓傳動回路（4學時）第一節(jié) 調(diào)速回路調(diào)速原理和調(diào)速回路的分類。采用節(jié)流閥的節(jié)流調(diào)速回路。容積調(diào)速回路。 容積-節(jié)流調(diào)速回路。調(diào)速回路的比較。第二節(jié) 快速運動和速度換接回路快速運動回路。速度換

11、接回路。第三節(jié) 壓力控制回路調(diào)壓回路。減壓回路。卸荷回路。平衡回路。保壓回路。增壓回路。穩(wěn)壓回路第四節(jié) 多缸工作控制回路 順序動作回路。同步回路。多缸快速互不干擾回路。第五節(jié) 其它控制回路 氣壓延時回路 氣壓往復(fù)運動回路重點：定壓式節(jié)流閥、調(diào)速閥節(jié)流調(diào)速回路，變壓式（節(jié)流閥、調(diào)速閥）節(jié)流調(diào)速回路，容積調(diào)速和容積節(jié)流調(diào)速回路的工作原理、壓力控制回路、順序動作回路等特性和應(yīng)用。難點：調(diào)速回路的速度剛度，定量泵變量馬達容積調(diào)速的調(diào)整范圍小的原因。建議教學方法：在熟悉以上液壓元件工作原理的基礎(chǔ)上，以基本回路的工作原理為重點，逐步熟悉綜合回路的工作原理。思考題： 熟練分析常見的各種回路的工作原理以及工作

12、特點。進口節(jié)流閥回路，出口節(jié)流閥回路，旁路節(jié)流閥回路的特點。三種容積式調(diào)速回路的特性。如何使用順序閥，行程閥，延時閥實現(xiàn)執(zhí)行機構(gòu)的順序動作。設(shè)計手控氣缸往復(fù)回路和可使雙作用汽缸快速返回回路。 第八章 典型液壓與氣壓傳動系統(tǒng)（4學時）第一節(jié) YT4543型液壓他驅(qū)式動力滑臺的液壓系統(tǒng)YT4543型液壓他驅(qū)式動力滑臺的液壓系統(tǒng)的工作循環(huán)分析。液壓系統(tǒng)的基本回路組成。液壓系統(tǒng)的特點。第二節(jié) M1432A型萬能外園磨床液壓系統(tǒng)液壓系統(tǒng)的工作循環(huán)分析。液壓系統(tǒng)的基本回路組成。液壓系統(tǒng)的特點。第三節(jié) YB32-200液壓機的液壓系統(tǒng)液壓系統(tǒng)的工作循環(huán)分析。液壓系統(tǒng)的基本回路組成。液壓系統(tǒng)的特點。第四節(jié) Q

13、2-8型起重機液壓系統(tǒng) 液壓系統(tǒng)的工作循環(huán)分析。液壓系統(tǒng)的基本回路組成。液壓系統(tǒng)的特點。第五節(jié) SZ-250A型塑料注射成形機液壓系統(tǒng) 液壓系統(tǒng)的工作循環(huán)分析。液壓系統(tǒng)的基本回路組成。液壓系統(tǒng)的特點。第六節(jié) 香皂裝箱機氣壓系統(tǒng) 氣壓系統(tǒng)的工作循環(huán)分析。氣壓系統(tǒng)的基本回路組成。氣壓系統(tǒng)的特點。第七節(jié) 氣壓傳動機械手氣壓系統(tǒng) 氣壓系統(tǒng)的工作循環(huán)分析。氣壓系統(tǒng)的基本回路組成。氣壓系統(tǒng)的特點。第七節(jié) 2ZZ8625型射芯機氣壓系統(tǒng) 氣壓系統(tǒng)的工作循環(huán)分析。氣壓系統(tǒng)的基本回路組成。氣壓系統(tǒng)的特點。重點：系統(tǒng)的工作原理和特點。難點：外圓磨床工作臺往復(fù)運動系統(tǒng)換向過程，壓力機液壓系統(tǒng)在換向前的泄壓過程。建議

14、教學方法：借助多媒體和計算機的動畫影片技術(shù)等形象化的教學手段進行直觀化教學，總結(jié)實際應(yīng)用中的常見故障，講解故障的分析及排除方法。思考題：熟練分析簡單的回路的基本工作過程與原理。第九章 液壓與氣壓傳動系統(tǒng)的設(shè)計計算（2學時）第一節(jié) 液壓系統(tǒng)的設(shè)計步驟第二節(jié) 明確設(shè)計依據(jù)、進行工況分析設(shè)計依據(jù)。工況分析。第三節(jié) 執(zhí)行元件主要參數(shù)的確定初選執(zhí)行元件的工作壓力。確定執(zhí)行元件的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)。復(fù)算執(zhí)行元件的工作壓力。執(zhí)行元件工況圖的繪制第四節(jié) 確定液壓系統(tǒng)方案、擬定液壓系統(tǒng)圖確定系統(tǒng)方案。擬訂液壓系統(tǒng)圖。第五節(jié) 元件的計算和選擇選定元件系統(tǒng)的設(shè)計。第六節(jié) 系統(tǒng)驗算及技術(shù)文件的編制系統(tǒng)的驗算。繪制工作圖、編

15、寫技術(shù)文件。重點：系統(tǒng)工況分析和執(zhí)行元件主要參數(shù)確定，液壓系統(tǒng)草圖擬定和液壓元件選擇，系統(tǒng)性能的驗算。建議教學方法：以課堂教學為重點，詳細講解液壓系統(tǒng)的設(shè)計步驟以及注意事項。思考題：液壓系統(tǒng)的設(shè)計步驟液壓系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)注意的問題了解液壓系統(tǒng)方案的確定以及液壓系統(tǒng)圖的繪制步驟液壓泵、控制閥、電動機的選擇原則第十章 液壓與氣壓伺服系統(tǒng)（2學時）第一節(jié)概述伺服系統(tǒng)的工作原理、特點、組成、分類及優(yōu)缺點。第二節(jié) 典型的伺服控制元件與伺服閥 力矩馬達和力馬達、滑閥、射流管閥的結(jié)構(gòu)和工作原理 伺服閥的分類、結(jié)構(gòu)和工作原理；液壓伺服閥的選用及氣壓伺服閥第三節(jié) 液壓與氣壓伺服系統(tǒng)幾種不同的液壓與氣壓伺服系統(tǒng)的原理

16、難點：典型的伺服控制元件重點：伺服系統(tǒng)的工作原理建議采用多媒體教學課件，充分發(fā)揮電腦動畫的功能，講解伺服控制元件和伺服控制系統(tǒng)的原理。思考題：伺服系統(tǒng)的分類、特點噴嘴擋板式電液伺服閥和射流管式電液伺服閥的工作原理。第十一章氣壓邏輯回路與控制系統(tǒng)（2學時）第一節(jié) 邏輯代數(shù)常用邏輯代數(shù)的運算、基本定律與運算規(guī)則、邏輯圖第二節(jié) 氣壓邏輯回路與邏輯回路的設(shè)計邏輯代數(shù)法與卡諾圖法第三節(jié) 程序控制系統(tǒng)與可編程控制器氣壓系統(tǒng)中常用的電器回路，行程程序控制系統(tǒng)的設(shè)計指令系統(tǒng)及可編程控制器的應(yīng)用重點：邏輯回路的設(shè)計難點：程序控制系統(tǒng)建議采用理論與實踐相結(jié)合的教學方法，充分發(fā)揮實驗教學設(shè)備的作用，加強實踐性教學環(huán)

17、節(jié)。思考題：邏輯函數(shù)的化簡與卡諾圖、狀態(tài)圖的畫法（二） 課程實驗教學本課程實驗學時共9個學時，設(shè)7個實驗，分別如下：實驗一 液壓泵的拆裝實驗及現(xiàn)場教學（1學時）實驗?zāi)康模赫莆崭鞣N液壓泵的結(jié)構(gòu)與工作原理。實驗要求：熟悉液壓泵主要零部件的的結(jié)構(gòu)特點、相互之間的連接關(guān)系以及工作原理。 實驗二 液壓閥的拆裝實驗及現(xiàn)場教學（1學時）實驗?zāi)康模赫莆崭鞣N液壓控制閥的具體結(jié)構(gòu)與工作原理。實驗要求：熟悉各種液壓控制閥主要零部件的的結(jié)構(gòu)特點、相互之間的連接關(guān)系以及工作原理。 實驗三 泵的性能測試實驗（1學時） 實驗?zāi)康模毫私庖簤罕玫闹饕阅芎托」β室簤罕玫臏y試方法。實驗要求：熟悉液壓泵的壓力-流量特性、容積效率、

18、總效率等性能參數(shù)的測試方法與步驟。 實驗四 溢流閥的啟閉特性實驗（1學時）實驗?zāi)康模毫私庖缌鏖y主要性能的測試方法。實驗要求：熟悉溢流閥的啟閉特性等性能參數(shù)的測試方法與步驟。實驗五 液壓節(jié)流調(diào)速回路的性能實驗（1學時）實驗?zāi)康模悍治霰容^三種調(diào)速回路在不同通流面積時的速度負載特性以及節(jié)流閥與調(diào)速閥的調(diào)速性能。實驗要求：熟悉節(jié)流調(diào)速回路的組成以及測試方法與步驟。實驗六 液壓回路實驗 （選開）（設(shè)計性實驗2學時）實驗?zāi)康模海?）訓(xùn)練學生設(shè)計及組合調(diào)試液壓回路的能力實驗要求：熟悉YJS-2型綜合液壓實驗臺可插接組合20余種液壓回路連接方法及特點。實驗七 氣動回路實驗臺 （綜合性實驗2學時）實驗?zāi)康模海?

19、）了解氣動回路實驗臺的功能及控制方法（2）了解實驗臺PLC控制系統(tǒng)及編程。實驗要求：熟悉方向控制回路、速度控制回路、行程控制回路、順序控制回路等。本課程的考核方式、方法：本課程是一門實踐性很強的專業(yè)基礎(chǔ)課，在注重課堂理論教學的同時，加強實踐教學環(huán)節(jié)，所以在考核方式、方法上應(yīng)該突出理論和實踐教學環(huán)節(jié)的的結(jié)合，以實踐教學和平時作業(yè)成績占30%，期末成績占70%，作為該課程的總成績。附：主要參考書1左健民主編液壓與氣壓傳動北京：機械工業(yè)出版社，19962方昌林主編液壓、氣壓傳動與控制北京：機械工業(yè)出版社，20003 何存興主編液壓傳動與氣壓傳動武漢：華中科技大學出版社，20004 章宏甲，黃誼，王積偉主編液壓與氣壓傳動北京：機械工業(yè)出版社，20005 吳叢，薄鐘佑液壓與氣動北京：北京理工大學出版社，19956 雷天覺主編. 液壓工程手冊 北京 機械工業(yè)出版社 19907.丁樹模，姚如一液壓傳動北京：機械工業(yè)出版社，19928 王明智，王春行主編液壓傳動概論北京：機械工業(yè)出版社，19929 毛信理主編液壓傳動和液力傳動北京：冶金工業(yè)出版社