郑州大学 机械工程专业 《流体力学与流体传动》 课程教学大纲 大纲制订人：张二亮、刘兰荣、周洋、郜伟 大纲审定人：李延民 修订日期：2020/07
郑州大学 机械工程专业 《流体力学与流体传动》 课程教学大纲 大纲制订人：张二亮、刘兰荣、周洋、郜伟 大纲审定人：李延民 修订日期：2020/07
《流体力学与流体传动》课程教学大纲 课程编号：01214 课程名称（中/英文）：流体力学与流体传动/Fluid Mechanics and Fluid Power Transmission 课程类型：专业大类 总学时：50 讲课学时：42 实验学时：8 学分：3 适用对象：机械工程及相关专业 先修课程：微积分、机械制图、物理学、理论力学、控制工程基础、机械设计、机械原 后续课程：生产实习 开课单位：机械与动力工程学院 一、课程性质和敏学目标 《流体力学与流体传动》课程涉及流体力学和流体传动两个基本范畴，是高等学校机械 类专业必修的一门理论与实践紧密结合的专业基础课。它在在机械类整个教学计划中与数理 类课程、控制工程课程、机械设计及制图课程密切联系，为后续的专业课程学习、生产实习、 课程设计和毕业设计，乃至毕业后从事的机械设计制造领域的工作打下坚实基础， 木课程的教学目标为： 1.熟悉液压油的物理性质，掌握液压流体静力学和动力学基础知识，能够分析和解决 液压工程技术中的流体力学问题，包括压力损失、孔口和缝隙流动，理解气穴现象的产生原 因：掌握气体物理属性和流体力学相关基础知识。 2.掌握液压泵与液压马达及液压控制阀等常用液压传动元件的基本工作原理，掌握典 型气动元件的结构特点和工作原理，能够理解和分析液压、气压基本回路的组成和工作原理， 具备必要的实验技能和一定的分析和解决问题的实际能力。 3.具备分析液压元件、液压回路的能力，能够设计简单液压系统，为正确使用和设计 液气压元件和液气压系统打下良好的基础，逐步形成分析和解决液压工程问题的创新意识和 技术能力。 表1本课程的教学目标与毕业要求的对应关系为 序号单业要求 毕业要求指标点具体内容 课程目标 1.4掌握机械设计、制造、自动化领域的专业 毕业要求 知识，能将其与数理基础和工程基础等知识相 1 课程目标1、2 1.4 结合，用于解决机械产品或生产系统的设计 控制或改进。 毕业要求 2.3能够对复杂机械工程问题的影响因素和关 2 课程目标3 2.3 键环节（要素）等进行分析鉴别
《流体力学与流体传动》课程教学大纲 课程编号:012144 课程名称（中／英文）：流体力学与流体传动/ Fluid Mechanics and Fluid Power Transmission 课程类型: 专业大类 总学时：50 讲课学时：42 实验学时：8 学 分：3 适用对象：机械工程及相关专业 先修课程：微积分、机械制图、物理学、理论力学、控制工程基础、机械设计、机械原 理 后续课程：生产实习 开课单位：机械与动力工程学院 一、课程性质和教学目标 《流体力学与流体传动》课程涉及流体力学和流体传动两个基本范畴，是高等学校机械 类专业必修的一门理论与实践紧密结合的专业基础课。它在在机械类整个教学计划中与数理 类课程、控制工程课程、机械设计及制图课程密切联系，为后续的专业课程学习、生产实习、 课程设计和毕业设计，乃至毕业后从事的机械设计制造领域的工作打下坚实基础。 本课程的教学目标为： 1. 熟悉液压油的物理性质，掌握液压流体静力学和动力学基础知识，能够分析和解决 液压工程技术中的流体力学问题，包括压力损失、孔口和缝隙流动，理解气穴现象的产生原 因；掌握气体物理属性和流体力学相关基础知识。 2. 掌握液压泵与液压马达及液压控制阀等常用液压传动元件的基本工作原理，掌握典 型气动元件的结构特点和工作原理，能够理解和分析液压、气压基本回路的组成和工作原理， 具备必要的实验技能和一定的分析和解决问题的实际能力。 3. 具备分析液压元件、液压回路的能力，能够设计简单液压系统，为正确使用和设计 液气压元件和液气压系统打下良好的基础，逐步形成分析和解决液压工程问题的创新意识和 技术能力。 表 1 本课程的教学目标与毕业要求的对应关系为： 序号 毕业要求 毕业要求指标点具体内容 课程目标 1 毕业要求 1.4 1.4 掌握机械设计、制造、自动化领域的专业 知识，能将其与数理基础和工程基础等知识相 结合，用于解决机械产品或生产系统的设计、 控制或改进。 课程目标 1、2 2 毕业要求 2.3 2.3 能够对复杂机械工程问题的影响因素和关 键环节（要素）等进行分析鉴别。 课程目标 3
毕业要求 4.2能够根据实验（测试）方案、搭建实验系 3 4.2 统，开展有效的实验（测试）： 课程目标2 二、教学的基本要求 本课程教学的基本要求是：使学生掌握液压与气压传动技术基本组成及应用发展：掌捉 传动介质的基本物理属性：掌握静止流体力学、流动液体力学基础知识：掌握液压泵、液压 马达的结构特点及分析计算：掌握液压阀的分类、液压阀的工作原理结构特点及应用：掌握 液压典型回路工作原理、结构特点及分析计算：掌握气压传动基础知识、气压元件原理和特 点：了解气压传动基本回路：具有一定的实验动手能力和工程设计能力。 三、课堂教学内容及目标 本课程采用模块化教学，教学内容共有八个模块 棋块一：液压传动概述，2学时（反映教学目标1） 目标： (1)掌握液压传动的系统组成、工作过程、重要概念： (2)掌握液压传动工作介质的重要参数及计算分析： (3)了解液压传动的发展历程，应用场所及特点。 模块二：液压流体力学基础，8学时（反映教学目标1） 目标： (1)掌握静止液体力学的基本知识，并能利用静止液体力学进行分析计算： (2)掌握流动液体力学的基本概念，掌握连续性方程、伯努利方程及能量方程的推导 过程、适用范围，并能运用三大方程分析解决实际问题： (3)掌握流动液体能量损失的类型及计算过程： (4)掌握流动液体流经孔口及细缝的流动特点： (5)了解空穴现象及液压冲击。 模块三：容积式能量转换元件，6学时（反映散学目标2） 目标： (1)掌握容积式能量转换元件的基本工作原理及特点： (2)掌握液压泵的基本性能参数，掌握齿轮泵、叶片泵、柱塞泵的结构特点、工作原 理及应用范围，了解螺杆泵的结构特点、工作原理及应用范围： (3)掌握液压马达的基本性能参数，了解高速液压马达、低速大转矩液压马达结构特 点、工作原理及应用范围： (4)掌握液压缸的主要结构组成、常见液压缸的工作原理。 模块四：液压控制元件，10学时（反映教学目标2） 目标 (1)掌握液压阀的分类，液压滑阀液流力的分析，了解液压滑阀泄露特性
3 毕业要求 4.2 4.2 能够根据实验（测试）方案、搭建实验系 统，开展有效的实验（测试）； 课程目标 2 二、教学的基本要求 本课程教学的基本要求是：使学生掌握液压与气压传动技术基本组成及应用发展；掌握 传动介质的基本物理属性；掌握静止流体力学、流动液体力学基础知识；掌握液压泵、液压 马达的结构特点及分析计算；掌握液压阀的分类、液压阀的工作原理结构特点及应用；掌握 液压典型回路工作原理、结构特点及分析计算；掌握气压传动基础知识、气压元件原理和特 点；了解气压传动基本回路；具有一定的实验动手能力和工程设计能力。 三、课堂教学内容及目标 本课程采用模块化教学，教学内容共有八个模块。 模块一：液压传动概述，2 学时（反映教学目标 1） 目标： （1）掌握液压传动的系统组成、工作过程、重要概念； （2）掌握液压传动工作介质的重要参数及计算分析； （3）了解液压传动的发展历程，应用场所及特点。 模块二：液压流体力学基础，8 学时（反映教学目标 1） 目标： （1）掌握静止液体力学的基本知识，并能利用静止液体力学进行分析计算； （2）掌握流动液体力学的基本概念，掌握连续性方程、伯努利方程及能量方程的推导 过程、适用范围，并能运用三大方程分析解决实际问题； （3）掌握流动液体能量损失的类型及计算过程； （4）掌握流动液体流经孔口及细缝的流动特点； （5）了解空穴现象及液压冲击。 模块三：容积式能量转换元件，6 学时（反映教学目标 2） 目标： （1）掌握容积式能量转换元件的基本工作原理及特点； （2）掌握液压泵的基本性能参数，掌握齿轮泵、叶片泵、柱塞泵的结构特点、工作原 理及应用范围，了解螺杆泵的结构特点、工作原理及应用范围； （3）掌握液压马达的基本性能参数，了解高速液压马达、低速大转矩液压马达结构特 点、工作原理及应用范围； （4）掌握液压缸的主要结构组成、常见液压缸的工作原理。 模块四：液压控制元件，10 学时（反映教学目标 2） 目标： （1）掌握液压阀的分类，液压滑阀液流力的分析，了解液压滑阀泄露特性；
(2)掌握溢流阀、减压阀、顺序阀的结构特点、工作原理、应用范围，了解压力继电 器的结构特点、工作原理、应用范围： (3)掌握单向阀、换向阀的结枸特点、工作原理、应用范围： (4)掌握节流阀、稳流节流阀、分流集流阀的结构特点、工作原理、应用范围： (5)了解集成式液压阀、同服阀、电液比例控制阀的结构特点、工作原理、应用范围， 模块五：液压辅件，1学时（反映载学目标2） 目标： (1)了解蓄能器的功用及分类： (2)了解过滤器的功用及分类： (3)了解密封装置的功用及分类： (4)了解油箱及冷热交换器的功用及分类。 棋块六：液压基本回路及工程实例分析，9学时（反映教学目标2、3） 目标： (1)掌握速度调节回路的类型、工作原理、应用范用及分析计算，熟知速度换接回路 的类型及应用范围 (2)掌握调压回路、减压回路、增压回路、卸荷回路、保压回路及平衡回路的工作原 理及应用范围： (3)掌握换向回路与锁紧回路的工作原理及应用范围： (4)掌握典型顺序动作回路、同步回路的工作原理及应用范围，了解多缸运动互不干 扰回路的工作原理： (5)掌握分析液压系统工程实例的方法。 棋块七：气压传动，4学时（反映教学目标2、3） 目标： (1)掌握气压传动系统的工作原理与组成： (2)掌握气压传动的基础知识： (3)掌握典型气压元件的工作原理及应用范围： (4)了解气压传动典型基本回路的工作原理及应用范围 模块八：液压系统设计与计算，2学时（反映教学目标3） 目标： (1)熟悉液压传动系统的设计流程： (2)掌握执行元件的运动负载分析和结构设计： (3)掌握液气压元件的选型与计算： (4)能够绘制传动系统原理图及系统性能验证 四、实验教学内容及要求 实验教学分为“基础性实验一综合性实验”两个模块。 模块一：基础性实验，6学时（反映教学目标2）
（2）掌握溢流阀、减压阀、顺序阀的结构特点、工作原理、应用范围，了解压力继电 器的结构特点、工作原理、应用范围； （3）掌握单向阀、换向阀的结构特点、工作原理、应用范围； （4）掌握节流阀、稳流节流阀、分流集流阀的结构特点、工作原理、应用范围； （5）了解集成式液压阀、伺服阀、电液比例控制阀的结构特点、工作原理、应用范围。 模块五：液压辅件，1 学时（反映教学目标 2） 目标： （1）了解蓄能器的功用及分类； （2）了解过滤器的功用及分类； （3）了解密封装置的功用及分类； （4）了解油箱及冷热交换器的功用及分类。 模块六：液压基本回路及工程实例分析，9 学时（反映教学目标 2、3） 目标： （1）掌握速度调节回路的类型、工作原理、应用范围及分析计算，熟知速度换接回路 的类型及应用范围； （2）掌握调压回路、减压回路、增压回路、卸荷回路、保压回路及平衡回路的工作原 理及应用范围； （3）掌握换向回路与锁紧回路的工作原理及应用范围； （4）掌握典型顺序动作回路、同步回路的工作原理及应用范围，了解多缸运动互不干 扰回路的工作原理； （5）掌握分析液压系统工程实例的方法。 模块七：气压传动，4 学时（反映教学目标 2、3） 目标： （1）掌握气压传动系统的工作原理与组成； （2）掌握气压传动的基础知识； （3）掌握典型气压元件的工作原理及应用范围； （4）了解气压传动典型基本回路的工作原理及应用范围。 模块八：液压系统设计与计算，2 学时（反映教学目标 3） 目标： （1）熟悉液压传动系统的设计流程； （2）掌握执行元件的运动负载分析和结构设计； （3）掌握液气压元件的选型与计算； （4）能够绘制传动系统原理图及系统性能验证。 四、实验教学内容及要求 实验教学分为“基础性实验—综合性实验”两个模块。 模块一：基础性实验，6 学时（反映教学目标 2）
1压力形成实验 日标： (1)学会看液压系统图 (2)认知液压元件： (3)根据液压系统图，能找出各液压元件之间的连接管道： (4)分析液压系统图，调整某些液压元件，进行油路与某些参数的判断。 2.液阻特性实验 目标： (1)典型细长孔、薄壁孔的液阻特性实验 (2)U型管、单向阀、电磁换向阀、节流阀等的压力损失测试，了解影响压力损失 的因素及产生压力损失的原因： (3)通过实验，对不同形状的管道和不同液压元件的压力损失的大小有一直观的认识。 3.液压元件拆装实验 目标： (1)液压泵的拆装实验：弄清泵的结构和原理，泵的进出油口，三种泵的特征： (2)液压元件的拆装实验：弄清各液压元件的结构和原理，液压元件的典型结构及特 征： (3)液压缸及液压马达拆装实验：弄清液压缸和液压马达的结构和原理及特征，液压 马达的进出油口。 模块二：综合性实验，2学时（反映教学目标2、3） 1.调速回路及其它基本回路实验 目标： (1)熟悉典型的节流调速回路，了解其他十种典型的液压回路： (2)进一步了解掌握各液压元件的作用： (3)学会分析液压系统图。 五、课程敦学思想、教学方法、教学手段 本课程是机械类专业本科生的专业必修课，经过了多年的课程建设与改革。 1.教学思想：本课程是一门理论性和实践性均较强的课程，它既强调知识的缘合性、实 用性，又强调创新能力、综合分析和解决生产实践问题的能力。因此，本课程的教学思想为： 强化基础、联系实际、追求创新。 2教学方法：针对目前本课程的学时少、内容多的现状，采用的教学方法主要是讲重点 讲难点、讲思路、讲方法，突出液压元件原理主线、强化理论联系实际，既注意严格的逻辑 推理又进行渗透式、归纳式、讨论式教学以培养学生的创新精神和自主学习的能力。 3教学手段：借助智慧教学平台，开展多媒体教学、板书、动画展示：将课堂理论教学 与实验教学相结合，培养学生解决液气压传动与控制工程问题的思维方法和实践能力。 4.课内讨论和课外线上答疑相结合，学生可随时进行答疑
1.压力形成实验 目标： （1）学会看液压系统图； （2）认知液压元件； （3）根据液压系统图，能找出各液压元件之间的连接管道； （4）分析液压系统图，调整某些液压元件，进行油路与某些参数的判断。 2. 液阻特性实验 目标： （1）典型细长孔、薄壁孔的液阻特性实验 （2）“U”型管、单向阀、电磁换向阀、节流阀等的压力损失测试，了解影响压力损失 的因素及产生压力损失的原因； （3）通过实验，对不同形状的管道和不同液压元件的压力损失的大小有一直观的认识。 3. 液压元件拆装实验 目标： （1）液压泵的拆装实验：弄清泵的结构和原理，泵的进出油口，三种泵的特征； （2）液压元件的拆装实验：弄清各液压元件的结构和原理，液压元件的典型结构及特 征； （3）液压缸及液压马达拆装实验：弄清液压缸和液压马达的结构和原理及特征，液压 马达的进出油口。 模块二：综合性实验，2 学时（反映教学目标 2、3） 1. 调速回路及其它基本回路实验 目标： （1）熟悉典型的节流调速回路，了解其他十种典型的液压回路； （2）进一步了解掌握各液压元件的作用； （3）学会分析液压系统图。 五、课程教学思想、教学方法、教学手段 本课程是机械类专业本科生的专业必修课，经过了多年的课程建设与改革。 1.教学思想：本课程是一门理论性和实践性均较强的课程，它既强调知识的综合性、实 用性，又强调创新能力、综合分析和解决生产实践问题的能力。因此，本课程的教学思想为： 强化基础、联系实际、追求创新。 2.教学方法：针对目前本课程的学时少、内容多的现状，采用的教学方法主要是讲重点、 讲难点、讲思路、讲方法，突出液压元件原理主线、强化理论联系实际，既注意严格的逻辑 推理又进行渗透式、归纳式、讨论式教学以培养学生的创新精神和自主学习的能力。 3.教学手段：借助智慧教学平台，开展多媒体教学、板书、动画展示；将课堂理论教学 与实验教学相结合，培养学生解决液气压传动与控制工程问题的思维方法和实践能力。 4. 课内讨论和课外线上答疑相结合，学生可随时进行答疑