液压教案.docx

液压教案.docx

《液压教案.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《液压教案.docx（24页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。

液压教案

成都理工大学工程技术学院

液压传动与控制课程教案

教师姓名王俊飞

所在系部自动化工程系

授课专业机械设计制造及自动化

课程代码

总学时40学分

教材名称液压与气压传动

[首页]

课程名称

液压传动与控制

授课专业

机械设计制造

年级

22010级

课程编号

课程类型

必修课

公共基础课（）；专业基础课（√）；专业课（）

选修课

专业选修课（）；公共选修课（）

教学目标

授课方式

课堂讲授（√）；实践课（）

考核方式

考试（）；考查（）

课程教学总学时数

40学时

学分数

学时分配

课堂讲授40学时；实践课0学时

教材名称

液压与气压传动

作者

雷秀

出版社及出版时间

机械工业出版社，2006

指定参考书

液压传动

作者

王积伟、章宏甲

出版社及出版时间

机械工业出版社，2009

授课教师

王俊飞

职称

讲师

单位

授课时间

周次

第1次课

编写时间

章节名称

§1-1§1-2

教学目的与要求：

使学生了解液压传动的发展及在各行业中的应用，掌握液压传动的工作原理和系统组成，理解并掌握的液压传动的两个基本概念。

教学重点和难点：

1）液压传动的工作原理

2）液压传动的两各基本概念

教学组织（含课堂教学内容、教学方法、辅助手段、师生互动、时间分配、板书设计等）：

一、引言

通过将日常生活中常见的各种液压机械或设备引入课程，说明液压技术的广泛应用及重要性。

如起重机、挖土机、自动化生产线等。

二、液压传动的定义

传动——传递动力和运动

传动形式及在机器中的作用：

介绍各种传动形式及特点，并说明传动部分在机器中的作用。

液压传动的定义：

以液体作为工作介质，在密闭容器内进行能量的转换、控制和传递的一种传动形式。

提问：

液压系统中怎样传递运动的？

怎样传递动力的？

三、液压传动的工作原理

分别以连通器、千斤顶和起重机这一简单到复杂液压系统，说明其工作原理。

（可用多媒体动画演示）

四、液压系统的组成

分别说明液压系统的各组成部分及作用，可以引入人体系统来对应液压系统的各部分

如：

心脏、四肢、大脑、感官及血管、血液等

五、两个基本概念

1）工作压力决定于外负载

2）执行件的运动速度决定于流量

解释说明工作压力的形成原因：

前阻后推效应

作业及课外训练：

参考资料（含参考书、文献等）：

课后自我总结分析：

周次

第2次课

编写时间

章节名称

§1-3§1-4§2-1

教学目的与要求：

使学生了解液压系统原理图的表达方式，能识记常见的液压元件职能符号图。

了解液压传动的优缺点，掌握液压传动工作介质的主要物理性质。

教学重点和难点：

1）液压传动的优缺点

2）液压油的可压缩性和粘性

教学组织（含课堂教学内容、教学方法、辅助手段、师生互动、时间分配、板书设计等）：

一、复习提问

1）什么是液压传动？

2）液压传动的工作原理及组成？

3）液压系统中，工作压力和运动速度分别取决于什么？

二、液压传动特点（应逐一解释每一特点）

1）优点：

2）缺点：

思考：

液压传动的能量损失大，为什么还要选用液压作为驱动系统？

三、液压系统原理图的表示

在黑板上画出常见的液压元件图，如液压泵、液压缸、控制阀等

四、液压工作介质

1）液压油、水

2）介绍纯水液压技术的发展及面临的难题

五、液压油的主要物理性质

1）可压缩性：

体积压缩系数、体积模量K、温度和压力对体积模量的影响

2）粘性：

（在黑板上画出液体在两平行板中流动的情况，并说明液体粘性的实质是液层间的内摩擦力作用）

3）粘度的三种形式：

动力粘度、运动粘度和相对粘度

说明动力粘度的物理意义，运动粘度的具体应用和相对粘度的测量方法；

举例：

某液压油的牌号HM46，它表示的含义？

3）粘温性和粘压性：

粘度指数

作业及课外训练：

参考资料（含参考书、文献等）：

课后自我总结分析：

周次

第3次课

编写时间

章节名称

§2-1§2-2

教学目的与要求：

使学生了解液压油的种类及选用，掌握液体静力学方程、压力的表示方法，能计算液体对固体壁面的作用力。

教学重点和难点：

1）液压油的选用原则

2）液体静压力方程及其物理意义

3）静止液体对曲面的作用力计算

教学组织（含课堂教学内容、教学方法、辅助手段、师生互动、时间分配、板书设计等）：

一、复习提问

1）液压油具有哪些主要物理性质？

分别用什么参数来表示？

2）压力和温度对液压油有什么影响？

二、液压油的种类

两大类：

石油基型和难燃型。

分别介绍各种类型液压油的组成及应用。

三、液压油的选用原则

品种和粘度。

参照教材表2-2说明品种的选用，在黑板上列出粘度选择的四个因素：

工作压力、运动速度、环境温度及厂家建议。

四、液体的静压力及性质

画出液体质点的受力分析图，分析压力的作用面和方向，说明静压力的性质。

五、静压力方程

取一小液柱，受力分析，推导出静压力方程。

并说明静压力方程的物理意义。

六、压力的表示方法

理解几个概念：

绝对压力、相对压力、表压力、真空度。

了解压力的单位，Mpa

七、液体对固体壁面的作用力

当作用面为曲面时，需注意力为矢量这一特点，应对作用力沿X、Y方向分解

作用力的大小等于压力与曲面在力的方向垂直面内投影面积的乘积。

作业及课外训练：

参考资料（含参考书、文献等）：

课后自我总结分析：

周次

第4次课

编写时间

章节名称

§2-3

教学目的与要求：

使学生理解液体运动学和动力学的基本概念，掌握流体力学的三大基本方程及其应用。

教学重点和难点：

1）液体的流态与雷诺数

2）连续性方程、能量方程以及动量方程的计算与应用

教学组织（含课堂教学内容、教学方法、辅助手段、师生互动、时间分配、板书设计等）：

一、复习提问

1）静止液体压力的特点是什么？

2）静压力方程的物理意义是什么？

3）真空度的含义？

二、基本概念

理想液体与实际液体、恒定流动、通流截面、流量与平均流速、水力直径、流态与雷诺数

理解上述概念时，应说明定义理想液体的理由，举例说明恒定流动，通流截面上各点的速度与平均流速的区别，水力直径的意义、雷诺数的物理意义等

三、连续性方程（流量连续）

流动液体质量守恒的体现；可在黑板上推导出方程，注意恒定流动这一条件。

连续性方程的应用：

计算管径、通流截面上的流速等

四、能量方程

理想液体流动时能量守恒的体现；反映了流动液体中任意截面上的能量组成形式为压力能、位能和动能，且三者的总和是相等的。

能量方程的应用：

计算油泵安装高度、进油口的真空度等。

五、动量方程

动量方程主要用于解决流动液体对固体壁面作用力。

在应用此方程时，要特别强调速度和力的矢量性质。

作业及课外训练：

参考资料（含参考书、文献等）：

课后自我总结分析：

周次

第5次课

编写时间

2009-3

章节名称

§2-4§2-5§2-6

教学目的与要求：

使学生了解和掌握液体流过管道的压力损失，液体流过薄壁小孔的流量特性以及液压系统中的常见的液压冲击和气穴现象。

教学重点和难点：

1）液体圆管流动时的速度、流量公式和压力损失

2）薄壁小孔流量公式

3）液压冲击和气穴现象

教学组织（含课堂教学内容、教学方法、辅助手段、师生互动、时间分配、板书设计等）：

一、流动液体的能量损失

理解实际液体流动时产生能量损失的原因，能量损失的形式。

二、能量损失的组成

1）沿层压力损失：

推导液体圆管流动时截面上液流的速度公式、流量公式和压力损失公式

2）局部压力损失：

液流在弯管和接头处产生的压力损失，局部阻力系数与元件局部形状有关

3）阀口压力损失：

三、薄壁小孔流量计算

以薄壁小孔前后两通流截面列出能量方程，得出最小收缩截面处的流速公式，进而得出流量公式。

将细长小孔流量公式化成统一的形式，比较两种形式的孔流量公式的不同及流量影响因素

四、液压冲击

1）现象或定义

2）引起原因：

阀口突然关闭、液压缸突然制动

3）解决措施：

五、气穴现象

1）基本概念：

空气分离压、气体溶解定律

2）定义

3）产生的危害

4）解决措施

作业及课外训练：

参考资料（含参考书、文献等）：

课后自我总结分析：

周次

第6次课

编写时间

章节名称

§3-1§3-2

教学目的与要求：

了解和掌握液压泵的工作原理，理解液压泵正常工作的三个必要条件，掌握液压泵的工作参数计算。

了解齿轮泵的工作原理。

了解和掌握各种啮合齿轮泵的结构和工作原理，掌握外啮合齿轮泵结构上的特点及解决措施。

教学重点和难点：

1）液压泵的工作原理；液压泵正常工作的三个必要条件

2）外啮合齿轮泵的工作原理

3）外啮合齿轮泵结构特点及解决措施

4）内啮合齿轮泵和螺杆泵的结构与工作原理

教学组织（含课堂教学内容、教学方法、辅助手段、师生互动、时间分配、板书设计等）：

一、液压泵的工作原理；液压泵正常工作的三个必要条件

二、外啮合齿轮泵的工作原理

首先介绍外啮合齿轮泵的结构组成及特点，按照液压泵正常工作的三个条件分析齿轮泵，如密封容积如何形成的，泵轴转动过程中，密封容积变化吗？

配油装置在哪儿？

最后，用多媒体展示齿轮泵的工作原理。

三、外啮合齿轮泵结构特点及解决措施

1、困油现象：

1）产生原因及危害；2）解决措施：

开卸荷槽，卸荷槽的作用及几何尺寸

2、径向力不平衡：

1）齿轮及轴的受力分析：

不平衡，2）危害3）解决措施：

3、泄露：

1）泄露途径2）泄露危害3）解决措施：

采用浮动侧板或浮动轴套

四、外啮合齿轮泵的结构图分析（教材图3-7）

五、转子泵和内啮合齿轮泵

1、结构分析：

内外转子的齿数不同，啮合时转速有差异。

需有配油装置等，内啮合齿轮泵偏心安装、且配有月牙挡板。

2、工作原理

六、螺杆泵

1、单螺杆泵的工作原理：

如同丝杠-螺母传动，液体由左端吸入，随螺杆转动，密封容积逐渐缩小，液体由左向右运动并逐步受压缩，到右端时从排油口排出。

2、特点：

结构紧凑、工作平稳、流量脉动小、噪声小、容积效率高，常用于精密机床液压系统。

作业及课外训练：

参考资料（含参考书、文献等）：

课后自我总结分析：

周次

第7次课

编写时间

章节名称

§3-3

教学目的与要求：

使学生了解和掌握各种叶片泵的结构及工作原理，掌握限压式叶片泵的变量原理与流量特性。

教学重点和难点：

1）单作用式叶片泵的结构与工作原理

2）双作用式叶片泵的结构与工作原理

3）限压式叶片泵的结构与工作原理

教学组织（含课堂教学内容、教学方法、辅助手段、师生互动、时间分配、板书设计等）：

一、单作用式叶片泵的结构与工作原理

1、了解单作用与双作用式叶片泵的概念

2、结构组成及工作原理：

根据液压泵的工作条件逐一分析叶片泵如何工作。

3、结构要点及压力平衡：

1）叶片数：

取奇数时流量脉动较小，常取13或15

2）叶片后倾：

为便于叶片抛出，增加油泵的自吸性。

注意，叶片泵不能反转，易折断。

3）转子受力：

不平衡，使转子和轴偏向吸油腔一侧，加剧磨损，限制了工作压力提高

4）变量原理：

转子与定子偏心安装，改变偏心距的大小和方向，则为变量泵和双向泵

5）叶片的径向力平衡措施：

配油盘结构分析

6）叶片夹角与封油区夹角的大小关系

二、双作用式叶片泵的结构与工作原理

1、工作原理：

随泵轴转一转，吸油和排油各两次。

2、结构要点：

1）叶片数：

偶数，且为4的倍数。

通常取12或16，理论上无流量脉动，考虑工艺和安装因素，流量脉动极小。

2）叶片前倾：

叶片顶部在压油区与定子过渡曲线接触时作用力变化大，导致叶片可能不能自由缩回、卡住和折断。

为便于叶片缩回，需减小叶片的压力角，前倾10-14度可满足要求。

3）转子受力：

平衡，

4）定子与转子同心安装，排量不可调

5）叶片的径向力平衡措施：

配油盘结构分析

6）定子内表面曲线分析：

阿基米德曲线与等加减速度曲线

三、变量叶片泵

1、结构分析：

2、不同负载（工作压力）情况下，泵的输出流量。

注意：

定子移动前后，输出流量的变化情况。

3、流量特性曲线：

分析各点、各段的意义以及拐点的调节

4、应用场合：

工作运行中，负载变化和速度变化大，从节能角度考虑，可选用变量泵。

作业及课外训练：

参考资料（含参考书、文献等）：

课后自我总结分析：

周次

第8次课

编写时间

章节名称

§3-4

教学目的与要求：

使学生了解和掌握柱塞泵的结构和工作原理，掌握各种泵的性能特点及选用

教学重点和难点：

1）轴向柱塞泵的结构和工作原理

2）径向柱塞泵的结构和工作原理

3）各种泵的性能比较

教学组织（含课堂教学内容、教学方法、辅助手段、师生互动、时间分配、板书设计等）：

一、柱塞泵的特点和分类

1、柱塞泵为何适用于高压泵？

2、分类：

根据柱塞与缸体轴线的关系分为轴向泵和径向泵

二、斜盘式轴向柱塞泵

1、结构组成与工作原理：

斜盘和配流盘不动，由轴带动缸体转动，柱塞一边转动，一边作伸缩运动

2、结构特点：

1）柱塞数，奇数时流量脉动小，常取7-9

2）柱塞与斜盘接触：

球头式和滑履式，区别在于接触应力不同，由于滑履式采用静压支撑、油膜润滑，故允许的工作压力高。

3）自吸能力：

滑履式采用中心弹簧，通过钢球、回程盘将滑履压紧，有利于柱塞伸出，而球头式柱塞泵仅靠离心力和复位弹簧使柱塞伸出，故自吸能力较差。

4）变量机构：

手动式和伺服式

5）传动轴支撑：

通轴式只传递转矩，不承受弯矩，故轴径较细

三、斜轴式轴向柱塞泵

如图所示，将传动轴倾斜一角度，通过连杆将轴与柱塞铰接，柱塞的伸出性较好，轴的倾斜角度可达到40度，故此泵比相同条件下的斜盘式流量大

四、径向柱塞泵

1、结构分析：

缸体转子与定子偏心安装，柱塞径向布置，通过配油轴配油。

2、工作原理：

采用多媒体演示径向泵

五、各种泵的性能比较

主要从工作压力、流量脉动、流量调节、效率、自吸性、噪声、对油液污染敏感性这些方面比较。

作业及课外训练：

参考资料（含参考书、文献等）：

课后自我总结分析：

周次

第9次课

编写时间

章节名称

§4-1

教学目的与要求：

使学生了解和掌握液压马达的工作原理和液压马达的参数计算

教学重点和难点：

1）液压马达与液压泵的区别和联系

2）液压马达的参数计算

3）常见液压马达的结构和工作原理

教学组织（含课堂教学内容、教学方法、辅助手段、师生互动、时间分配、板书设计等）：

一、液压马达与液压泵的区别与联系

1、液压执行件的功能和形式：

将压力能转换为机械能，对外做功。

执行件的运动形式有直线运动、转动和摆动等

2、液压马达与液压泵：

结构相似、原理互逆、功能相反

二、液压马达的工作参数计算

1、工作压力：

马达工作时进、出油口的压力差

2、排量和流量：

理论流量为单位时间内排油口排出的体积，而实际流量则为单位时间内从进油口进入马达的液体体积。

由于马达的泄露，实际流量应大于理论流量。

3、马达的输出转速与转矩：

实际输出转矩是已经考虑了摩擦损失后的输出转矩，故理论转矩应大于实际转矩。

4、马达的功率：

输入功率（压力能），输出功率（机械能），理论液压功率和理论机械功率

5、马达的效率：

总效率、容积效率和机械效率

三、斜轴式轴向柱塞马达

工作原理：

压力油推动柱塞外伸，柱塞与斜盘的作用力垂直于斜盘，此力的轴向分力克服液压力，径向分力对缸体中心产生转矩，转矩和转速通过传动轴输出。

四、多作用内曲线液压马达

五、摆动式液压马达

单叶片和双叶片

作业及课外训练：

参考资料（含参考书、文献等）：

课后自我总结分析：

周次

第10次课

编写时间

章节名称

§4-2

教学目的与要求：

使学生了解和掌握液压缸的类型、典型结构和单、双作用式液压缸的计算

教学重点和难点：

1）液压缸的类型

2）单、双杆（作用）液压缸的速度、推力计算

3）常见液压马达的结构和工作原理

教学组织（含课堂教学内容、教学方法、辅助手段、师生互动、时间分配、板书设计等）：

一、液压缸的类型

活塞缸、柱塞缸和组合缸

活塞缸：

单作用、双作用式。

组合缸：

伸缩缸、增压缸、齿轮齿条缸

二、双杆活塞缸

1、缸筒固定和活塞杆固定的区别

2、拉力、速度计算：

分别从左、右两腔进油产生的力和速度相等。

三、单杆活塞缸

1、三种进油方式的推力、速度计算：

可板书推导，然后用多媒体演示。

2、差动缸和差动连接：

四、柱塞缸

柱塞缸输出的推力与速度仅与柱塞直径有关，而与缸筒内径无关。

五、活塞缸的典型结构

1、驱动机床工作台用双杆活塞缸：

活塞杆固定、缸筒固接工作台

2、工程机械用单杆活塞缸：

耳环铰链组件

六、液压缸组件

1、缸筒与缸盖2、活塞与活塞杆3、密封件：

动密封于静密封

4、缓冲装置5、排气装置

作业及课外训练：

参考资料（含参考书、文献等）：

课后自我总结分析：

周次

第11次课

编写时间

章节名称

§5-1§5-2

教学目的与要求：

使学生了解液压阀的类型，掌握单向阀、液控单向阀的结构和应用，掌握换向阀的命名规则、常见换向阀的职能符号及功用。

教学重点和难点：

1）单向阀的结构与应用

2）液控单向阀的结构与应用

3）换向阀的通和位

教学组织（含课堂教学内容、教学方法、辅助手段、师生互动、时间分配、板书设计等）：

一、液压阀的分类

1、液压控制元件的作用：

控制、调节液流的方向、压力和流量

2、液压阀的分类：

按功能、阀芯结构、操纵方式和连接方式分

二、普通单向阀

1、分析普通单向阀的结构：

阀体、阀芯和复位弹簧

2、应用：

1）使液压油单向流动，要求压力损失小，故弹簧应较软

2）串接在油泵出口，起保护油泵作用。

3）用作背压阀，提供回油阻力，使执行件运动平稳。

4）组成复合阀

三、液控单向阀

1、结构分析，有控制缸，注意比较普通液控与卸荷式的区别

2、应用：

1）无控制油时，其功能同普通单向阀

2）液压锁

3）起平衡支撑作用

四、换向阀

1、换向阀的功用

2、通和位的概念

3、操纵方式：

手动、机动、电动、液动、电液

4、各种换向阀的符号与功用

作业及课外训练：

参考资料（含参考书、文献等）：

课后自我总结分析：

周次

第12次课

编写时间

章节名称

§5-2§5-3

教学目的与要求：

使学生了解和掌握三位换向阀的中位机能，溢流阀的结构、功用、应用及流量特性分析。

教学重点和难点：

1）三位换向阀的中位机能2）溢流阀的工作原理和应用

3）溢流阀的特性分析

教学组织（含课堂教学内容、教学方法、辅助手段、师生互动、时间分配、板书设计等）：

一、三位换向阀的中位机能

1、中位机能的定义：

三位换向阀的阀芯处于中间位置时，各油口不同连通方式时所具有的性能

2、分析中位机能时的考虑要点：

1）系统保压2）系统卸荷3）启动平稳4）换向平稳性与精度

5）液压缸的状态，锁定与浮动

3、掌握常见得几种型号：

O、P、H、M等

二、典型换向阀的结构（按操纵方式）

重点分析电磁换向阀和电液换向阀

三、直动溢流阀

1、直动溢流阀的结构及职能符号：

分析各部件的作用，如弹簧、泄露通道、锁紧螺母等，然后对阀芯受力分析

2、直动溢流阀的工作原理：

强调工作和非工作状态时阀芯的状态

3、直动溢流阀的应用限制：

为何只适用于低压情况。

四、先导式溢流阀

1、结构分析和工作原理：

主阀和先导阀（锥阀）、阻尼孔

2、主阀与先导阀的作用：

3、远程控制口及应用

4、溢流阀的应用：

1）调压、恒压2）限压，过载保护3）作背压阀

5、特别说明：

1）常态时关闭，工作时开启；2）出口接压力油是，将叠加于调压弹簧上。

五、溢流阀的特性分析

1、对阀芯受力分析，进行公示推导

2、阀口开启和关闭时的特性曲线不重合的原因

3、几个基本概念：

开启压力、闭合压力、调压偏差

作业及课外训练：

参考资料（含参考书、文献等）：

课后自我总结分析：

周次

第13次课

编写时间

章节名称

§5-3

教学目的与要求：

使学生了解和掌握各种压力阀的结构、工作原理和应用，能识别各种阀的职能符号，能比较各种压力阀的异同

教学重点和难点：

1）减压阀的工作原理与应用

2）顺序阀的工作原理与应用

3）各种压力阀的比较

教学组织（含课堂教学内容、教学方法、辅助手段、师生互动、时间分配、板书设计等）：

一、减压阀

1、功用和种类：

减压、定压；

2、工作原理：

以直动减压阀为例说明减压阀出口压力恒定原理，解释说明职能符号图的意义。

3、先导式减压阀的结构和工作原理：

4、特别说明：

常态时阀口开启，工作时阀口减小，泄露口单独接油箱。

5、应用：

夹紧油路，减压阀的串并联

二、顺序阀

1、功用和种类：

控制多执行元件的顺序动作

2、应用：

背压阀、卸荷阀、平衡阀

3、特别说明：

常态时阀口关闭，工作时阀口打开。

泄露口单独接油箱。

无恒压定压作用

三、压力继电器

四、各种压力阀的比较

1、职能符号图

2、结构上

3、功能上

4、常态和工作时阀口的状态

作业及课外训练：

参考资料（含参考书、文献等）：

课后自我总结分析：

周次

第14次课

编写时间

章节名称

§5-4

教学目的与要求：

使学生了解和掌握节流阀的结构、工作原理和应用，理解和掌握调速阀的工作原理。

教学重点和难点：

1）节流阀

2）调速阀

教学组织（含课堂教学内容、教学方法、辅助手段、师生互动、时间分配、板书设计等）：

一、流量阀

1、作用和原理

2、分类

3、最小稳定流量

二、节流阀

1、结构和符号：

三角槽阀芯、弹簧

2、流量公式：

分析公式中的变量项，解释采用薄壁孔口的原因

3、应用：

对流量精度要求不高的场合。

原因？

三、调速阀

1、结构和符号：

2、工作原理：

说明调速阀在阀口压力差变化情况下流量恒定的原因

四、等流量控制阀

1、符号

2、工作原理

作业及课外训练：

参考资料（含参考书、文献等）：

课后自我总结分析：

周次

第15次课

编写时间

章节名称

第六章

教学目的与要求：

使学生了解个各种液压辅助元件，如油箱、蓄能器、过滤器、密封件。

教学重点和难点：

了解邮箱的功能、分类、特点及结构、图形符号

了解过滤器的功能、图形符号及使用

了解常用的密封件类型

了解蓄能器的功能及图形符号

教学组织（含课堂教学内容、教学方法、辅助手段、师生互动、时间分配、板书设计等）：

一、讲述邮箱的功能、分类、特点及图形符号；结合图形讲述邮箱的组成结构及使用过程中注意的问题

二、讲述过滤器的功能、图形符号及使用过程中注意事项

三、压力表的种类及工作原理

四、管道、接头的功能及基本要求及接头的类型

五、密封及密封件的概述；常见的密封件类型