《氣壓傳動》課程教學(xué)大綱

《氣壓傳動》課程教學(xué)大綱課程編碼：412416課程名稱：氣壓傳動英文名稱：PenumaticTransmission開課學(xué)期：7學(xué)時/學(xué)分：28／1.5（其中實驗學(xué)時：4）課程類型：專業(yè)選修課開課專業(yè)：機械工程、車輛工程選用教材：《現(xiàn)代實用氣動技術(shù)》，SMC有限公司編，機械工業(yè)出版社，2007.7。主要參考書：《氣壓傳動與控制》，吳振順主編，哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2003，7?！稓鈮簜鲃优c控制》，清華大學(xué)流體傳動與控制教研室，上海工業(yè)大學(xué)流體傳動與控制教研室編著，上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1986.9?！稓鈩幼詣踊到y(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計》，陸鑫盛，周洪編，上海科學(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社，1999.5。《氣壓傳動與控制（修訂本）》，鄭洪生主編，機械工業(yè)出版社，1998。課程性質(zhì)、目的與任務(wù)本課程是機械電子專業(yè)的一門選修專業(yè)課。它是機電一體化人才所需的有關(guān)流體傳動與控制知識結(jié)構(gòu)的重要組成部分。氣壓傳動的動力傳遞介質(zhì)來自于自然界取之不盡的空氣，環(huán)境污染小，工程實現(xiàn)容易，所以氣壓傳動與控制是一種易于推廣普及的實現(xiàn)工業(yè)自動化的應(yīng)用技術(shù)。近年來，氣動技術(shù)在機械、化工、電子、電氣、紡織、食品、包裝、印刷、輕工、汽車等各個制造行業(yè)，尤其在各種自動化生產(chǎn)裝備和生產(chǎn)線上得到了廣泛的應(yīng)用，極大的提高了制造業(yè)的生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。作為重要機械基礎(chǔ)件的氣動元件及氣動系統(tǒng)的應(yīng)用，引起了世界各國產(chǎn)業(yè)界的普遍重視，氣動行業(yè)已成為工業(yè)國家發(fā)展速度最快的行業(yè)之一。本課程的任務(wù)是讓學(xué)生了解作為氣壓傳動的工作介質(zhì)的空氣的基本性質(zhì)，使學(xué)生在已有的流體力學(xué)和控制理論等基本知識的基礎(chǔ)上，掌握氣壓傳動與控制技術(shù)方面的基本理論、基本原理及特點和應(yīng)用方面的知識，了解最新氣壓傳動與控制技術(shù)在工業(yè)機械設(shè)備中的應(yīng)用，使學(xué)生具有閱讀分析、合理選擇、使用和設(shè)計氣壓傳動與控制系統(tǒng)的能力。教學(xué)基本要求通過本課程學(xué)習(xí)，使學(xué)生了解氣動技術(shù)的特點、氣動系統(tǒng)的一般組成及現(xiàn)代氣動傳動技術(shù)在工業(yè)自動化領(lǐng)域的應(yīng)用狀況和發(fā)展趨勢。掌握氣動基本執(zhí)行元件（氣缸、氣馬達(dá)、擺動缸、真空吸盤）工作原理及其特性。掌握氣動基本控制元件（壓力閥、流量閥、方向閥）的一般結(jié)構(gòu)及其特性、了解控制閥選擇步驟及使用一般要求。了解氣源裝置及氣動輔助功能及作用，了解氣動轉(zhuǎn)換元件及氣動比例定位技術(shù)，了解氣動伺服技術(shù)及其應(yīng)用。熟練掌握氣動行程控制系統(tǒng)分析、設(shè)計理論，達(dá)到根據(jù)基本的x-d圖分析、設(shè)計、形成比較完善的全氣控原理圖及電控梯形圖實際能力要求。掌握氣動基本回路和一些常用回路的構(gòu)成及一般特性。通過課程教學(xué)，啟發(fā)學(xué)生對氣壓傳動技術(shù)的興趣，學(xué)生能夠知道什么時候需要某種合適的氣壓傳動與控制方案用于給定的問題，并能夠選擇適當(dāng)?shù)木唧w實現(xiàn)措施。通過課程實驗，培養(yǎng)學(xué)生初步的氣壓傳動實驗技能以增強實驗動手能力。通過全課程學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生知識創(chuàng)新和技術(shù)創(chuàng)新能力，使其成為具有創(chuàng)新意識的復(fù)合型人才。各章節(jié)內(nèi)容及學(xué)時分配第一章氣壓技術(shù)的基礎(chǔ)知識（2學(xué)時）教學(xué)目的與要求本章主要介紹氣動技術(shù)現(xiàn)狀、現(xiàn)代氣動的新發(fā)展、氣動系統(tǒng)的特點，氣動系統(tǒng)的組成以及氣體的基本性質(zhì)。教學(xué)內(nèi)容氣動技術(shù)現(xiàn)狀、現(xiàn)代氣動的新發(fā)展、氣動系統(tǒng)的特點氣動系統(tǒng)的組成：氣壓發(fā)生裝置、控制元件、執(zhí)行元件、輔助元件氣體的基本性能：壓縮性、狀態(tài)描述，氣體在管道內(nèi)的流動：音速、馬赫數(shù)、拉伐爾噴管考核要求了解：氣動技術(shù)現(xiàn)狀、現(xiàn)代氣動的新發(fā)展、氣動系統(tǒng)的特點。理解：氣壓傳動系統(tǒng)的組成，氣體在管道內(nèi)的流動的特性。掌握：氣體的基本性能，氣體的狀態(tài)方程。第二章氣動執(zhí)行元件（4學(xué)時）教學(xué)目的與要求本章主要介紹氣缸及氣動馬達(dá)的工作原理和特性及使用。教學(xué)內(nèi)容氣缸分類及其工作原理氣缸的特性及計算：理論推拉力和實際出力的概念和計算、氣缸效率；汽缸工作特性：無負(fù)載特性、有負(fù)載特性；氣缸運動特性、緩沖特性及計算常用氣缸設(shè)計計算氣缸使用注意事項氣動馬達(dá)：滑片式氣馬達(dá)工作原理和特性，氣動擺動缸，齒輪及葉片式擺動缸結(jié)構(gòu)及使用?？己艘罅私猓撼Ｓ脷飧?、氣動馬達(dá)的分類。理解：常用氣缸、氣動馬達(dá)的結(jié)構(gòu)特點及其工作原理。掌握：氣缸、氣動馬達(dá)的特性及計算。第三章氣動控制元件（8學(xué)時）教學(xué)目的與要求本章主要介紹氣動控制閥的結(jié)構(gòu)特點、工作原理。通過本章的學(xué)習(xí)，要求學(xué)生掌握氣動控制閥的結(jié)構(gòu)特點、工作原理，學(xué)會氣動壓力控制閥、流量控制閥、方向控制閥的選擇和使用。教學(xué)內(nèi)容壓力控制閥：調(diào)壓閥分類、性能指標(biāo)、調(diào)節(jié)閥特性分析，順序閥結(jié)構(gòu)，安全閥結(jié)構(gòu)；流量控制閥；節(jié)流閥特性分析、單向節(jié)流閥、快排閥結(jié)構(gòu)，節(jié)流閥使用注意事項；方向控制閥：分類方法、控制方式、單向型控制閥結(jié)構(gòu)，控制閥選擇和使用考核要求了解：氣動控制閥的分類方法，調(diào)壓閥（減壓閥）的壓力流量特性分析，安全閥的壓力特性，節(jié)流閥的特性分析。理解：壓力控制閥、流量控制閥、方向控制閥的選擇和使用。掌握：壓力控制閥、流量控制閥、方向控制閥的結(jié)構(gòu)特點及其工作原理。第四章氣源裝置及氣動輔助元件（4學(xué)時）教學(xué)目的與要求本章主要介紹氣動控制系統(tǒng)中的閥的氣源裝置及氣動輔助元件，要求學(xué)生掌握氣源裝置及氣動輔助元件的使用。教學(xué)內(nèi)容氣源裝置概述：壓縮空氣的要求，壓縮空氣站設(shè)備，耗氣量計算；空氣凈化設(shè)備后冷卻器，油水分離和空氣過濾器，干燥器等的基本結(jié)構(gòu)工作原理油霧器，引射式油霧氣等的基本機構(gòu)和工作原理管道消聲器，消聲器的種類、儲氣罐的選用考核要求了解：壓縮空氣的要求，壓縮空氣站設(shè)備，管道消聲器的種類、儲氣罐的選用。理解：引射原理，后冷卻器，油水分離和空氣過濾器，干燥器等的基本結(jié)構(gòu)工作原理。掌握：動裝置的耗氣量的計算方法及壓氣機站機組容量的選擇方法。第五章邏輯代數(shù)與控制系統(tǒng)（4學(xué)時）教學(xué)目的與要求本章主要介紹邏輯代數(shù)的基本內(nèi)容及其在氣動控制系統(tǒng)設(shè)計中的應(yīng)用，要求學(xué)生能夠應(yīng)用邏輯代數(shù)法設(shè)計邏輯線路，用卡諾圖化簡邏輯函數(shù)。教學(xué)內(nèi)容邏輯運算及其恒等式邏輯函數(shù)，真值表和基本邏輯門邏輯圖邏輯代數(shù)法設(shè)計邏輯線路卡諾圖法設(shè)計邏輯線路最簡或非－或非式和與非－與非式考核要求了解：最簡或非－或非式和與非－與非式。理解：邏輯運算及其恒等式、邏輯圖。掌握：邏輯函數(shù)，真值表和基本邏輯門，應(yīng)用邏輯代數(shù)法設(shè)計邏輯線路，用卡諾圖化簡邏輯函數(shù)。第六章氣動回路（2學(xué)時）教學(xué)目的與要求本章主要介紹氣壓傳動基本回路，通過本章內(nèi)容的學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠設(shè)計簡單的氣壓傳動回路