四川大学：机械工程系课程教学资源《液气压传动与控制》教学大纲 Fluid Power Transmission and Control

液气压传动与控制 四川大学制造科学与工程学院本科课程 《液气压传动与控制》教学大纲 课程编号： 302155020 课程类型： 必修课 Course Code: 302155020 Course Type 课程名称： 腋气压传动与控制 授课对象： 本科三年级学生 Course Name:Fluid Power Transmission and Control Audience: Junior 学时/学分： 22 授课语言： 中文 Credit 32/2 Language of Chinese Hours/Credits Mandarin 先修课程： 流体力学 开课院系 机械工程系 Prerequisite Fluid mechanics Course offered by epartment of Mechanical Eng. 适用专业 机械设计制造及其自动化专业 授课教师 Intended for: Mechanical Design, Manufacturing Instructor: Automation 大纲执笔人： 瑞平，傅波 大纲审核人： 专业负责人 Edited by: Xiong Ruiping,Fu Bo Inspected by Course Leader 一、课程简介 本课程是机类专业核心专业技术课之一，是机电一体化技术的重要组成部分。目前，液气压 传动与控制技术在某些领域中己占绝对优势，一些工业发达的国家将液气压技术的发展看作本国 机械工业技术水平的重要标志之一。随着液气压技术的不断发展进步，液气压设备的年增长率远 远大于其它设备的年增长率，其发展速度已明显高于整个机械工业发展的速度。它在航空航天、 兵器、数控机床、工程机械等领域已经得到了广泛应用。 本课程主要讲授液压泵、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，分析各种液压基木回路及典型液压系统的工作原理及特点等。通过该课 程的学习，加强学生对一般液气压传动与控制系统知识的理解，提高学生对液气压传动与控制系 统进行分析与设计的能力，为深入研究液压新技术提供一定的基础，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、了解当前液气压传动与控制领域的整体发展状态与发展趋势： 2、能够运用数学、物理、力学知识表达液压传动工程问题，并能对典型液压系统进行油路原

液气压传动与控制 四川大学制造科学与工程学院本科课程 《液气压传动与控制》教学大纲 课程编号： Course Code: 302155020 302155020 课程类型： Course Type: 必修课 Compulsory 课程名称： Course Name: 液气压传动与控制 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 32/2 32/2 授课语言： Language of Instruction 中文 Chinese Mandarin 先修课程： Prerequisite: 流体力学 Fluid 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: 熊瑞平，傅波 Xiong Ruiping，Fu Bo 大纲审核人： Inspected by: 专业负责人 Course Leader 一、课程简介 本课程是机类专业核心专业技术课之一，是机电一体化技术的重要组成部分。目前，液气压 传动与控制技术在某些领域中已占绝对优势，一些工业发达的国家将液气压技术的发展看作本国 机械工业技术水平的重要标志之一。随着液气压技术的不断发展进步，液气压设备的年增长率远 远大于其它设备的年增长率，其发展速度已明显高于整个机械工业发展的速度。它在航空航天、 兵器、数控机床、工程机械等领域已经得到了广泛应用。 本课程主要讲授液压泵、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。通过该课 程的学习，加强学生对一般液气压传动与控制系统知识的理解，提高学生对液气压传动与控制系 统进行分析与设计的能力，为深入研究液压新技术提供一定的基础，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、了解当前液气压传动与控制领域的整体发展状态与发展趋势； 2、能够运用数学、物理、力学知识表达液压传动工程问题，并能对典型液压系统进行油路原 1

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 串业要求指标点 学习目标 ()能够将数学、自然科学、机械工程基 1,2具有解决机械工程领域设计、制 础知识和专业知识用于解决机械工程领域 造、运行等过程中的复杂工程问题所 学习目标2 设计、制造、运行等方面的复杂工程问题 需的工程基础知识和专业知积 (2)能够应用数学、自然科学和机械工程 2.1能够应用数学、自然科学和机械工 科学的基本原理，通过信息检索、文献研 程科学的基本原理，识别机械工程领 究，对机械工程领域设计、制造、运行等 学习目标3 域设计、制造、运行中的关键问题与 方面的复杂工程问题进行识别、表达、分 参数： 析、评价，并获得有效结论。 4.1对于机械工程领域设计、制造、运 (4)能够基于科学原理并采用科学方法 行中的复杂工程问题，能够基于科学 针对机械工程领域设计、制造、运行等方 原理并采用科学方法，设计相应的实 学习目标4 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 4.2对于机械工程领域设计、制造、运 过信息综合，获得合理有效的结论。 行中的复杂工程问题，能够制定实验 学习目标5 流程并实施实验： (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 12.1能够了解当前机械设计制造及其 学习目标1 有自主学习和终身学习的意识，有不断兰 自动化领域的发展状态与发展趋势： 习和适应发展的能力。 四、教学基本内容 学习目标 教学内容 教学方法 考核方式 课程报告 多媒体讲授 学习目标 第 一章绪论 课堂表现 工程案例分析 PPT演讲

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 四、教学基本内容 学习目标 教学内容 教学方法 考核方式 学习目标 1 第一章 绪论 多媒体讲授 工程案例分析 课程报告 课堂表现 PPT 演讲 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 （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 （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 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 （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 2

期末考试 二章流体力学基础知识 多媒体讲授 课后作业 学习目标2 第六章基本液压回路 工程案例分析 阶段测试 第七章典型液压系统分析 课堂表现 第三章液压能源装置一液压泵 期末考试 第四章执行元件 多媒体讲授 阶段测试 学习目标3 第五章控制元件 工程案例分析 课堂表现 第六章基本液压回路 课后作业 第七章典型液压系统分析 多媒体讲授 期末考试 第六章基本液压回路 学习目标4 工程案例分析 课堂表现 果带实哈环节 实验指导 实验报告 实验报告 学习目标5 棵带实验环节 实验指导 课堂表现 第一章绪论 介绍液气压传动与控制的定义，液气压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液压系统的基本工作原理、工作特点及基 本组成，介绍液压系统的优缺点及相关应用领域。 要求学生：了解液气压传动与控制的发展历史、现状和发展趋势及应用领域，了解液气压传 动与控制的优缺点，理解液气压传动与控制的定义以及液气压传动与控制系统的基本组成。 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 回顾流体力学的基础知识，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，流量连续性方程、伯努利方程，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12。 第三章液压能源装置—液压系 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

学习目标 2 第二章 流体力学基础知识 第六章 基本液压回路 第七章 典型液压系统分析 多媒体讲授 工程案例分析 期末考试 课后作业 阶段测试 课堂表现 学习目标 3 第三章 液压能源装置——液压泵 第四章 执行元件 第五章 控制元件 第六章 基本液压回路 第七章 典型液压系统分析 多媒体讲授 工程案例分析 期末考试 阶段测试 课堂表现 课后作业 学习目标 4 第六章 基本液压回路 课带实验环节 多媒体讲授 工程案例分析 实验指导 期末考试 课堂表现 实验报告 学习目标 5 课带实验环节 实验指导 实验报告 课堂表现 第一章 绪论 介绍液气压传动与控制的定义，液气压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液压系统的基本工作原理、工作特点及基 本组成，介绍液压系统的优缺点及相关应用领域。 要求学生：了解液气压传动与控制的发展历史、现状和发展趋势及应用领域，了解液气压传 动与控制的优缺点，理解液气压传动与控制的定义以及液气压传动与控制系统的基本组成。 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 回顾流体力学的基础知识，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，流量连续性方程、伯努利方程，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。 3

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，液压红的同步回路， 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，支撑毕业婴求指标点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12、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，其中

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—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，其中 4

实验1为必做实验，实验2和3选做一个。 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 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 第二章流体力学基础知识 2 第三章液压能源装置 —液压系 6 第四章执行元件 4 第五章控制元件 第六章基本液压回路 第七章典型液压系统分析 2 课带实验 4 六、教学策略与方法 L.采用多媒体课件和传统教学相结合进行教学，阐述液气压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、代终和不足，强调液气压传动与 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液气压传动与控制工程知识的培养和锻 炼。 5

实验 1 为必做实验，实验 2 和 3 选做一个。 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 2 第三章 液压能源装置——液压泵 6 第四章 执行元件 4 第五章 控制元件 8 第六章 基本液压回路 4 第七章 典型液压系统分析 2 课带实验 4 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，阐述液气压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，强调液气压传动与 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液气压传动与控制工程知识的培养和锻 炼。 5