《流体力学与流体传动（A）》教学大纲

《流体力学与流体传动（A）》教学大纲适用范围：202X版本科人才培养方案课程代码：01140381课程性质：专业必修课学分：3.5学分学时：56学时（理论48学时，实验8学时）先修课程：机械制图、理论力学、机械原理等后续课程：机械制造装备设计、机电传动控制与PLC等适用专业：机械设计制造及其自动化开课单位：机械工程学院一、课程说明《流体力学与流体传动A》是机械设计制造及其自动化专业的一门专业必修课。本课程主要传授流体力学及流体传动的基础理论及方法，主要任务包括流体力学基本知识、液压与气压传动基本理论、液压元件的基本结构与工作原理、液压回路的组成与工作原理、典型液压与气压传动系统的分析方法等。本课程注重流体力学基本理论知识的深入学习，强调培养运用基础理论知识解决生产实际中问题的能力。通过本课程的学习，使学生学会运用流体力学与流体传动的基本理论和分析方法，解决机械、机电工程领域的传动问题，提高学生对液压与气压传动系统的分析、设计、计算和调试等能力，同时也为学习机械工程其他有关课程及以后从事技术工作打下必要的基础。二、课程目标通过本课程的学习，使学生达到如下目标：课程目标1：掌握流体力学的基本知识、液压传动的工作原理，能够对液压系统的重要参数进行分析、求解、计算。培养学生认真细致、科学严谨的工作作风。课程目标2：掌握液压元件的基本结构、工作原理和功能特性，能够正确分析液压元件在液压系统中的作用并为液压系统选择合适的元件。课程目标3：掌握基本回路的组成、工作原理及工作特性，能对一般的机械设备的液压系统原理图进行阅读、分析，初步具备根据工程需求设计简单的液压传动系统的能力。培养学生的逻辑分析及创新设计能力。三、课程目标与毕业要求《流体力学与流体传动》课程教学目标对机械设计制造及其自动化专业毕业要求的支撑见表1。表1课程教学目标与毕业要求关系毕业要求指标点课程目标支撑强度1.工程知识：掌握数学、自然科学、机械工程基础和专业知识并能将其用于解决机械工程领域的复杂工程问题。1.3掌握专业基础知识，能够将机械工程领域的相关知识和数学模型用于推演和分析，并将该能力用于解决机械工程中的复杂问题；课程目标1：能够运用流体力学的基本知识和液压传动的工作原理，对液压系统中的压力、流量等重要参数进行推演、分析、计算和求解。培养学生认真细致、科学严谨的工作作风。H2.问题分析：能够应用数学、自然科学和工程科学的基本原理，识别、表达、并通过文献研究分析机械工程领域的复杂工程问题，以获得有效结论。2.2能基于机械工程基本原理和数学模型方法正确表达复杂机械工程问题；课程目标2：掌握液压元件的基本结构、工作原理和功能特性，能够正确分析液压元件在液压系统中的作用并为液压系统选择合适的元件。M2.3能运用基本原理，借助文献研究，分析过程的影响因素，获得有效结论。课程目标3：能运用液压基本回路的工作原理及特性，并借助相关液压技术文献，对一般机械设备中的液压系统进行阅读、分析和评估。培养学生的逻辑分析能力。M注：表中“H（高）、M（中）”表示课程与相关毕业要求的关联度。四、教学内容、基本要求与学时分配1.理论部分理论部分的教学内容、基本要求与学时分配见表2。表2教学内容、基本要求与学时分配教学内容教学要求，教学重点难点理论学时实验学时对应的课程目标1.绪论1.1液压与气压传动的工作原理1.2液压与气压传动系统的组成1.3液压与气压传动的优缺点1.4液压与气压传动的应用及发展教学要求：使学生掌握液压与气压传动的原理和关键规律，掌握液压与气压传动系统的组成，熟悉液压与气压传动与其他传动方式不同之处。重点：液压与气压传动的工作原理。难点：液压与气压传动的力比例关系和运动关系。21、32.流体力学的基础知识2.1液压油2.2液体静力学2.3液体动力学2.4液体流动中的压力损失计算2.5孔口与缝隙流动2.6空穴现象与液压冲击教学要求：使学生掌握流体静力学、动力学基本知识、掌握液压传动的基本概念；了解液压油的性质与液压油的选用原则。重点：液压油的粘度；液体静力学、动力学的基本概念；连续性方程；伯努利方程；液体的流动状态与判断；压力损失的计算与求解等。难点：压力损失的计算与求解。1021、33.动力元件3.1液压泵概述；3.2齿轮泵3.3叶片泵3.4柱塞泵3.5液压泵的选用教学要求：使学生理解并掌握容积式液压泵的工作原理与性能要求。了解常用液压泵的结构特点。理解并掌握常用液压泵的性能特点与选用。重点：容积式液压泵的工作原理、性能参数与常用液压泵的性能特点与选用。难点：常用液压泵的结构特点。622、34.执行元件4.1液压缸4.2液压马达教学要求：使学生理解并掌握液压执行元件的工作原理、性能参数与选用方法。重点：活塞式液压缸的性能参数、工作特点与选用；液压马达的工作原理、性能参数及选用。难点：差动连接、液压缸和马达的性能参数。422、35.控制元件5.1液压阀概述；5.2方向控制阀5.3压力控制阀5.4流量控制阀5.5液压阀的选用教学要求：使学生掌握液压阀的结构与工作原理；掌握液压阀在液压系统中的典型应用。重点：液压阀的工作原理与在系统中的主要作用。难点：压力控制阀。82、36.液压辅助元件6.1蓄能器6.2过滤器6.3密封装置6.4油箱6.5加热器、冷却器6.6管路教学要求：掌握各辅助元件的结构、工作原理在系统中的应用。重点：各辅助元件的工作原理和在系统中的典型应用。难点：蓄能器的工作原理和在系统中的典型应用。22、37.液压基本回路7.1方向控制回路7.2压力控制回路7.3速度控制回路7.4多缸工作控制回路教学要求：使学生掌握各基本回路的组成、工作原理，熟练掌握换向回路、调压回路、卸荷回路、平衡回路、调速回路、快速运动回路、顺序动作回路的组成及工作原理。重点：各基本回路的组成与工作原理。难点：各基本回路的工作原理及应用。82、38.典型液压传动系统8.1组合机床动力滑台液压系统8.2液压压力机液压系统教学要求：引领学生一起分析组合机床液压系统实例，掌握液压传动系统的分析方法与步骤。重点：组合机床动力滑台与压力机液压系统的工作原理。难点：组合机床动力滑台与压力机液压系统的特点。4239.液压伺服和电液比例控制技术9.1液压伺服技术；9.2电液比例控制技术教学要求：使学生了解液压伺服和电液比例控制技术的特点与应用。重点：电液比例阀与伺服阀的应用。难点：液压伺服技术。22、310.气压传动10.1气源装置、气动执行元件、气动控制元件、气动辅助元件；10.2气动基本回路10.3气压传动系统实例教学要求：使学生掌握气压传动系统的分析方法，了解液压传动与气压传动的不同。重点:气压传动与液压传动的比较。难点:气动控制元件。22、3合计4882.实验部分实验部分的教学内容、基本要求与学时分配见表3。表3实验项目、实验内容与学时实验项目实验内容和要求实验学时对应的课程目标1.雷诺实验实验内容：观察层流、紊流，记录液体流量、流速等参数，计算雷诺数。实验要求：了解液体的流动状态与判断准则212.液压元件结构分析实验内容：对液压泵、液压缸、液压马达、液压阀等元件进行结构分析。实验要求：直观了解液压元件的结构，加深对其工作原理的理解。223.液压泵性能测试实验内容：对液压泵的主要性能参数进行测试。实验要求：用试验方法验证定量泵的流量、功率、效率随压力变化的规律。224.液压系统操作调试实验内容：对液压回路进行设计分析调试，实现预期动作。实验要求：熟悉液压回路的组成以及液压回路的安装调试方法。掌握液压基本回路的组成及工作原理。23合计8五、教学方法及手段本课程以课堂讲授为主，结合讨论、案例、视频资源共享、实验等教学手段完成课程教学任务和相关能力的培养。使学生比较全面地理解流体力学与流体传动的基本理论、液压元件的基本结构与工作原理、液压回路的组成与工作原理、流体传动系统的分析方法。实验教学着重讲授如何用科学的手段来完成理论的验证；如何组织实验、处理数据和分析实验现象；介绍常用设备和仪器的原理、构造和使用维护方法以及综合实验内容的思路和方案设计等。采用教师指导和学生实践操作的方法；在实验前学生应认真预习本实验有关的内容，在实验中要遵守实验纪律，严格按操作规程使用实验设备；实验结束后，按规定对实验设备进行维护保养；每完成一项实验，要认真完成一份实验报告。六、课程资源1.推荐教材：（1）左健民.液压与气压传动.机械工业出版社.2022.09.（2）毛志勇.液压与气压传动.机械工业出版社.2018.01.2.参考书：（1）高殿荣等.液压与气压传动.机械工业出版社.2018.（2）陈清奎等.液压与气压传动（3D版）.机械工业出版社.2017.（3）黄志坚.智能液压气动元件及控制系统.化学出版社.2018.02.（4）李松晶等.液压系统经典设计实例.化学出版社.（5）唐颖达刘尧.液压回路分析与设计.化学工业出版社.2017.01.（6）左健民.液压与气压传动学习指导与例题集.机械工业出版社.2019.3.期刊：（1）《液压与气动》,中国机械工程学会与北京机械工业自动化研究所联合主办.（2）《机床与液压》,中国机械工程学会与广州机械科学研究院联合主办.（3）《润滑与密封》,中国机械工程学会摩擦学学会与广州机械科学研究院联合主办.（4）《流体传动与控制》,上海市机械工程学会与上海液压气动总公司联合主办.（5）《液压气动与密封》,中国液压气动密封件工业协会主办.（6）INTERNATIONALJOURNALOFPRESSUREVESSELSANDPIPING,英国.4.网络资源：（1）中国大学MOOC/category/machinery（2）华中科技大学精品课程/info/1102/4093.htm（3）液压与气压传动省级精品课程/course/81031134.html#courseArticle_1096427（4）河南工学院泛雅网络教学平台液压与气压传动在线课程/course/201924665.html七、课程考核对课程目标的支撑课程成绩由过程性考核成绩和期末考核成绩两部分构成，具体考核/评价细则及对课程目标的支撑关系见表4。表4课程考核对课程目标的支撑考核环节占比考核/评价细则课程目标123过程性考核线上学习4%（1）根据在线知识点视频、测试等参与情况进行考核，满分100分。（2）以平时考核成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩。√√√121课堂表现4%（1）根据课堂回答问题等情况进行考核，满分100分。（2）以平时考核成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩。√√√121实验16%（1）根据每个实验的实验操作完成情况和实验报告质量单独评分，满分100分；（2）每次实验单独评分，取各次实验成绩的平均值作为此环节的最终成绩。（3）以实验成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩。√√√466作业16%（1）主要考核学生对各章节知识点的复习、理解和掌握程度，满分100分；（2）每次作业单独评分，取各次成绩的平均值作为此环节的最终成绩。（3）以作业成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩。√√862期末考核60%（1）卷面成绩100分，以卷面成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩。（2）考试题型为：选择题、填空题、简答题、绘图题和分析计算题等。√√√252015合计：100分393625八、考核与成绩评定1.考核方式及成绩评定考核方式：本课程主要以在线学习、课堂表现、实验、作业、期末考试等方式对学生进行考核评价。考核基本要求：考核总成绩由期末试卷成绩和过程性考核成绩组成。其中：期末试卷成绩为100分（权重60%），试题类型为填空题、选择题、判断题、简答题、计算题和分析题等类型，试卷中基本知识、基本理论、基本技能的试题分值不超过50%，综合应用题、分析题不低于50%；课堂表现、实验、作业等过程性考核成绩为100分（权重40%）；过程性考核和考试试题分值分配应与教学大纲各章节的学时基本成比例。2.过程性考核成绩的标准过程性考核方式重点考核内容、评价标准、所占比重见表5。表5过程性考核方式评价标准考核方式所占比重(%)100>x≥9090>x≥8080>x≥7070>x≥60x<60线上学习10单元知识点视频与测试环节综合得分大于90分。单元知识点视频与测试环节综合得分大于80分。单元知识点视频与测试环节综合得分大于70分。单元知识点视频与测试环节综合得分大于70分。单元知识点视频与测试环节综合得分小于60分。课堂表现10积极参与教学活动、踊跃回答问题，参与率、准确率大于90%。认真参与课堂活动、积极回答问题，参与率、准确率大于80%。参与课堂活动、认真回答问题，参与率、准确率大于70%。偶尔参与教学活动、回答问题，参与率、准确率大于60%。较少参与教学活动、回答问题，参与率、准确率小于60%。作业40作业完整，准确率大于90%。作业完整，准确率大于