《液压传动与控制》教学指导书.docx

液压传动与控制教学指导书学 分：2总学时,： 32理论学时：32实验学时：0面向专业：采矿工程及工程设备方向1、课程的性质、地位和任务“液压传动”是机械类及其自动化专业的技术基础课程。通常来讲，一般的 机械设备是由动力装置，传动装置，工作执行装置和控制操纵装置组成。传动装 置有机械传动，电力传动，液压传动，气压传动和它们的组合等形式。液压传动 是与机械传动，电力和气压传动等相并列的一种传动形式，是机械设备设计、使 用和维护所必须掌握的技术和知识。让学生掌握液压传动的基础知识，掌握各种 液压元件的工作原理、特点、应用和选用方法，熟悉各类液压基本回路的功用、 组成和应用场合，了解国内外先进技术成果在机械设备中的应用。2、课程的教学重点其中主要要求为，掌握液压技术的基本理论和知识；具有分析和维护液压系 统的能力；具有设计一般液压技术系统的能力。3、本课程教学中应注意的问题鉴于液压传动与控制课程的综合性、实践性特点及其内容体系的不断更 新等特点，本课程的教学过程中应该注意：理论教学环节与实践性教学环节的有效结合；培养学生的自主学习能力；本课程有很多方法性的讲述，应多用教学案例与课程教学内容密切结合，增加 学生的可接受性和兴趣；4、本课程的教学目的通过液压技术课程的讲授使学生掌握与液压技术相关的流体力学基础和液 压传动及气压传动方面的知识，为后续的课程学习、设计训练和毕业后的工作奠 定基础。5、本科课程的教学方法本课程是以理论为主，理论与实践相结合的课程，本课程以理论教学为主， 结合多媒体演示，使学生了解和掌握更多关于液压传动方面的知识。6、主要参考书.左健民主编.液压传动.北京：机械工业出版社，19961 .方昌林主编.液压、气压传动与控制.北京：机械工业出版社，2000.何存兴主编.液压传动传动.武汉：华中科技大学出版社，20002 .章宏甲，黄谊，王积伟主编.液压传动.北京：机械工业出版社，2000.吴丛，薄钟佑.液压.北京：北京理工大学出版社，19953 .雷天觉主编.液压工程手册 北京 机械工业出版社19907.丁树模，姚如一.液压传动.北京：机械工业出版社，19928 .王明智，王春行主编.液压传动概论.北京：机械工业出版社，1992.毛信理主编.液压传动和液力传动.北京：冶金工业出版社，19939 . 章宏甲.黄谊主编.液压传动.北京：机械工业出版社，1993. 薛祖德主编.液压传动.北京：中央广播电视大学出版社，199510 .气开工程手册编委会编 气开工程手册 北京 国防工业出版社1995.张利平主编 液压气动系统设计手册 北京 机械工业出版社，19977、本课程的考核方式本课程是一门实践性很强的专业基础课，在注重课堂理论教学的同时，加强 实践教学环节，所以在考核方式、方法上应该突出理论和实践教学环节的的结合, 由于针对的是非机械专业，本课程作为专业选修课程以平时考查为主，平时作业 及课堂提问作为该课程的成绩。8、先修课程：理论力学，材料力学，电工技术，电子技术，测试技术，自动控制原理，机 械原理，机械设计。9、课程安排与思考问题（一）课堂理论教学第一章液压传动概述（1学时）第一节液压传动的基本概念、工作原理及其组成液压传动的基本概念、基本工作原理及其主要组成第二节液压传动系统的工作特点液压传动的主要优点液压传动的主要缺点本章重点：液压传动系统的工作原理，系统的组成及其特点。难点：系统工作压力是负载决定的。建议教学方法：采用启发式教学与形象化教学相结合，通过多媒体教学方式增加 学生的感性认识。思考题：液压传动的基本概念 液压传动的的组成及其主要特点第二章液压传动中的工作液体（1学时）第一节液体的主要物理性质第二节液压传动的工作介子第三节工作机谀之的污染与控制第四节液压冲击与气穴现象本章重点：液体的主要物理性质，液体的粘度度量与计算，工作介子的污染控制 思考题：液压传动的工作介质的主要性能 液压油的选用应考虑哪几方面第三章液压传动流体力学基础（2学时）第一节液体静力学液体的压力、压力分布、压力的表示方法与压力传递 第二节液体动力学液体动力学的基本概念、连续性方程、伯努利方程和动量方程。第三节.液体流动时的压力损失与孔口、缝隙流量 压力损失的形式、孔口流量与缝隙流量的计算 本章重点：伯努利方程及液体流动时的压力损失与孔口、缝隙流量计算。液压传动系统介质种类和对其要求及其选择。建议教学方法：采用启发式教学与形象化教学相结合，使学生重点掌握液体动力 学方程及压力损失、缝隙流量的计算、液压冲击的形成原因及危害。思考题：连续性方程的本质、物理意义。 液压冲击和空穴产生的原因与防止措施。 伯努利方程的物理意义、理想液体伯努利方程和实际液体伯努利方程的区 别。第四章液压泵与液压马达（6学时）第一节 概述液压泵的工作原理和分类第二节齿轮泵齿轮泵和液压马达的工作原理、流量计算、齿轮泵和马达结构中的特点第三节叶片式液压泵叶片式液压泵的工作原理、流量计算以及结构中存在的几个问题。变量叶片泵的 工作原理与结构特点。第四节柱塞泵柱塞泵的工作原理、流量计算以及结构中存在的几个问题。柱塞泵的工作原理与 结构特点。第五节其它液压泵螺旋泵、转子泵的工作原理与结构特点。第六节液压马达液压马达及气压马达的分类、特点、主要性能参数；高速及低速大转矩液压马达;难点：液压泵的困油现象，限压式变量叶片泵流量一压力特性分析。建议教学方法：充分发挥实验教学的优势，以实验教学为重点，结合具体实 物详细讲解其结构特点。思考题：第液压泵性能参数的计算。容积式液压泵的工作原理。齿轮泵的困油现象、困油现象的危害和如何消除。双作用式叶片泵和单作用式叶片泵的优缺点。在设计气压传动系统中，应如何选择空气压缩机。第五章液压缸（4学时）节液压缸的类型、特点和结构液压缸的类型和特点以及液压缸的速度与流量的关系、牵引力与压力的关系。活塞式、柱塞式、伸缩式、摆动式液压缸的结构特点与工作原理。第二节液压缸的设计计算 液压缸与气缸结构中应注意的几个问题以及设计步骤。液压缸主要参数确实定。缸结构强度计算和稳定性验算。重点：液压缸的种类和特点，液压缸参数的计算和主要尺寸确实定，气缸耗气量 的计算，液压缸密封。难点：液压缸与气缸缓冲的计算建议教学方法：充分发挥多媒体课件实验教学的优势，以实验教学为重点，结合 具体实物详细讲解其结构特点。思考题：液压缸的结构特点以及性能参数的计算，液压马达的性能参数及计算。比拟叶片式和齿条式摆动缸都是获得往复回转运动的液压缸的特点 气缸的主要件用铝或铝合金制造，而液压缸的主要件用钢铁制造的原因。第六章液压控制阀（6学时）第一节概述液压阀的分类。对液压阀的基本要求。第二节方向阀单向阀的结构与工作原理。换向阀的结构与工作原理。第三节压力阀溢流阀的结构与工作原理。减压阀的结构与工作原理。顺序阀的结构与工 作原理。压力继电器的结构与工作原理第四节流量阀节流口的流量特性。节流阀和调速阀的结构特点与工作原理。第五节插装阀插装方向阀的结构与工作原理 插装压力阀的结构与工作原理 插装流量阀的结构与工作原理第六节其它液压阀数字阀、逻辑阀与比例阀的结构特点与工作原理。重点：单向阀，换向阀工作原理，三位滑阀中位机能，溢流阀、减压阀、顺序阀 工作原理、性能和应用，节流阀和调速阀工作原理、性能。难点：三位滑阀中位机能，溢流阀静态特性，调速阀工作原理特性。建议教学方法：充分发挥多媒体课件及实验教学的优势，以实验教学为重点, 结合具体实物详细讲解其结构特点。思考题：液压控制阀的工作原理结构特点与性能参数。分析比拟溢流阀、减压阀和顺序阀的作用及差异。溢流阀和节流阀都能作背压阀用，其差异何在？插装溢流阀和插装节流阀的原理图。气压换向阀和液压换向阀的主要区别。第七章液压传动系统辅件（2学时）蓄能器、过滤器、管件、密封装置等的功用。第八章液压系统基本回路（4学时）第一节调速回路调速原理和调速回路的分类。采用节流阀的节流调速回路。容积调速回路。容积-节流调速回路。调速回路的比拟。第二节 快速运动和速度换接回路快速运动回路。速度换接回路。第三节压力控制回路调压回路。减压回路。卸荷回路。平衡回路。保压回路。增压回路。稳压回路第四节多缸工作控制回路顺序动作回路。同步回路。多缸快速互不干扰回路。重点：定压式节流阀、调速阀节流调速回路，变压式（节流阀、调速阀）节流调 速回路，容积调速和容积节流调速回路的工作原理、压力控制回路、顺序动作回 路等特性和应用。难点：调速回路的速度刚度，定量泵一变量马达容积调速的调整范围小的原因。 建议教学方法：在熟悉以上液压元件工作原理的基础上，以基本回路的工作原理 为重点，逐步熟悉综合回路的工作原理。思考题：熟练分析常见的各种回路的工作原理以及工作特点。进口节流阀回路，出口节流阀回路，旁路节流阀回路的特点。三种容积式调速回路的特性。如何使用顺序阀，行程阀，延时阀实现执行机构的顺序动作。 设计手控气缸往复回路和可使双作用汽缸快速返回回路。第九章液压传动系统（4学时）第一节YT4543型液压他驱式动力滑台的液压系统YT4543型液压他驱式动力滑台的液压系统的工作循环分析。液压系统的基 本回路组成。液压系统的特点。第二节M1432A型万能外园磨床液压系统液压系统的工作循环分析。液压系统的基本回路组成。液压系统的特点。 第三节YB32-200液压机的液压系统液压系统的工作循环分析。液压系统的基本回路组成。液压系统的特点。 第四节Q2-8型起重机液压系统 液压系统的工作循环分析。液压系统的基本回路组成。液压系统的特点。 第五节SZ-250A型塑料注射成形机液压系统 液压系统的工作循环分析。液压系统的基本回路组成。液压系统的特点。 难点：外圆磨床工作台往复运动系统换向过程，压力机液压系统在换向前的泄压 过程。建议教学方法：借助多媒体和计算机的动画影片技术等形象化的教学手段进行直 观化教学，总结实际应用中的常见故障，讲解故障的分析及排除方法。思考题：熟练分析简单的回路的基本工作过程与原理。第十章液压传动系统的设计计算（2学时）第一节 液压系统的设计步骤第二节 明确设计依据、进行工况分析设计依据。工况分析。第三节执行元件主要参数确实定初选执行元件的工作压力。确定执行元件的主要结构参数。复算执行元件的工作压力。执行元件工况图的绘制第四节确定液压系统方案、拟定液压系统图确定系统方案。拟订液压系统图。第五节元件的计算和选择选定元件系统的设计。第六节系统验算及技术文件的编制系统的验算。绘制工作图、编写技术文件。重点：系统工况分析和执行元件主要参数确定，液压系统草图拟定和液压元件选 择，系统性能的验算。建议教学方法：以课堂教学为重点，详细讲解液压系统的设计步骤以及考前须知。思考题：液压系统的设计步骤液压系统的设计应注意的问题了解液压系统方案确实定以及液压系统图的绘制步骤液压泵、控制阀、电动机的选择原那么第十章液压伺服系统（2学时）第一节概述伺服系统的工作原理、特点、组成、分类及优缺点。第二节典型的伺服控制元件与伺服阀力矩马达和力马达、滑阀、射流管阀的结构和工作原理伺服阀的分类、结构和工作原理；液压伺服阀的选用及气压伺服阀第三节液压伺服系统几种不同的液压伺服系统的原理难点：典型的伺服控制元件重点：伺服系统的工作原理建议采用多媒体教学课件，充分发挥电脑动画的功能，讲解伺服控制元件和伺服 控制系统的原理。思考题：伺服系统的分类、特点喷嘴挡板式电液伺服阀和射流管式电液伺服阀的工作原理。第十一章液压伺服控制系统（2学时）第一节逻辑代数常用逻辑代数的运算、基本定律与运算规那么、逻辑图第二节 气压逻辑回路与逻辑回路的设计逻辑代数法与卡诺图法第三节程序控制系统与可编程控制器气压系统中常用的电器回路，行程程序控制系统的设计指令系统及可编程控制器的应用重点：逻辑回路的设计难点：程序控制系统建议采用理论与实践相结合的教学方法，充分发挥实验教学设备的作用，加强实 践性教学环节。思考题：逻辑函数的化简与卡诺图、状态图的画法