液压与气压传动(Hydraulic&PneumaticTransmission)一、课程概况课程编号：07110390课程总学时：48（其中，讲课40，实验8，上机0，实习0，课外学时0）课程学分：3.0学分课程分类：必修开设学期：本科三年级，第五、六学期（秋、春）开课单位：工学院车辆与交通工程系流体传动与控制教研室适用专业：机械工程、车辆工程、交通运输工程、农业工程的相关专业所需先修课：机械原理、机械设计、工程力学课程负责人：毛恩荣谭或二、内容简介液压与气压传动课程属于技术基础课，是高等学校工科机械类专业学生的一门重要的必修课。液压与气压传动课程分为液压传动和气压传动两部分，以液压传动为主线。本课程重点是向学生介绍液压与气压传动的基础知识、基本理论，着眼于培养学生选用液压与气压元件以及分析、设计液压与气压传动系统的能力。主要内容包括液压和气压传动基础知识，液压和气压元件，液压和气压基本回路，典型液压和气压系统的工作原理，液压系统的设计与计算，液压伺服和电液比例控制技术，气压传动程序系统的分析和设计。Hydraulic&PneumaticTransmissionisacompulsoryspecializedcorecourseofrelativemechanicalmajors for engineering students in universities. Hydraulic & Pneumatic Transmission includes hydraulictransmission which is bases, and pneumatic transmission. The main task of this course introduce that thebasic theory of hydraulic & pneumatic transmission, students were cultivated the capability of selectionhydraulic & pneumatic components, and the capability of design hydraulic & pneumatic transmission systemThe main content of this course have that the basic theory of hydraulic & pneumatic transmission, thecomponentsofhydraulic&pneumatic,thebasiccircuitofhydraulic&pneumatic,thetypicalsystemofhydraulic & pneumatic transmission, the design & calculation of hydraulic system, the hydraulic servotechnology,the electric hydraulic proportional control technology, and the design & analysis of pneumatictransmission program system.三、教学大纲1、课堂讲授部分教学内容与要求（40学时）
液压与气压传动 （Hydraulic & Pneumatic Transmission） 一、课程概况 课程编号：07110390 课程总学时：48（其中，讲课40，实验8，上机0，实习0，课外学时0） 课程学分：3.0学分 课程分类：必修 开设学期：本科三年级，第五、六学期（秋、春） 开课单位：工学院 车辆与交通工程系 流体传动与控制教研室 适用专业：机械工程、车辆工程、交通运输工程、农业工程的相关专业 所需先修课：机械原理、机械设计、工程力学 课程负责人：毛恩荣 谭彧 二 、内容简介 液压与气压传动课程属于技术基础课，是高等学校工科机械类专业学生的一门重要的必修课。液 压与气压传动课程分为液压传动和气压传动两部分，以液压传动为主线。本课程重点是向学生介绍 液压与气压传动的基础知识、基本理论，着眼于培养学生选用液压与气压元件以及分析、设计液压 与气压传动系统的能力。主要内容包括液压和气压传动基础知识，液压和气压元件，液压和气压基 本回路，典型液压和气压系统的工作原理，液压系统的设计与计算，液压伺服和电液比例控制技 术，气压传动程序系统的分析和设计。 Hydraulic & Pneumatic Transmission is a compulsory specialized core course of relative mechanical majors for engineering students in universities. Hydraulic & Pneumatic Transmission includes hydraulic transmission which is bases, and pneumatic transmission. The main task of this course introduce that the basic theory of hydraulic & pneumatic transmission, students were cultivated the capability of selection hydraulic & pneumatic components, and the capability of design hydraulic & pneumatic transmission system. The main content of this course have that the basic theory of hydraulic & pneumatic transmission, the components of hydraulic & pneumatic, the basic circuit of hydraulic & pneumatic, the typical system of hydraulic & pneumatic transmission, the design & calculation of hydraulic system, the hydraulic servo technology, the electric hydraulic proportional control technology, and the design & analysis of pneumatic transmission program system. 三、教学大纲 1、课堂讲授部分教学内容与要求（40学时）
第一章绪论（2学时）内容要点：液压与气压传动的研究对象；液压与气压传动的工作原理及其组成；液压与气压传动的优缺点；液压与气压传动的发展概况及其应用。基本要求：（1）掌握液压与气压传动的定义。（2）初步掌握液压与气压传动的工作原理及其组成，理解液压与气压传动中的三个基本参数一一压力、流量和功率的概念及其基本关系式（3）了解液压与气压传动的优缺点；液压与气压传动的发展概况及其应用。第二章液压传动基础知识（7学时）内容要点：液压油的性质；液压油的选用；液体静压力及其特性；液体静压力基本方程；液体静压力作用在固体壁面上的力。液体动力学方程：连续性方程、伯努利方程、动量方程。层流、素流和雷诺数的概念：沿程压力损失：局部压力损失；小孔的流量一一压力特性；气穴现象与液压冲击。基本要求：（1）了解液压油的种类，掌握粘性的概念以及相应的测量和计算方法，（2）理解液体静压力的概念、液体静压力基本方程以及其物理意义；理解帕斯卡原理。（3）掌握不可压缩液体作定常流动的连续性方程及其应用；伯努利方程及其物理意义；运用流量连续性方程和伯努利方程来求解压力、流速与流量之间的关系；运用动量方程来求解流动液体与固体壁面间的作用力问题。（4）掌握运用雷诺数来判别液流在管道中的流动状态。掌握沿程压力损失、局部压力损失和管路系统总压力损失的计算方法和计算公式。（5）掌握液流通过薄壁小孔、短孔和细长孔时的流量一一压力特性及其影响因素；了解液压元件的泄漏规律以及泄漏流量的影响因素；理解气穴现象与液压冲击。第三章液压动力元件（7学时）内容要点：容积式液压泵的基本工作原理及分类；液压泵的主要参数压力、排量、流量、功率和效率。齿轮泵的工作原理、流量计算、结构特点和优缺点；提高外啮合齿轮泵压力的措施；单作用叶片泵的工作原理、流量计算；双作用叶片泵的工作原理、流量计算和提高双作用叶片泵压力的措施；限压式变量叶片泵的工作原理。轴向柱塞泵的工作原理、流量计算和结构特点；径向柱塞泵的工作原理和流量计算。基本要求：（1）理解容积式液压泵的基本工作原理，掌握液压泵的主要性能参数及其计算。（2）理解齿轮泵、双作用叶片泵、限压式变量叶片泵、轴向柱塞泵的工作原理
第一章 绪论（2学时） 内容要点：液压与气压传动的研究对象；液压与气压传动的工作原理及其组成；液压与气压传动 的优缺点；液压与气压传动的发展概况及其应用。 基本要求： （1）掌握液压与气压传动的定义。 （2）初步掌握液压与气压传动的工作原理及其组成，理解液压与气压传动中的三个基本参数 ——压力、流量和功率的概念及其基本关系式。 （3）了解液压与气压传动的优缺点；液压与气压传动的发展概况及其应用。 第二章 液压传动基础知识（7学时） 内容要点：液压油的性质；液压油的选用；液体静压力及其特性；液体静压力基本方程；液体静 压力作用在固体壁面上的力。液体动力学方程：连续性方程、伯努利方程、动量方程。层流、紊流 和雷诺数的概念；沿程压力损失；局部压力损失；小孔的流量——压力特性；气穴现象与液压冲 击。 基本要求： （1）了解液压油的种类，掌握粘性的概念以及相应的测量和计算方法。 （2）理解液体静压力的概念、液体静压力基本方程以及其物理意义；理解帕斯卡原理。 （3）掌握不可压缩液体作定常流动的连续性方程及其应用；伯努利方程及其物理意义；运用流 量连续性方程和伯努利方程来求解压力、流速与流量之间的关系；运用动量方程来求解流动液体与 固体壁面间的作用力问题。 （4）掌握运用雷诺数来判别液流在管道中的流动状态。掌握沿程压力损失、局部压力损失和管 路系统总压力损失的计算方法和计算公式。 （5）掌握液流通过薄壁小孔、短孔和细长孔时的流量——压力特性及其影响因素；了解液压元 件的泄漏规律以及泄漏流量的影响因素；理解气穴现象与液压冲击。 第三章 液压动力元件（7学时） 内容要点：容积式液压泵的基本工作原理及分类；液压泵的主要参数压力、排量、流量、功率和 效率。齿轮泵的工作原理、流量计算、结构特点和优缺点；提高外啮合齿轮泵压力的措施；单作用 叶片泵的工作原理、流量计算；双作用叶片泵的工作原理、流量计算和提高双作用叶片泵压力的措 施；限压式变量叶片泵的工作原理。轴向柱塞泵的工作原理、流量计算和结构特点；径向柱塞泵的 工作原理和流量计算。 基本要求： （1）理解容积式液压泵的基本工作原理，掌握液压泵的主要性能参数及其计算。 （2）理解齿轮泵、双作用叶片泵、限压式变量叶片泵、轴向柱塞泵的工作原理
（3）掌握齿轮泵、双作用叶片泵、限压式变量叶片泵、轴向柱塞泵的基本结构特点，（4）理解齿轮泵、叶片泵、柱塞泵的主要性能特点，了解各种液压泵的适用场合。第四章液压执行元件（3学时）内容要点：液压马达的种类；液压马达的工作原理；液压马达的主要参数和主要性能；摆动液压马达的工作原理和结构特点；液压缸的类型和特点；液压缸的典型结构和组成；液压缸的设计和计算。基本要求：（1）理解液压马达的基本类型和各自的工作原理、性能特点及应用场合。（2）掌握液压马达的主要性能参数的计算方法及相互换算关系；各类液压缸的推力和速度计算方法。（3）了解液压缸的典型结构和组成；液压缸主要尺寸确定。第五章液压阀（8学时）内容要点：液压控制阀的作用和分类。方向控制阀的类型：普通单向阀和液控单向阀、换向阀的结构、操纵方式、中位机能。压力控制阀：溢流阀的功用、工作原理和结构类型、动静态特性、主要用途；减压阀的功用、工作原理和结构类型、性能特点、主要用途；顺序阀的功用、工作原理和结构类型、主要用途；压力继电器的工作原理。流量控制阀：普通节流阀的工作原理和应用；调速阀的工作原理；溢流节流阀工作原理。液压伺服阀和电液比例阀概述；叠加阀的工作原理；插装阀的结构和工作原理。基本要求：（1）了解液压控制阀的分类。（2）理解单向阀、换向阀、溢流阀、减压阀、顺序阀、压力继电器、节流阀、调速阀、溢流节流阀的工作原理、功用及其结构，掌握分析方法。（3）了解叠加阀的工作原理、插装阀的结构和工作原理。（4）了解液压伺服阀和电液比例阀。第六章液压基本回路（5学时）内容要点：压力控制回路部分包括调压回路：减压回路、增压回路、卸荷回路、保压回路、平衡回路。速度控制回路部分包括节流调速回路、容积节流调速回路、容积调速回路、快速运动回路、速度换接回路。多缸工作控制回路部分包括顺序动作回路、同步回路、多缸快慢速互不干扰回路。基本要求：（1）掌握调压、减压、增压、卸荷、保压及平衡回路的基本类型、基本组成、功能、工作原理及分析方法
（3）掌握齿轮泵、双作用叶片泵、限压式变量叶片泵、轴向柱塞泵的基本结构特点。 （4）理解齿轮泵、叶片泵、柱塞泵的主要性能特点，了解各种液压泵的适用场合。 第四章 液压执行元件（3学时） 内容要点：液压马达的种类；液压马达的工作原理；液压马达的主要参数和主要性能；摆动液压 马达的工作原理和结构特点；液压缸的类型和特点；液压缸的典型结构和组成；液压缸的设计和计 算。 基本要求： （1）理解液压马达的基本类型和各自的工作原理、性能特点及应用场合。 （2）掌握液压马达的主要性能参数的计算方法及相互换算关系；各类液压缸的推力和速度计算 方法。 （3）了解液压缸的典型结构和组成；液压缸主要尺寸确定。 第五章 液压阀（8学时） 内容要点：液压控制阀的作用和分类。方向控制阀的类型：普通单向阀和液控单向阀、换向阀的 结构、操纵方式、中位机能。压力控制阀：溢流阀的功用、工作原理和结构类型、动静态特性、主 要用途；减压阀的功用、工作原理和结构类型、性能特点、主要用途；顺序阀的功用、工作原理和 结构类型、主要用途；压力继电器的工作原理。流量控制阀：普通节流阀的工作原理和应用；调速 阀的工作原理；溢流节流阀工作原理。液压伺服阀和电液比例阀概述；叠加阀的工作原理；插装阀 的结构和工作原理。 基本要求： （1）了解液压控制阀的分类。 （2）理解单向阀、换向阀、溢流阀、减压阀、顺序阀、压力继电器、节流阀、调速阀、溢流节 流阀的工作原理、功用及其结构，掌握分析方法。 （3）了解叠加阀的工作原理、插装阀的结构和工作原理。 （4）了解液压伺服阀和电液比例阀。 第六章 液压基本回路（5学时） 内容要点：压力控制回路部分包括调压回路：减压回路、增压回路、卸荷回路、保压回路、平衡 回路。速度控制回路部分包括节流调速回路、容积节流调速回路、容积调速回路、快速运动回路、 速度换接回路。多缸工作控制回路部分包括顺序动作回路、同步回路、多缸快慢速互不干扰回路。 基本要求： （1）掌握调压、减压、增压、卸荷、保压及平衡回路的基本类型、基本组成、功能、工作原理 及分析方法
（2）掌握节流调速回路的基本组成、类型、调速原理、调速特性、功率和效率以及性能特点和适用场合：容积调速回路和容积节流调速回路的调速原理和调速性能。（3）理解快速运动回路及速度换接回路的组成、类型、功能、工作原理；顺序动作回路的功能、基本类型和工作原理。（4）了解同步回路；多缸快慢速互不干扰回路。第七章典型液压传动系统（2学时）内容要点：液压传动系统概述；组合机床动力滑台液压系统；根据不同的专业讲解与之相关的液压系统。重点讲授液压基本回路的功能和具体应用；复杂液压系统的阅读、分析的方法。基本要求：（1）了解液压传动系统的分类。（2）掌握组合机床动力滑台液压系统等1～2个典型液压系统的分析方法。（3）了解液压系统的设计与计算方法。第八章气压传动（6学时）内容要点：气压传动基础知识；气源装置；气源净化装置；气动执行元件部分包括气缸和气动马达；气动控制元件部分包括方向控制阀、压力控制阀、流量控制阀，以及气动逻辑元件；气动基本回路部分包括换向回路、速度控制回路、压力控制回路、气液联动回路、计数回路、安全保护和操作回路、顺序动作回路；气动程序系统及其设计；气压传动系统实例典型介绍。基本要求：（1）了解气压传动的基础知识；气源装置的工作原理。（2）理解源的净化过程及气动三联件的工作原理。（3）了解气缸的分类、结构、工作原理及计算：了解各类控制阀的工作原理及特性曲线（4）掌握气动逻辑元件的分类、工作原理和选用。（5）理解各种基本回路的工作原理及功能。（6）掌握X一D状态图进行程序控制设计，理解12个典型气压传动系统。2、实验、实习部分教学内容与要求（8学时）实验一液阻特性实验（1学时）实验类型：验证目的：本实验通过对标准型液流阻力的实验，定量地确定“流量一压力特性”，计算出与液阻特性有关的指数中，深入理解孔口液流的液阻特性。内容：薄壁小孔和细长小孔的流量一压力特性；回路中的压力损失的测定；环形缝隙的流量-压力特性。要求：每个小组7～8人，各位同学协同完成实验，每人按照实验记录写1份实验报告。实验二液压泵性能实验及液压泵模型拆装课（2学时）实验类型：验证
（2）掌握节流调速回路的基本组成、类型、调速原理、调速特性、功率和效率以及性能特点和 适用场合；容积调速回路和容积节流调速回路的调速原理和调速性能。 （3）理解快速运动回路及速度换接回路的组成、类型、功能、工作原理；顺序动作回路的功 能、基本类型和工作原理。 （4）了解同步回路；多缸快慢速互不干扰回路。 第七章 典型液压传动系统（2学时） 内容要点：液压传动系统概述；组合机床动力滑台液压系统；根据不同的专业讲解与之相关的液 压系统。重点讲授液压基本回路的功能和具体应用；复杂液压系统的阅读、分析的方法。 基本要求： （1）了解液压传动系统的分类。 （2）掌握组合机床动力滑台液压系统等1～2个典型液压系统的分析方法。 （3）了解液压系统的设计与计算方法。 第八章 气压传动（6学时） 内容要点：气压传动基础知识；气源装置；气源净化装置；气动执行元件部分包括气缸和气动马 达；气动控制元件部分包括方向控制阀、压力控制阀、流量控制阀，以及气动逻辑元件；气动基本 回路部分包括换向回路、速度控制回路、压力控制回路、气液联动回路、计数回路、安全保护和操 作回路、顺序动作回路；气动程序系统及其设计；气压传动系统实例典型介绍。 基本要求： （1）了解气压传动的基础知识；气源装置的工作原理。 （2）理解源的净化过程及气动三联件的工作原理。 （3）了解气缸的分类、结构、工作原理及计算；了解各类控制阀的工作原理及特性曲线。 （4）掌握气动逻辑元件的分类、工作原理和选用。 （5）理解各种基本回路的工作原理及功能。 （6）掌握X－D状态图进行程序控制设计，理解1～2个典型气压传动系统。 2、实验、实习部分教学内容与要求（8学时） 实验一 液阻特性实验（1学时） 实验类型：验证 目的：本实验通过对标准型液流阻力的实验，定量地确定"流量—压力特性"，计算出与液阻特性 有关的指数ψ，深入理解孔口液流的液阻特性。 内容：薄壁小孔和细长小孔的流量—压力特性；回路中的压力损失的测定；环形缝隙的流量-压 力特性。 要求：每个小组7～8人，各位同学协同完成实验，每人按照实验记录写1份实验报告。 实验二 液压泵性能实验及液压泵模型拆装课（2学时）实验类型：验证
目的：深入理解定量叶片泵的静态特性。着重测试液压泵静态特性中：（1）实际流量q与工作压力p之间的关系；（2）容积效率n、总效率n与工作压力p之间的关系。（3）通过模型拆装，掌握各种液压泵的工作原理、结构特点。内容：液压泵静态实验；液压泵模型拆装。要求：每个小组7～8人，各位同学协同完成实验，每人按照实验记录写1份实验报告。实验三溢流阀动、静态性能实验及液压阀拆装实验（2学时）实验类型：验证目的：通过实验，深入理解溢流阀稳定工况时的静态特性。根据实验成果对被试阀的静态特性作适当的分析。通过模型拆装，掌握各种液压阀的工作原理、结构特点。内容：溢流阀静态特性实验中着重测试：1．调压范围及压力稳定性；2.卸荷压力及压力损失；3．启闭特性；液压阀拆装。要求：每个小组7～8人，各位同学协同完成实验，每人按照实验记录写1份实验报告。实验四节流调速回路性能实验（1学时）实验类型：验证目的：通过对节流阀进口、出口、旁路三种调速回路的实验，得出它们的调速回路特性曲线，并分析比较它们的调速性能；通过对节流阀和调速阀进油路调速回路的对比实验，分析比较它们的调速性能。内容：采用节流阀的进油路与回油路调速回路；采用节流阀的旁路调速回路；采用调速阀的进油路调速回路。要求：每个小组7～8人，各位同学协同完成实验，每人按照实验记录写1份实验报告。实验五气压传动实验（2学时）目的：结合课堂所学知识，设计并动手组建一个液压传动系统，完成一定的功能。内容：综合实验。要求：每个同学独立完成实验，认真思考，设计的系统合理。课程结束时，每人交1份实验报告。说明：为使学生既能发挥主观能动性，又具有科研协作精神，暂定考核成绩中小组记录占40%，个人作业及试验出勤、动手能力等占60%。3、教材及主要参考书教材：左健民主编《液压与气压传动》，机械工业出版，2000年第2版。主要参考书：方昌林主编《液压、气压传动与控制》，机械工业出版社张群生主编《液压与气压传动》，机械工业出版社
目的：深入理解定量叶片泵的静态特性。着重测试液压泵静态特性中：（1）实际流量q与工作压 力p之间的关系；（2）容积效率η、总效率η与工作压力p之间的关系。（3）通过模型拆装，掌握 各种液压泵的工作原理、结构特点。 内容：液压泵静态实验；液压泵模型拆装。 要求：每个小组7～8人，各位同学协同完成实验，每人按照实验记录写1份实验报告。 实验三 溢流阀动、静态性能实验及液压阀拆装实验（2学时）实验类型：验证 目的：通过实验，深入理解溢流阀稳定工况时的静态特性。根据实验成果对被试阀的静态特性作 适当的分析。通过模型拆装，掌握各种液压阀的工作原理、结构特点。 内容：溢流阀静态特性实验中着重测试：1．调压范围及压力稳定性；2．卸荷压力及压力损失； 3．启闭特性；液压阀拆装。 要求：每个小组7～8人，各位同学协同完成实验，每人按照实验记录写1份实验报告。 实验四 节流调速回路性能实验（1学时）实验类型：验证 目的：通过对节流阀进口、出口、旁路三种调速回路的实验，得出它们的调速回路特性曲线，并 分析比较它们的调速性能；通过对节流阀和调速阀进油路调速回路的对比实验，分析比较它们的调 速性能。 内容：采用节流阀的进油路与回油路调速回路；采用节流阀的旁路调速回路；采用调速阀的进油 路调速回路。 要求：每个小组7～8人，各位同学协同完成实验，每人按照实验记录写1份实验报告。 实验五 气压传动实验（2学时） 目的：结合课堂所学知识，设计并动手组建一个液压传动系统，完成一定的功能。 内容：综合实验。 要求：每个同学独立完成实验，认真思考，设计的系统合理。课程结束时，每人交1份实验报 告。 说明： 为使学生既能发挥主观能动性，又具有科研协作精神，暂定考核成绩中小组记录占40%，个人作 业及试验出勤、动手能力等占60%。 3、教材及主要参考书 教材： 左健民主编《液压与气压传动》，机械工业出版，2000年第2版。 主要参考书： 方昌林主编《液压、气压传动与控制》，机械工业出版社 张群生主编《液压与气压传动》，机械工业出版社