《液气压传动与控制》教案.doc

1、液气压传动与控制课程教案贵州大学机械工程学院液气压传动与控制教学组1 绪论 学时分配：2 教学内容： 概述 液气压传动的工作原理和系统组成 液气压传动的工作介质 液气压传动的优缺点 液气压传动的发展趋势教学重点难点：本章内容的重点是：液压传动的工作原理，即什么是液压传动。液压传动的两个工作特性。这两个概念，尤其是后者贯穿于液压传动课程的全过程，是本课程既重要又最基本的概念。液压传动的两个工作特性，尤其是压力决定于负载这一特性是本章中的难点。知识点：1.1 液气压传动的工作原理及系统组成1、机器的组成。(举例说明机器的组成及传动机构在机器中的作用及能量在机器工作过程中输入、输出的转换形式。)2、

2、流体传动的定义。(举例说明液压传动和液力传动的区别)3、液压传动的工作原理：用一个液压千斤顶的工作原理来说明。4、液气压传动系统的组成：1）.能源装置(动力元件)2）.执行装置(元件)3）.控制调节装置(元件)4）.辅助装置(元件)5）.工作介质5、气压传动系统的工作原理6、液压传动的两个工作特性：压力决定于负载、速度决定于流量1.2 液气压传动的优缺点1、液压传动的优点2、液压传动的缺点3、气压传动的优点4、气压传动的缺点1.3 液气压传动与控制的发展概况2 液气压传动工作介质学时分配：2 教学内容： 液压油的物理特性 空气的湿度和含湿量 工作介质的种类及牌号 液压传动介质的选用 工作介质的

3、污染和控制教学重点难点： 本章的重点是液压油的物理特性特别是其中的粘性、粘度和可压缩性。本章的难点是油液的粘度，特别是油液的绝对粘度的概念。油液的绝对粘度所以有点难，除了因该量是个抽象的、公式(1.3)中的比例系数外，更主要是该量无法直接测量、没有实感、理解困难。知识点：2.1 液压油的物理特性1、密度 2、流体的粘性粘性的大小可用粘度来衡量，粘度是选择液压用流体的主要指标，是影响流动流体的重要物理性质。 3、液体的可压缩性4. 比热容5. 导热性6. 闪点与燃点7. 润滑性2.2 空气的湿度和含湿量. 湿 度 绝对湿度 饱和绝对湿度 相对湿度。2. 含湿量2.3 工作介质的种类及牌号2.4

4、液压传动介质的选用主要从类型和粘度两方面考虑2.5 工作介质的污染和控制1污染的原因及危害2. 固体污染物的测定3. 工作液体的污染控制、3 流体力学基础学时分配：6 教学内容： 流体静力学 气体状态方程 流体动力学 液压系统的压力损失 孔口及缝隙的流量压力特性 充、放气温度与时间的计算 液压冲击和气穴教学重点难点：本章是整个液压传动课程的理论基础，其主要内容是帕斯卡定律、流动液体的质量守恒定律(连续性方程式)、能量守恒定律(伯努利方程式)、动量定律(动量方程式)、小孔流量公式等，同时也是本章的重点。伯努利方程式则是上述内容中的重点，也是本章的难点。液压系统的能量及能量损失、效率等的计算，有关

5、油泵、液压装置的吸油高度、安装位置等问题的设计计算等，都离不开伯努利方程式。真空度的概念也是本章的难点，这个概念容易被错误地认为就是零压，即一点压力也没有。知识点：3.1流体静力学1. 液体静压力及其特性2. 重力作用下静止液体的压力分布（静压力基本方程）3. 帕斯卡原理（静压传递原理）密闭容器内，施加于静止液体内任一点上的压力，将以等值同时传给液体各点。它是液压传动的基本原理。 (举例说明静压传递原理的应用)4. 压力的单位及其表示方法5. 液体对固体壁面的作用力3.2气体状态方程1. 理想气体的状态方程： 理想气体是指没有粘性的气体。 2 . 等温过程 波义耳定律：3. 等压过程 盖吕萨克

6、定律：4. 等容过程 查理定律：5. 绝热状态：6. 多变过程：3.3流体动力学三个基本定律：物质不灭定律（质量守恒定律） 连续方程；牛顿第二运动定律 动量传输方程；热力学第一定律（能量守恒定律） 能量方程 （伯努利方程）；3.4液压系统的压力损失1.管道的沿程阻力损失2.局部压力损失3.液压阀的压力损失4.管路系统的总压力损失管路系统中总的压力损失等于系统中所有沿程阻力损失、局部阻力损失和液压阀的损失之和。 3.5孔口及缝隙的流量压力特性1.孔口的流量压力特征1) 薄壁孔2) 短孔和细长孔2.缝隙流量1) 平行平板缝隙中的平行流动2) 圆柱环状缝隙中的平行流动3.气动元件的流通特性3.6充、

7、放气温度与时间的计算1.充气温度与时间的计算2.放气温度与时间的计算3.7液压冲击和气穴1.液压冲击1) 产生的机理（以液压管路的突然关闭为例来说明液压冲击产生的机理）2) 冲击压力（自学）3) 液压冲击的危害及减小措施2.气穴现象和气蚀4 动力元件学时分配：4 教学内容：概述液压泵的性能参数齿轮泵叶片泵柱塞泵教学重点难点：本章重点：容积式泵的基本工作原理(共性工作原理)；泵的性能参数，如压力p、流量Q、排量q、功率P、效率和转速n、转矩T等的定义、量纲、相互间的关系及计算；常用液压泵的基本结构、工作原理、性能特点及应用范围；外反馈限压式变量叶片泵的特性曲线(曲线形状、形状分析、影响曲线形状的

8、因素)等内容。难点：1）泵的密闭工作腔的确定。不同类型的容积泵，其密闭工作腔由不同的表面围成。有的泵其工作腔很明显(容易确定)，如柱塞泵；有的则不明显，如齿轮泵。2）泵的容积效率的正确使用。知识点：4.1 液压泵的工作原理和分类1. 工作原理(以单柱塞式 液压泵为例来说明其工作原理)2. 分 类 按输出流量是否可调：按运动构件的形状和运动形式分：4.2 空气压缩机的工作原理和分类1. 原理(以往复活塞式空气压缩机为例，说明其工作原理)2. 分类a. 按工作原理分类：b. 按输出压力分类：4.3 液压泵的性能参数1. 排量、流量和压力（1)排量V；（2)理论流量qi； （3)实际流量q； （4)

9、额定流量qn。2. 压力(1)工作压力；(2)额定压力；(3)最高允许压力。4.4 转速4.5 功 率 和 效 率理论功率公式： 功率损失有容积损失和机械损失两部分，效率分容积效率和机械效率4.6 齿轮泵1、 齿轮泵的分类2、 外齿轮泵的工作原理3、齿轮泵存在的问题1） 齿轮泵的困油问题；2）径向不平衡力4、齿轮泵的流量计算5、特点4.6 渐开线形内啮合齿轮泵4.7 摆线形内啮合齿轮泵4.8 叶片泵1单作用叶片泵1）单作用叶片泵的工作原理 2）单作用叶片泵的流量计算 3）特点4）限压式变量叶片泵a 内反馈限压式变量叶片泵的工作原理b 外反馈限压式变量叶片泵的工作原理2 双作用叶片泵1).双作用

10、叶片泵的工作原理 2) 叶片泵的优缺点4.9 柱塞泵1.径向柱塞泵2.轴向柱塞泵的工作原理 3.轴向柱塞泵的排量和流量计算：4.轴向柱塞泵的结构特点 1)典型结构2)变量机构4.10 选择液压泵的原则5 执行元件 学时分配：4 教学内容： 概 述 液压缸 旋转运动执行元件工作运力、类型和特点 液压马达 气缸教学重点难点：重点：液压缸的类型很多，但活塞式液压缸应用最多，因此活塞式液压缸是重点。对液压缸的基本计算方法，特别是对三种不同联接形式的单杆液压缸的压力(P1、h)、推力F、速度认流量Q及负载FL等量的计算必须掌握。难点：差动液压缸的计算，回油腔及回油压力的概念，及液压缸的缓冲是本章的难点。

11、知识点：5.1 液压缸的分类5.2 各种液压缸的结构原理1.双杆活塞缸2.单杆活塞缸3.柱塞缸4.伸缩液压缸6.齿条活塞缸7.增压缸5.3液压缸的典型结构1.缸体组件；2.活塞组件；3.密封装置；4.缓冲装置； 5.排气装置 5.4压缸的设计计算1.液压缸设计中应注意的问题2.液压缸主要尺寸的确定3.强度校核5.5 旋转运动执行元件工作运力、类型和特点5.6 液压马达1轴向柱塞马达2.低速大扭矩马达3.液压马达的特性参数1) 工作压力与额定压力2) 流量与容积效率 3)排量与转速 4) 转矩与机械效率 5) 功率与总效率5.7 气缸1气缸的分类及典型结构2. 气缸的工作特性6 控制元件 学时分

12、配：8 教学内容： 概 述 方向控制阀 压力控制阀 流量控制阀 其他液压阀 气动控制阀（特殊阀）教学重点难点：重点：本章讲的主要是常用各种阀,以达到对常用阀的合理选择,正确使用。故常用换向阀(手动式、机动式、电动式、液动式、电液动式)、压力阀(溢流阀、减压阀、顺序阀、压力继电器)、流量阀(普通节流阀、调速阀)的作用、工作原理、职能符号及阀的应用是本章重点。 难点：直动式溢流阀与先导式溢流阀的流量一压力特性比较；减压阀的作用；调速阀的基本工作原理是本章的难点。知识点：6.1 阀的分类按工作特性分：按阀与管路的连接方式分：按控制方式分：按结构形式分：6.2 控制阀的基本结构和原理6.3 控制阀的性

13、能参数1公称通径； 2.额定压力； 3.工作性能参数6.4 对控制阀的基本要求6.5 方向控制阀1单向阀1）普通单向阀2）液控单向阀2. 换向阀1）分 类2）换向阀的位、通3）操纵定位装置手动；机动；电磁；气动；液动；电液3. 滑阀机能（中位机能）4. 多路换向阀6.6 压力控制阀1.溢流阀1） 直动式溢流阀2） 先导式溢流阀 三级同心式溢流阀 二级同心式溢流阀3）溢流阀的主要性能静态特性；动态特性4）溢流阀在液压系统中的应用作安全阀使用；定压溢流作用；作卸荷阀使用；实现远程控制；作背压阀使用2. 减压阀1）直动式减压阀2）先导式减压阀3. 顺序阀1）直动式减压阀2）先导式减压阀3）三种压力阀

14、的比较4. 压力继电器5.4 流量控制阀1.节流口形式及其流量特性2.节流阀1)普通节流阀2)单向节流阀3.调速阀4.溢流节流阀 5. 溢流节流阀与调速阀的比较 5.5 其他液压阀1.电液比例阀2. 插装阀（逻辑阀） 5.6 气动控制阀（特殊阀）1. 气动减压阀2. 定值器3. 梭 阀4. 截止式换向阀7 辅助元件 学时分配：1 教学内容： 蓄能器 过滤器 油 箱 热交换器 管件 密封装置 气动辅件教学重点难点：重点：各种液压辅件的功能及使用是本章重点，限于课时本章不能深入，因此重点应放在学生对液压附件功能的理解和使用上。 难点：无。知识点：6.1 蓄能器1.蓄能器的功用 2.蓄能器的分类3.

15、蓄能器的安装6.2过滤器1.过滤器的功用 2.过滤器的分类 3.过滤器的选用4.过滤器的安装6.3油 箱1.油箱的功用2.油箱的分类3.油箱容量6.4热交换器1.冷却器2.加热器6.5 管件包括油管和管接头6.6 密封装置6.7气动辅件1.压缩空气的净化装置和设备2.气动三大件3.消声器8 基本回路 学时分配：5 教学内容： 方向控制回路 压力控制回路 速度控制回路 同步回路 顺序回路教学重点难点：重点：在诸多的液压基本回路中，调速回路往往是核心。因此，调速的方式(节流调速、容积调速、容积节流调)及其相应的具体调速回路是重点。 难点：三种节流调速回路的速度一负载特性；液压效率的概念；液压泵或系

16、统卸荷的方式；容积节流调速的实质等是本章的难点。知识点：7.1 方向控制回路 1、一般换向回路 2、锁紧回路 3、往复运动回路 4、制动回路7.2 压力控制回路1、调压回路2、卸荷回路3、减压回路4、增压回路 5、保压和泄压回路6、平衡回路7.3 速度控制回路1、节 流 调 速 回 路 2、容 积 调 速 回 路 3、容积节流联合调速回路 4、快速运动回路（增速回路） 5、速度切换回路 6、制动回路7.4 同步回路1、刚性连接的同步回路 2、用调速阀的同步回路 3、用分流阀的同步回路 4、用串联油缸的同步回路5、用伺服阀的同步回路 6、用同轴马达和同步缸的同步回路7.5 顺序回路1、压力控制的

17、顺序回路 2、行程控制的顺序回路 3、时间控制的顺序回路 4、用串联油缸的同步回路5、用伺服阀的同步回路9 典型系统 学时分配：4 教学内容： 组合机床动力滑台系统 液压机液压系统 注塑机液压系统教学重点难点： 液气压典型系统的分析是前面所学液气压传动知识的综合应用，通过对每一个典型系统的分析，可帮助学生复习和加深前面所学的知识，又可提高学生读系统图和分析问题的能力，本章所讲的每一个典型系统即是重点又是难点。知识点：9.1 分析液气压系统的方法9.2 组合机床动力滑台系统9.3 液压机液压系统9.4 注塑机液压系统10 系统的设计计算学时分配：2 教学内容： 液压系统的设计计算 液压系统的设计

18、举例 气动系统设计（自学）教学重点难点：重点：液压系统的设计计算。难点：液压系统的设计计算。知识点：10.1 液压系统的设计计算 1. 液压系统的设计步骤和要求 2. 工况分析 3. 确定系统参数 4. 拟定液压系统原理图 5. 选择液压元件 6. 验算系统性能 7. 结构设计 8. 绘制工作图、编制技术文件10.2 液压系统的设计举例 （以卧式单面多轴钻镗组合机床动力滑台液压系统为例）11 伺服控制系统学时分配：2 教学内容： 伺服系统概述 伺服阀 机液伺服系统（自学） 电液伺服系统（自学）教学重点难点：重点：液压伺服系统的工作原理。难点：液压伺服阀的工作原理知识点：11.1 液压伺服系统的工作原理及组成11.2 液压伺服系统的分类11.3 伺服阀1、滑阀式伺服阀2、喷嘴挡板伺服阀3、喷管阀4、机液伺服阀5、电液伺服阀