四川大学机械工程学院本科课程 《流体传动与控制》教学大纲 课程编号： 课程类型： 必修课 Course Code Course Type: Compulsory 课程名称： 流体传动与控制 授课对象： 本科三年级学生 Course Name:Fluid Power Transmission and Control Audience: Junior 学时/学分： 48 授课语言： 中文 Credit 4813 Language Hours/Credits Instruction Mandarin 先修课程： 微积分、大学物理、理论力学 开课院系： 机械工程系 Prerequisite: Calculus,College Physics Course offered by Departmen Theoretical Mechanics Mechanical Eng 适用专业： 机械设计制造及其自动化专业 授课教师： ntended for: Mechanical Design, Manufacturing Automation 大纲执笔人：傅波，熊瑞平，王江新 大纲审核人： Edited by: Fu Bo,XiongRuiping.Wang Jiangxin Inspeeted by: 一、课程简介 本课程是机类专业核心专业技术课之一。流体传动与控制技术是机电一体化技术的重要 组成部分，是衡量一个国家机械工业技术水平的重要标志之一，是机械设计制造及其自动化 专业人才必须掌握的关健技术，目前已在航空航天、先进制造装备、兵器、工程机械等行业 得到广泛应用。本课程主要讲授流体力学基础知识、液压泵、液压马达、液压缸、方向控制 阀、流量控制阀、压力控制阀等液压元件的结构及工作原理，分析各种液压基本回路及典型 液压系统的工作原理及特点等。通过本课程的学习，学生初步掌握流体传动与控制的基本概 念、基本原理和基本方法，能够对基本的流体传动与控制系统进行初步的分析与设计，为深 入研究流体传动与控制新技术打下基础，通过课带实验环节培养学生的工程实践能力。 二、学习目标 1、了解当前流体传动与控制领域的整体发展状态与发展趋势： 2、能够正确理解流体的基本物理属性、流体静止及运动时的规律，能够流体静力学和 动力学基本方程表达液压传动工程问题，并能对典型液压系统进行油路原理分析和设计计算 3、能够正确理解液压泵、液压马达、液压缸、方向控制阀、流量控制阀、压力控制阀 等液压元件的结构及工作原理：
四川大学机械工程学院本科课程 《流体传动与控制》教学大纲 课程编号： Course Code: 课程类型： Course Type: 必修课 Compulsory 课程名称： Course Name: 流体传动与控制 Fluid Power Transmission and Control 授课对象： Audience: 本科三年级学生 Junior 学时/学分： Credit Hours/Credits 48/3 48/3 授课语言： Language of Instruction 中文 Chinese Mandarin 先修课程： Prerequisite: 微积分、大学物理、理论力学 Calculus, College Physics, Theoretical Mechanics 开课院系： Course offered by: 机械工程系 Department of Mechanical Eng. 适用专业： Intended for: 机械设计制造及其自动化专业 Mechanical Design, Manufacturing and Automation 授课教师： Instructor: 大纲执笔人： Edited by: 傅波，熊瑞平，王江新 Fu Bo, XiongRuiping, Wang Jiangxin 大纲审核人： Inspected by: 一、课程简介 本课程是机类专业核心专业技术课之一。流体传动与控制技术是机电一体化技术的重要 组成部分，是衡量一个国家机械工业技术水平的重要标志之一，是机械设计制造及其自动化 专业人才必须掌握的关键技术，目前已在航空航天、先进制造装备、兵器、工程机械等行业 得到广泛应用。本课程主要讲授流体力学基础知识、液压泵、液压马达、液压缸、方向控制 阀、流量控制阀、压力控制阀等液压元件的结构及工作原理，分析各种液压基本回路及典型 液压系统的工作原理及特点等。通过本课程的学习，学生初步掌握流体传动与控制的基本概 念、基本原理和基本方法，能够对基本的流体传动与控制系统进行初步的分析与设计，为深 入研究流体传动与控制新技术打下基础，通过课带实验环节培养学生的工程实践能力。 二、学习目标 1、了解当前流体传动与控制领域的整体发展状态与发展趋势； 2、能够正确理解流体的基本物理属性、流体静止及运动时的规律，能够流体静力学和 动力学基本方程表达液压传动工程问题，并能对典型液压系统进行油路原理分析和设计计算； 3、能够正确理解液压泵、液压马达、液压缸、方向控制阀、流量控制阀、压力控制阀 等液压元件的结构及工作原理；
4、能够基于液压传动的基本原理和分析方法，设计液压系统回路实验： 5、能够制定液压回路实验流程并实施实验，获取和分析相关实验数据，取得有效结论。 三、学习目标与毕业要求的对应关系 毕业要求 毕业要求指标点 学习目标 ()能够将数学、自然科学、机械工程 12具有解决机根工程领域设计、制 基础知识和专业知识用于解决机械工程 学习目标2 领域设计、制造、运行等方面的复杂工 造、运行等过程中的复杂工程问题 (强支撑) 所需的工程基础知识和专业知识： 程问题。 (2)能够应用数学、自然科学和机械工 2.1能够应用数学、自然科学和机械 程科学的基本原理，通过信息检索、文 工程科学的基本原理，识别机械 学习目标3 献研究，对机械工程领域设计、制造、 程领域设计、制造、云行中的关 (强支撞) 运行等方面的复杂工程问题进行识别、 问题与参数： 表达、分析、评价，并获得有效结论 4.1对于机械工程领域设计、制造 (4)能够基于科学原理并采用科学方 运行中的复杂工程问题，能够基于 法，针对机械工程领域设计、制造、运 学习目标4 科学原理并采用科学方法，设计相 (强支撞》 行等方面的复杂工程问题进行研究，通 应的实验： 过设计、实施实验，获取、分析和解释 42对于机械工程领域设计、制造 数据，并通过信息综合，获得合理有效 学习目标5 的结论。 运行中的复杂工程问题，能够制定 (中支撞 实验流程并实施实验： (12)了解机械设计制造及其自动化领 12.1能多了解当前机械设计制造及 域的新理论、新技术及国内外发展动态 学习目标1 其自动化领域的发展状态与发展趋 具有自主学习和终身学习的意识，有不 (弱支撑) 断学习和适应发展的能力。 四、教学基本内容 第一章绪论 介绍流体传动与控制的定义，流体传动与控制的发展历史、现状和发展趋势及应用领域， 以液压千斤顶、平面磨床的液压系统为例从整体上介绍流体传动与控制系统的基本工作原理 工作特点及基本组成，介绍流体传动与控制系统的优缺点及相关应用领域。 要求学生：了解流体传动与控制的发展历史、现状和发展趋势及应用领域，了解流体传 动与控制的优缺点，理解流体传动与控制的定义以及流体传动与控制系统的基本组成
4、能够基于液压传动的基本原理和分析方法，设计液压系统回路实验； 5、能够制定液压回路实验流程并实施实验，获取和分析相关实验数据，取得有效结论。 三、学习目标与毕业要求的对应关系 四、教学基本内容 第一章 绪论 介绍流体传动与控制的定义，流体传动与控制的发展历史、现状和发展趋势及应用领域， 以液压千斤顶、平面磨床的液压系统为例从整体上介绍流体传动与控制系统的基本工作原理、 工作特点及基本组成，介绍流体传动与控制系统的优缺点及相关应用领域。 要求学生：了解流体传动与控制的发展历史、现状和发展趋势及应用领域，了解流体传 动与控制的优缺点，理解流体传动与控制的定义以及流体传动与控制系统的基本组成。 毕业要求 毕业要求指标点 学习目标 （1）能够将数学、自然科学、机械工程 基础知识和专业知识用于解决机械工程 领域设计、制造、运行等方面的复杂工 程问题。 1.2 具有解决机械工程领域设计、制 造、运行等过程中的复杂工程问题 所需的工程基础知识和专业知识； 学习目标 2 （强支撑） （2）能够应用数学、自然科学和机械工 程科学的基本原理，通过信息检索、文 献研究，对机械工程领域设计、制造、 运行等方面的复杂工程问题进行识别、 表达、分析、评价，并获得有效结论。 2.1 能够应用数学、自然科学和机械 工程科学的基本原理，识别机械工 程领域设计、制造、运行中的关键 问题与参数； 学习目标 3 （强支撑） （4）能够基于科学原理并采用科学方 法，针对机械工程领域设计、制造、运 行等方面的复杂工程问题进行研究，通 过设计、实施实验，获取、分析和解释 数据，并通过信息综合，获得合理有效 的结论。 4.1 对于机械工程领域设计、制造、 运行中的复杂工程问题，能够基于 科学原理并采用科学方法，设计相 应的实验； 学习目标 4 （强支撑） 4.2 对于机械工程领域设计、制造、 运行中的复杂工程问题，能够制定 实验流程并实施实验； 学习目标 5 （中支撑） （12）了解机械设计制造及其自动化领 域的新理论、新技术及国内外发展动态， 具有自主学习和终身学习的意识，有不 断学习和适应发展的能力。 12.1 能够了解当前机械设计制造及 其自动化领域的发展状态与发展趋 势； 学习目标 1 （弱支撑）
本章学习内容对应学习目标1，支撑毕业要求指标点12.1。 第二章流体力学基础知识 介绍流体静力学和动力学的基础知识，包括液压油的物理特性以及液压油在液压系统中 的作用，液压系统对液压油的要求，帕斯卡定理及其应用，流量连续性方程、伯努利方程及 其应用，流体在管路中的流动特性，流量、压力测量装置等。 要求学生：理解液压油的物理特性，理解流体力学中与液气压传动与控制相关的基础理 论知识。 本章学习内容对应学习目标2，支撑毕业要求指标点1.2。 第三章液压能源装置—液压泵 液压泵的分类，液压泵的基本工作原理，液压泵的主要性能参数，齿轮泵的结构特点及 工作原理，单作用、双作用叶片泵、限压式变量叶片泵的结构特点及工作原理，斜盘式轴向 柱塞泵、斜轴式轴向柱塞的结构特点及工作原理，液压泵的选择及安装。 要求学生：理解液压泵的基本工作原理及基本的工作元件，理解齿轮泵、叶片泵和柱塞 泵的结构特点及工作原理，并能够对液压泵的主要性能参数进行计算，能够根据液压系统的 工况进行液压泵的选用。 本章学习内容对应学习目标3，支撑毕业要求指标点2.1。 第四章执行元件 执行元件的功能及分类，液压缸的典型结构及工作原理，液压缸性能参数计算，摆动缸 的结构特点及工作原理，液压马达的分类，液压马达的性能参数计算，齿轮马达、叶片马达 和柱塞马达的结构及工作原理，静液传动的结构及工作原理。 要求学生：理解各种执行元件的结构及工作原理，能够对执行元件（液压缸、液压马达） 进行性能参数的分析计算。 本章学习内容对应学习目标3，支撑毕业要求指标点2.1。 第五章控制元件 液压控制阀的分类，单向阀、换向阀等方向控制阀的结构、工作原理和职能符号，滑阀 式换向阀的驱动形式，三位四通换向阀的中位机能对液压系统的影响：直动式、先导式溢流 阀的结构、工作原理、功能、应用和职能符号，减压阀、顺序阀的结构、工作原理、功能、 应用和职能符号，压力继电器的结构、工作原理、功能、应用和职能符号：节流阀、调速阀 的结构、工作原理、功能、应用和职能符号。 要求学生：理解每一种液压控制阀的基本结构、工作原理、功能及应用，能够分析各类 液压控制阀在具体液压回路中所起的控制作用。 本章学习内容对应学习目标3，支撑毕业要求指标点21。 第六章基本液压回略 介绍单作用、双作用液压缸的控制回路，差动回路，卸荷回路，双泵供油回路，增压回
本章学习内容对应学习目标 1，支撑毕业要求指标点 12.1。 第二章 流体力学基础知识 介绍流体静力学和动力学的基础知识，包括液压油的物理特性以及液压油在液压系统中 的作用，液压系统对液压油的要求，帕斯卡定理及其应用，流量连续性方程、伯努利方程及 其应用，流体在管路中的流动特性，流量、压力测量装置等。 要求学生：理解液压油的物理特性，理解流体力学中与液气压传动与控制相关的基础理 论知识。 本章学习内容对应学习目标 2，支撑毕业要求指标点 1.2。 第三章 液压能源装置——液压泵 液压泵的分类，液压泵的基本工作原理，液压泵的主要性能参数，齿轮泵的结构特点及 工作原理，单作用、双作用叶片泵、限压式变量叶片泵的结构特点及工作原理，斜盘式轴向 柱塞泵、斜轴式轴向柱塞的结构特点及工作原理，液压泵的选择及安装。 要求学生：理解液压泵的基本工作原理及基本的工作元件，理解齿轮泵、叶片泵和柱塞 泵的结构特点及工作原理，并能够对液压泵的主要性能参数进行计算，能够根据液压系统的 工况进行液压泵的选用。 本章学习内容对应学习目标 3，支撑毕业要求指标点 2.1。 第四章 执行元件 执行元件的功能及分类，液压缸的典型结构及工作原理，液压缸性能参数计算，摆动缸 的结构特点及工作原理，液压马达的分类，液压马达的性能参数计算，齿轮马达、叶片马达 和柱塞马达的结构及工作原理，静液传动的结构及工作原理。 要求学生：理解各种执行元件的结构及工作原理，能够对执行元件（液压缸、液压马达） 进行性能参数的分析计算。 本章学习内容对应学习目标 3，支撑毕业要求指标点 2.1。 第五章 控制元件 液压控制阀的分类，单向阀、换向阀等方向控制阀的结构、工作原理和职能符号，滑阀 式换向阀的驱动形式，三位四通换向阀的中位机能对液压系统的影响；直动式、先导式溢流 阀的结构、工作原理、功能、应用和职能符号，减压阀、顺序阀的结构、工作原理、功能、 应用和职能符号，压力继电器的结构、工作原理、功能、应用和职能符号；节流阀、调速阀 的结构、工作原理、功能、应用和职能符号。 要求学生：理解每一种液压控制阀的基本结构、工作原理、功能及应用，能够分析各类 液压控制阀在具体液压回路中所起的控制作用。 本章学习内容对应学习目标 3，支撑毕业要求指标点 2.1。 第六章 基本液压回路 介绍单作用、双作用液压缸的控制回路，差动回路，卸荷回路，双泵供油回路，增压回
路、平衡回路、顺序控制回路、液压缸自动往复回路，液控单向阀的锁紧回路，液压缸的同 步回路，安全防护回路，液压马达的制动回路，节流调速回路，容积调速回路，容积一节流 调速回路，蓄能器回路等。 要求学生：理解液压基本回路的基本工作原理及分析方法，能够分析各类液压控制阀在 具体液压回路中所起的控制作用。 本章学习内容对应学习目标2、3、4，支撑毕业要求指标点12、2.1、4.1。 第七章典型液压系统分析 介绍分析典型液压系统的一般步骤，分析组合机床动力滑台液压系统、汽车起重机液压 系统、四柱万能液压压机液压系统、挖掘机液压系统的工作原理、工作特点。 要求学生：理解液压系统的分析方法，能够对一般的液压系统进行工作原理分析并能归 纳其特点。 本章学习内容对应学习目标2、3，支撑毕业要求指标点1.2、2.1。 课带实验环节 本课程课带实验为液压控制回路实验，学生根据实验要求设计液压回路，制定实验流程， 并在DS4液压实验系统上完成实验回路（包括液压、电控系统）的搭建，获取相应的实验 数据并对实验结果进行分析，巩固本课程所学的液压基本知识。本课带实验包括以下三个主 要实验。 实验1：三位四通换向阀的工作原理 设计并搭建液压回路和电控系统，分别用一个M型中位和一个0型中位的三位四通换 向阀控制一个双作用液压缸的动作，观察当换向阀阀芯位于不同的工位时液压缸的动作，测 量相应的回路压力和流量，并对实验结果讲行分析，直观了解不同中位机能的三位四通换向 阀的工作原理。 实验2：流量控制阀 设计并搭建液压回路和电控系统，在一定的流量下，分别测量油液流过节流阀和调速阀 的压差。用溢流阀在节流阀或调速阀的出口管路上模拟一个负载压力，通过负载压力的变化 来观察引起的流量变化，对实验结果进行分析比较，直观了解节流阀和调速阀的流量压差 特性 实验3：可调节的单向调速阀 设计并搭建液压回路和电控系统，使液压缸在一个方向上的运动速度可以调节，而另 个方向不受影响。以四种不同的连接形式安装单向节流阀，分别使液压缸可以实现伸出时进 油节流调速；伸出时回油节流调速：返回时进油节流调速：返回时回油节流调速：测量这四 种情况中每一种节流形式下的液压缸的上腔和下腔压力，分析比较实验结果，直观了解单向 调速阀和基本调速回路的特性， 本环节学习内容对应学习目标4、5，支毕业要求指标点4.1、4.2
路、平衡回路、顺序控制回路、液压缸自动往复回路，液控单向阀的锁紧回路，液压缸的同 步回路，安全防护回路，液压马达的制动回路，节流调速回路，容积调速回路，容积—节流 调速回路，蓄能器回路等。 要求学生：理解液压基本回路的基本工作原理及分析方法，能够分析各类液压控制阀在 具体液压回路中所起的控制作用。 本章学习内容对应学习目标 2、3、4，支撑毕业要求指标点 1.2、2.1、4.1。 第七章 典型液压系统分析 介绍分析典型液压系统的一般步骤，分析组合机床动力滑台液压系统、汽车起重机液压 系统、四柱万能液压压机液压系统、挖掘机液压系统的工作原理、工作特点。 要求学生：理解液压系统的分析方法，能够对一般的液压系统进行工作原理分析并能归 纳其特点。 本章学习内容对应学习目标 2、3，支撑毕业要求指标点 1.2、2.1。 课带实验环节 本课程课带实验为液压控制回路实验，学生根据实验要求设计液压回路，制定实验流程， 并在 DS4 液压实验系统上完成实验回路（包括液压、电控系统）的搭建，获取相应的实验 数据并对实验结果进行分析，巩固本课程所学的液压基本知识。本课带实验包括以下三个主 要实验。 实验 1：三位四通换向阀的工作原理 设计并搭建液压回路和电控系统，分别用一个 M 型中位和一个 O 型中位的三位四通换 向阀控制一个双作用液压缸的动作，观察当换向阀阀芯位于不同的工位时液压缸的动作，测 量相应的回路压力和流量，并对实验结果进行分析，直观了解不同中位机能的三位四通换向 阀的工作原理。 实验 2：流量控制阀 设计并搭建液压回路和电控系统，在一定的流量下，分别测量油液流过节流阀和调速阀 的压差。用溢流阀在节流阀或调速阀的出口管路上模拟一个负载压力，通过负载压力的变化 来观察引起的流量变化，对实验结果进行分析比较，直观了解节流阀和调速阀的流量/压差 特性。 实验 3：可调节的单向调速阀 设计并搭建液压回路和电控系统，使液压缸在一个方向上的运动速度可以调节，而另一 个方向不受影响。以四种不同的连接形式安装单向节流阀，分别使液压缸可以实现伸出时进 油节流调速；伸出时回油节流调速；返回时进油节流调速；返回时回油节流调速；测量这四 种情况中每一种节流形式下的液压缸的上腔和下腔压力，分析比较实验结果，直观了解单向 调速阀和基本调速回路的特性。 本环节学习内容对应学习目标 4、5，支撑毕业要求指标点 4.1、4.2
五、建议教学进度 章节名称 学时数 第一章绪论 2 第二章流体力学基础知识 8 第三章液压能源装置 一液压泵 6 第四章执行元件 6 第五章控制元件 8 第六章基本液压回路 第七章典型液压系统分析 课带实验 8 六、教学策略与方法 1.采用多媒体课件和传统救学相结合进行教学，阐述流体传动与控制技术的基本原理 理论联系实际 2.通过案例分析，使学生能够认识到不同传动技术的特点、优势和不足，强调流体传 动与控制的理论思维方法建立和运用。 3.理论教学与实验训练相结合，使学生能够得到有关流体传动与控制工程知识的培养 和锻炼。 七、考核方式 期末考试、随堂测试、课后作业、考勤、实验报告 其中：期末考试1次，随堂测试共5次，课后作业共5次 期末考试考核、阶段测试、课后作业要点： (1)液压泵的基本结构及原理、基本参数计算： (2)液压马达的基本结构及原理、基本参数计算： (3)液压缸的基本结构及原理、基本参数计算： (4)液压控制阀的基本结构及原理： (5)液压基本回路的分析： (6)流体力学相关基础知识 八、成绩评定方法
五、建议教学进度 章节名称 学时数 第一章 绪论 2 第二章 流体力学基础知识 8 第三章 液压能源装置——液压泵 6 第四章 执行元件 6 第五章 控制元件 8 第六章 基本液压回路 6 第七章 典型液压系统分析 4 课带实验 8 六、教学策略与方法 1. 采用多媒体课件和传统教学相结合进行教学，阐述流体传动与控制技术的基本原理， 理论联系实际。 2. 通过案例分析，使学生能够认识到不同传动技术的特点、优势和不足，强调流体传 动与控制的理论思维方法建立和运用。 3. 理论教学与实验训练相结合，使学生能够得到有关流体传动与控制工程知识的培养 和锻炼。 七、考核方式 期末考试、随堂测试、课后作业、考勤、实验报告 其中：期末考试 1 次，随堂测试共 5 次，课后作业共 5 次 期末考试考核、阶段测试、课后作业要点： （1）液压泵的基本结构及原理、基本参数计算； （2）液压马达的基本结构及原理、基本参数计算； （3）液压缸的基本结构及原理、基本参数计算； （4）液压控制阀的基本结构及原理； （5）液压基本回路的分析； （6）流体力学相关基础知识 八、成绩评定方法