第9章 气动工作原理及回路设计

江苏省中等专业学校《液压与气动》课程标准（56学时+1周实训）一、概述（一）课程性质：《液压与气动》是机电专业的一门重要的专业基础课程。

无论对学生的思维素质、创新能力、科学精神以及在工作中解决实际问题的能力的培养，还是对后继课程的学习，都具有十分重要的作用。

（二）适用专业：适用三年全日制机械、机电工科类中专学生使用，适宜在第三、四学期开设（三）课程基本理念：（1）教学中应从实际出发，按照学生学习的规律和特点，积极改进教学方法，以学生为主体，充分调动学生学习的主动性、积极性。

（2）课堂教学要充分利用现代化教学手段，增强学生的感性认识，注意理论联系实际，关注机电设备技术的发展方向，适时引进新知识。

（四）课程设计思路：本课程的设计是建立在对机械知识有一定了解的基础上，以职业能力培养为重点来进行的。

本课程分为两部分，一部分是液压与气压传动部分，另一部分是实训部分。

通过多媒体和现场教学相结合，对本课程进行教学。

二、课程目标（一）课程总体目标：该课程实现了中职的培养目标，满足了机电类教育人才的要求，是专业教学必不可少的重要组成部分。

（二）具体目标：１.素质具有分析能力、创新能力、科学的方法及良好的职业道德意识。

２.能力设置本课程主要是使学生掌握液压与气压传动的基础知识、基本理论和基本技能，培养学生应用液压与气压传动知识进行工程机械设计、科学研究和解决工程实际问题的能力。

３.知识●掌握液压与气压传动的基本原理、液压与气压系统的组成、液压与气压系统的图示方法；●了解液压与气压传动用工作介质的基本类型、性质及选用；●掌握液压、气压元件的工作原理、了解元件的典型结构和特点；●掌握液压与气压传动基本回路的组成功能及应用；●掌握设计一个完整液压与气压系统的必备知识（设计计算、元件选型等）；●了解典型液压、气压系统的工作原理和特点三、内容标准（课程内容和要求）本课程共56学时+1周实训概述（2学时）重点：1．液压传动系统组成及工作原理；2．液压系统的图示方法。

气动工作原理气动工作原理是指利用气体压力来驱动机械装置进行工作的基本原理。

在工业生产中，气动工作原理被广泛应用于各种机械设备和生产线中，其简单、高效、安全的特点受到了广泛的青睐。

首先，气动工作原理的基础是气体的压缩和膨胀。

当气体被压缩时，其分子间的距离减小，从而增加了气体分子的碰撞频率和压力，这种压缩气体可以存储在气缸中，通过控制气源和阀门，可以将压缩气体释放到气动执行器中，从而驱动机械装置进行工作。

而当气体膨胀时，其分子间的距离增大，压力减小，这种原理被应用在气动制动系统中，通过控制气源和阀门，使气体膨胀产生制动力，实现机械装置的停止和控制。

其次，气动工作原理的关键是气动执行器。

气动执行器是将压缩气体的能量转换为机械能的装置，包括气缸、气动马达等。

气缸是气动执行器中最常见的一种，其工作原理是通过控制气源和阀门，使压缩气体进入气缸，推动活塞运动，从而驱动连杆、活塞杆等机械装置进行工作。

而气动马达则是将压缩气体的能量转换为旋转运动的装置，通过控制气源和阀门，使压缩气体进入气动马达，驱动转子、齿轮等旋转部件进行工作。

最后，气动工作原理的应用范围非常广泛。

在工业生产中，气动工作原理被应用于各种机械设备和生产线中，如气动钻、气动切割机、气动输送机等，其简单、高效、安全的特点使其成为工业生产中不可或缺的一部分。

同时，在汽车制造、航空航天、医疗设备等领域，气动工作原理也有着重要的应用，如气动制动系统、飞机起落架、呼吸机等，其稳定、可靠的特点为这些领域的发展提供了有力支持。

综上所述，气动工作原理是利用气体压力来驱动机械装置进行工作的基本原理，其应用范围广泛，对工业生产和其他领域的发展起着重要的作用。

随着科学技术的不断进步，相信气动工作原理将会在未来发挥更加重要的作用，推动着各行各业的发展和进步。

液压传动与气动技术教案第一章：液压传动与气动技术概述1.1 液压传动的定义与发展历程1.2 气动技术的定义与发展历程1.3 液压传动与气动技术的应用领域1.4 液压传动与气动技术在我国的应用与发展第二章：液压系统的基本组成与工作原理2.1 液压系统的组成2.2 液压系统的工作原理2.3 液压油的性质与选用2.4 液压系统的图形符号第三章：液压泵与液压马达3.1 液压泵的分类与工作原理3.2 液压泵的主要性能参数3.3 液压马达的工作原理与性能参数3.4 液压泵与液压马达的选用第四章：液压缸与液压执行器4.1 液压缸的分类与工作原理4.2 液压缸的主要性能参数4.3 液压执行器的分类与工作原理4.4 液压执行器的选用与安装第五章：液压控制阀及液压控制系统5.1 液压控制阀的分类与作用5.2 液压控制阀的主要性能参数5.3 液压控制系统的分类与工作原理5.4 液压控制系统的应用实例第六章：液压系统的设计与计算6.1 液压系统设计的基本原则6.2 液压缸和液压马达的选型计算6.3 液压泵的选型计算6.4 液压控制阀的选型计算第七章：液压系统的安装与维护7.1 液压系统的安装要求7.2 液压系统的调试与验收7.3 液压系统的日常维护与管理7.4 液压系统的故障诊断与排除第八章：液压元件的故障与维修8.1 液压泵的故障与维修8.2 液压控制阀的故障与维修8.3 液压缸和液压马达的故障与维修8.4 液压油的选择与更换第九章：气动技术的基本原理与应用9.1 气动技术的基本原理9.2 气源设备及其选用9.3 气动执行器及其选用9.4 气动控制元件及其应用第十章：气动元件的选用与维修10.1 气动元件的选用原则10.2 气动元件的安装与调试10.3 气动元件的维护与保养10.4 气动元件的故障诊断与排除第十一章：液压系统的应用案例分析11.1 液压系统在工业机械中的应用案例11.2 液压系统在汽车工业中的应用案例11.3 液压系统在航空航天领域的应用案例11.4 液压系统的创新应用案例分析第十二章：气动系统的应用案例分析12.1 气动系统在工业自动化中的应用案例12.2 气动系统在技术中的应用案例12.3 气动系统在制造业中的应用案例12.4 气动系统的创新应用案例分析第十三章：液压系统的仿真与优化13.1 液压系统仿真的基本概念13.2 液压系统仿真软件的使用13.3 液压系统优化的目的与方法13.4 液压系统优化案例分析第十四章：气动系统的仿真与优化14.1 气动系统仿真的基本概念14.2 气动系统仿真软件的使用14.3 气动系统优化的目的与方法14.4 气动系统优化案例分析第十五章：液压与气动技术的展望与发展趋势15.1 液压与气动技术的历史回顾15.2 液压与气动技术的现状15.3 液压与气动技术的挑战与机遇15.4 液压与气动技术的发展趋势预测重点和难点解析本教案涵盖了液压传动与气动技术的基本概念、组成、工作原理、应用领域、系统设计、元件故障与维修、系统安装与维护、气动技术基本原理与应用、元件选用与维修等内容。

液压传动与气动技术课程教案-典型气动系统第一章：气动系统概述教学目标：1. 了解气动系统的定义、组成和特点；2. 掌握气动系统的基本工作原理；3. 熟悉气动系统在工业中的应用。

教学内容：1. 气动系统的定义和组成；2. 气动系统的工作原理；3. 气动系统在工业中的应用案例。

教学方法：1. 讲授：讲解气动系统的定义、组成和特点；2. 演示：通过视频或实物展示气动系统的工作原理；3. 案例分析：分析气动系统在工业中的应用案例。

教学评估：1. 课堂问答：检查学生对气动系统定义、组成和工作原理的理解；2. 小组讨论：让学生探讨气动系统在工业中的应用案例，分享自己的观点。

第二章：气源设备及处理元件教学目标：1. 掌握气源设备的种类和功能；2. 熟悉气动处理元件的作用和结构；3. 了解气源系统的设计原则。

教学内容：1. 气源设备的种类和功能；2. 气动处理元件的作用和结构；3. 气源系统的设计原则。

教学方法：1. 讲授：讲解气源设备的种类和功能、气动处理元件的作用和结构；2. 互动：引导学生参与讨论气源系统的设计原则；3. 实操：演示气源设备和处理元件的安装与调试。

教学评估：1. 课堂问答：检查学生对气源设备、气动处理元件的理解；2. 实操考核：评估学生在实操中对气源设备和处理元件的安装与调试能力。

第三章：执行元件及控制元件教学目标：1. 掌握气动执行元件的种类和特点；2. 熟悉气动控制元件的功能和结构；3. 了解执行元件和控制元件在气动系统中的应用。

教学内容：1. 气动执行元件的种类和特点；2. 气动控制元件的功能和结构；3. 执行元件和控制元件在气动系统中的应用。

1. 讲授：讲解气动执行元件的种类和特点、气动控制元件的功能和结构；2. 互动：引导学生探讨执行元件和控制元件在气动系统中的应用；3. 实操：演示执行元件和控制元件的安装与调试。

教学评估：1. 课堂问答：检查学生对气动执行元件、气动控制元件的理解；2. 实操考核：评估学生在实操中对执行元件和控制元件的安装与调试能力。

机电工程系课程设计课程设计报告（2011/2012 第1学期）设计题目液压(气压)课程设计指导教师学生班级学生姓名学生学号考核成绩内容摘要概述气动（qìdòng）[pneumatic]∶利用撞击作用或转动作用产生的空气压力使运动或做功的气动就是以压缩空气为动力源，带动机械完成伸缩或旋转动作。

因为是利用空气具有压缩性的特点，吸入空气压缩储存，空气便像弹簧一样具有了弹力，然后用控制元件控制其方向，带动执行元件的旋转与伸缩。

从大气中吸入多少空气就会排出多少到大气中，不会产生任何化学反应，也不会消耗污染空气的任何成分，另外气体的粘性较液体要小，所以说流动速度快，所以说主要特点便是节能环保。

气动技术的特点：1、气动装置结构简单、轻便、安装维护简单。

压力等级低、使用安全相对液压系统安全一些。

2、工作介质是取之不尽的空气、空气本身不花钱。

排气处理简单，不污染环境，但电能消耗较大，能源转换率很低，初期成本较低，但使用成本较高。

3、输出力以及工作速度的调节非常容易。

气缸的动作速度一般为50~500mm/s。

但运行速度稳定性不高。

4、可靠性不太高，使用寿命受气源洁净度和使用频率的影响较大。

5、利用空气的压缩性，可贮存能量，实现集中供气。

可短时间释放能量，以获得间歇运动中的高速响应。

可实现缓冲。

对冲击负载和过负载有较强的适应能力。

在一定条件下，可使气动装置有自保持能力。

气动技术的缺点：1、由于空气有压缩性，气缸的动作速度易受负载的变化而变化。

采用气液联动方式可以克服这一缺陷,气缸速度比液压要快。

2、气缸在低速运动时候，由于摩擦力占推力的比例较大，气缸的低速稳定性不如液压缸。

3、虽然在许多应用场合，气缸的输出力能满足工作要求，但其输出力比液压缸小。

目录内容摘要 (1)概述 (1)气动技术的特点： (1)气动技术的缺点： (1)第一章气动课程设计概述 (2)1.1课程目的 (3)1.2课程内容 (3)1.3课程步骤 (3)第二章气动回路设计 (3)2.1设计目的 (4)2.2设计内容 (4)逻辑控制回路设计 (4)【任务分析】 (4)【方案比较】 (4)【原理图】 (4)【回路组装与实验步骤】. (8)【组装调试中存在问题分析】. (8)第三章动生产线分拣单元的气动机械手气动系统绘制与实现 (8)【原理图】 (9)【回路组装与实验步骤】 (12)【组装调试中存在问题分析】 (12)第四章总结 (13)通过这一周的气动实习，我对气孔有了更深层次的了解，认识了很多的气动元件并且了解了这些元件的用途，熟知了他们的工作原理以及构成的回路的作用。

AUTOMOBILE EDUCATION | 汽车教育时代汽车 《液压与气动技术》课程思政探索与实践程联社　吕秋硕　陆健　王燕杨凌职业技术学院 陕西省咸阳市 712100摘 要： 课程思政要求教师在教学过程中，融入思想政治内容，将课程内容与思政元素有机融合，增加教书育人效果。

《液压与气动技术》课程是高职机电类专业的一门必修课，挖掘本门课程思政元素，实施课程思政教学对立德树人具有深远的意义。

关键词：液压与气动技术　课程思政　价值观根据教育部关于高校课程思政建设指导的文件要求，要求将德育教育应该始终贯穿于教育之中，因此高校教育应当充分利用教育教学过程中的实践和理论教学，将课程思政充分融于其中，只要这样才能充分贯彻思政教育的精神，在培养具有职业技能专业人才的同时，培养出德智技全面发展的岗位一线需要的高素质技术技能型人才。

由于高职学生在校时间较短，更应加强课程思政教育，树立正确的价值观。

《液压与气动技术》是高职高专机电类专业的一门必修课，怎样在本门课程中融入课程思政，是本门课程内容建设、改革与发展的重要内容。

《液压与气动技术》要做好课程思政的融入，必须从教学理念、教学内容、教学实施过程等各个方面做好课程思政的建设，进一步落实我校“明德强能、言物行恒”的校训，将学生培养成具有高尚道德情操和具备崇高职业道德的现代化人才，将学生学习个人职业技能个人素质提升和同时培养学生养成同社会核心价值观联系结合起来。

在讲述《液压与气动技术》课程的同时，讲述课程所属的行业背景、发展历程以及典型的案例时，可以结合本课程相关的时代背景和国内发展现状，讲述我国在液压与气动技术专业领域发展的成果、相关的典故和历史事件，提升学生的名族自豪感，培养学生的使命感和责任担当精神。

在教学实施过程中，利用多元化的教学方法，利用现有的实践教学条件，提高学生的参与度，在技能锻炼的同时培养学生科学、严谨的工作作风和勇于探索、敢于创新争优的优良传统。

课程思政是顺应了时代发展的要求，是新时代教育课程教学理念的创新与升华，需要在探索与实践中不断的摸索前行。

《液压与气动》课程标准学时:72学分：4适用专业及学制：三年制智能设备运行与维护、机电技术应用（机器人方向）全日制审定：机电技术教学部一、制定依据本课程是数控类专业核心课程。

本标准依据《中职国家专业教学标准》而制定。

二、课程性质本课程是中职教育类机电设备与维修、工业机器人专业等相关专业二年级学生开设的职业技术课。

通过本课程的学习，使学生掌握液压与气压传动的基础知识和基本计算方法, 掌握液压与气动元件的工作原理、特点及应用，熟悉液压与气压传动系统的组成以及在设备和生产线上的应用。

能正确选用和使用液压与气动元件，并熟练地绘制出液压与气动问路图。

三、课程教学目标1.课程目标通过本课程的学习，使学生系统地掌握液压与气压传动的基础知识，基本原理和基本计算方法，初步具备机电一体化产品开发设计及技术改造的能力，具备简单机电设备的安装调试、维修的能力，认识到这门技术的实用价值，增强应用意识，逐步培养学生学习专业知识的能力以及理论联系实际的能力〜为学习后继课程和进一步学习现代科学技术打下专业基础，同时培养学生的创新素质和严谨求实的科学态度以及自学能力。

2.基本要求知识要求：掌握液压系统的组成、液压传动的工作原理和特点，掌握液体静压力的概念及表示方法，理解连续性方程的物理意义，了解液压系统中压力及流量损失产生的原因，了解液压冲击和空穴现象，了解液压油的性质。

掌握液压泵的工作原理、熟悉液压泵的主要参数、能够正确地选用泵，掌握液压缸的工作原理和结构特点、掌握液压缸的推力和速度计算方法，熟练掌握液压泵、液压马达和液压缸的职能符号。

熟练掌握换向阀的功能、工作原理、结构、操纵方式和常用滑阀中位机能特点，掌握单向阀、液控单向阀结构和工作原理，熟悉溢流阀、减压阀、顺序阀、压力继电器的结构、工作原理及应用〜熟悉各压力阀的异同之处，熟悉节流阀与调速阀的工作原理及应用，了解叠加阀与插装阀的结构〜工作原理及应用，熟练掌握液压控制元件的职能符号，掌握各种辅助元件的作用和符号掌握换向回路、调压回路、卸荷回路、减压回路、增压回路、调速回路、增速回路、速度换接回路的工作原理、功能、及回路中各元件的作用和相互关系，学会识读和分析液压基本回路的方法，能对液压基本回路进行故障分析。

液压气动技术课程形成性考核1.2.3.4--参考答案---CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1（参考答案）第1章一、填空题1．液压传动系统和气压传动系统主要由________元件、________元件、________元件和辅助元件组成。

动力、执行、控制2．液压系统中的压力取决于________，而输入的流量决定执行元件的____________，压力与流量的乘积就是液压系统的________。

负载速度、功率二、判断题1．液压传动不易获得很大的力和转矩。

（）×2．气压传动传动平稳，可以传递很大的力和转矩。

（）×三、单选题1．液压系统的工作压力取决于______。

CA．泵的额定压力 B. 溢流阀的调定压力 C．负载第2章一、填空题1．动力粘度是液体在单位速度梯度下流动时，液体层间单位面积上的_________；而运动粘度是液体的动力粘度与同温度下液体的_________之比。

内摩擦力密度232．gh p p ρ+=0是液体_________基本方程，当p 0为大气压时，gh ρ称为 __________压力，p 称为 __________压力。

静力学 液体自重 静止液体任一点3．液体的流动状态有两种即： __________和__________。

层流 紊流4．实验证明，液体在管中的流动状态不仅与管内液体的__________有关，还与管道__________及液体的__________粘度有关，而以上述三个因数所组成的一个无量纲数就是雷诺数。

平均流速 直径 运动5．液体在管道中流动时的压力损失可分为________压力损失和________压力损失两种。

局部 沿程6．缝隙流动有两种情况：一种是内缝隙两端的压差引起的流动，为________；另一种是形成缝隙的两壁面作相对运动所产生的流动，为________。

压差流 剪切流二、判断题1．液体的体积模量越大，表明该液体抗压缩的能力越强。

气动系统的工作原理
气动系统是利用气体流动的原理来实现物体运动或传动力的系统。

其工作原理基于以下几个方面：
1. 压缩空气的供应：气动系统通过压缩机将空气压缩到一定的压力，并储存在气源装置中，以便提供气动元件所需的空气供应。

2. 气源净化：为了确保气动系统的正常运行，需要对压缩空气进行净化处理，包括去除空气中的水分、油脂和杂质等。

3. 控制单元：控制单元是气动系统的核心部分，用于控制气动元件的动作和运行。

它接收来自操作者或自动控制系统的指令，并通过控制气路的开关阀门来调节气流的流量和方向。

4. 气动元件：气动元件是气动系统中用于实现机械运动的装置，包括气缸、气动阀、气动马达等。

在控制单元的指令下，气动元件可以通过调节气流的进出来实现机械运动，如推动物体、旋转轴等。

5. 传动装置：气动系统中常用的传动装置包括气动管路和连接部件，用于将气动元件的运动传递给被控制的物体。

传动装置的设计要满足力矩传递、运动平稳等要求。

综上所述，气动系统的工作原理主要包括压缩空气供应、气源净化、控制单元操作、气动元件运动和传动装置传动等环节。

通过对气流的控制和传递，气动系统能够实现各种机械运动和力的传递，广泛应用于工业领域的自动化控制系统中。

第6章⽓动控制回路第6章⽓动控制回路⽓动系统由⽓源、⽓路、控制元件、执⾏元件和辅助元件等组成，并完成规定的动作。

任何复杂的⽓路系统，都是由⼀些具有特定功能的⽓动基本回路、功能回路和应⽤回路组成。

本章将介绍这些回路。

6.1 基本回路基本回路是指对压缩空⽓的压⼒、流量、⽅向等进⾏控制的回路。

基本回路包括供给回路、排出回路、单作⽤⽓缸回路、双作⽤⽓缸回路等。

⼀、供给回路压缩空⽓中含有的⽔分、灰尘、油污等杂质及输出压⼒的波动，对⽓动系统的正常⼯作都将造成不良影响，因⽽必须对其进⾏净化及稳压处理。

⽓动供给回路即⽓源处理回路，它要保证⽓动系统具有⾼质量的压缩空⽓和稳定的⼯作压⼒。

图6-1所⽰为⼀次⽓源处理回路。

由空⽓压缩机1产⽣的压缩空⽓经冷却器2冷却后，进⼊⽓罐3。

压缩空⽓由于冷却⽽分离出冷凝⽔，冷凝⽔存积于⽓罐底部，由⾃动排⽔器9排出。

由⽓罐出来的压缩空⽓经主路过滤器5再进⼊空⽓⼲燥器6进⾏除⽔，然后再通过主路油雾分离器7将油雾分离，即可供⼀般⽤⽓设备使⽤，供给回路的压⼒控制，可采⽤压⼒继电器8来控制空⽓压缩机的启动和停⽌，使储⽓罐内压⼒保持在规定的范围内。

该回路⼀般由过滤器、减压阀和油雾器组成。

过滤器除去压缩空⽓中的灰尘、⽔分等杂质；减压阀可使⼆次⼯作压⼒稳定；油雾器使润滑油雾化后注⼊空⽓流中，对需要润滑的部件进⾏润滑。

这三个元件组合在⼀起通常称为⽓动调节装置(⽓动三联件)，其简化图形符号如图6-2b 所⽰。

近年来，不供油⽓动执⾏元件和控制元件构成的⽓动系统不断增多，这类系统的⽓动供给回路不需油雾器来进⾏润滑。

因此，在不同的情况下，过滤精度、润滑或免润滑应该分别进⾏考虑，以保证供给⽤⽓设备符合要求的压缩空⽓。

实践证明，提供⾼质量的压缩空⽓对提⾼⽓动元件的使⽤寿命及可靠性是⾄关重要的。

图6-2为⼆次⽓源处理回路。

图6-3所⽰为稳压回路，⽤于供⽓压⼒变化⼤或⽓动系统瞬时耗⽓量很⼤的场合。

在过滤器和减压阀的前⾯或后⾯设置⽓罐，以稳定⼯作压⼒。