液压与气动电子教案15章.docx

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液压与气动电子教案15章

《液压与气动》电子教案

前言

本电子教案是与中等职业教育国家规划机械专业教材——徐永生主编《液压与气动》配套使用的教案。

旨在为老师开展液压与气动教学提供方便与帮助。

编制说明：

1、本电子教案以徐永生主编《液压与气动》为依据而编制的。

编制中贯彻以就业为导向、以能力培养为本位的教学指导思想，讲解与演示环节充分运用多媒体教学手段，力求贯彻少而精的原则，体现职教教学内容的实用性、先进性，尽可能使液压与气动有机结合，以建立合理紧凑的框架体系。

本电子教案还在一定程度上反总括了近期液压与气动技术的进步与发展。

2、本电子教案以课程理论为基础，结合实验观察与操作，同时根据大多数学校通常采用集中讲解分组试验的模式，本教案分为理论讲解与示范和试验作业两部分，可分块参考。

基于上述原因，本教案讲解与示范和试验作业的课时分配，按课程大纲要求的总课时安排如下，仅供参考。

序号

项目

学时

讲解与示范

试验

合计

概论

液压传动基础知识

液压泵和液压马达

液压缸

液压控制阀及液压回路

液压辅助元件

典型液压系统

气压传动基本知识

气动执行元件

气动控制阀和气动回路

典型气压传动系统

液压与气动的维护保养

合计

3、课题编号XX－X○的含义

该章讲课次序

教案章序

教案顺序

如12－3②表示：

教案第12讲，讲授的内容是项目三，第2学时。

4、对[教学目标与要求]中的知识、能力、素质等方面的教学目标与要求应视教材内容、教学设计和学生实际而定，教师可根据教学实际各有侧重。

5、在[分析学生]这一项中，从知识水平、能力水平、学习态度、学习方法等角度分析，难能含盖，本电子教案所述仅供参考，应根据任课班级学生现状进行修正。

6、[教学设计思路]教学有法，教无定法，力求教学设计有创意，善于创设教学情景，根据教学需要采用多方法，多方式，对学生有吸引力。

教师视具体教学内容、教学条件的需要而选用。

7、[教学资源]本教案在讲解与示范部分多选用多媒体课件及动画演示和相关影视资料等资源，另外还通过试验设备、教具等加深同学们对新知识的深化，尽可能为教学提供了形象、直观、有效的讲解途径。

8、[教学安排]以一次课2学时为单元；教学步骤：

讲解与演示交叉进行，重难点辅助试验理解，规范试验过程。

试验课时可根据授课具体进度统筹安排，在此教案中不作具体课时要求。

9、[教学过程]课堂结构和教学环节要根据教学内容和学生掌握情况适时调整、倡导直观教学与讲、演结合，动脑与动手结合交叉进行，最后进行归纳。

教学过程通常分五个步骤：

一、新课导入（5～10分钟）

包含检测上次课主要知识点和预习情况等，措施多采用提问、演示、评价鼓励、归纳强化等。

简述本次课的主要知识点和掌握要求。

二、讲解与示范（65～70分钟）

教师结合授课内容选择适宜的教具和手段，讲解与演示交叉进行，教师或课件演示示范与学生模拟练习交叉进行。

三、达标测试（5～10）

可以提问、讨论等形式测试，学生互评互纠，教师整体调控。

本教案中同时根据章节特点也增设了部分习题，以强化知识点及技能掌握。

四、课堂小结（5～10分钟）

对本次课主要内容和注意事项归纳小结，简评学生掌握及理解情况。

五、作业及要求

作业多以教材给出为主，也有少量补充题或另选题。

可附加预习内容。

10、[板书设计]本教案不对板书设计做具体参照，可根据教学资源和教课堂情况相机而定，同时可参考相应的多媒体课件。

11、[教学后记]本次课讲授完毕后，教师根据课堂上的情况和作业反馈对本次课进行的分析并提出改进措施。

长期坚持写教后记有益于改进和提高课堂教学质量以及教师自身的成长。

此项需在课后归纳，在本教案设计中不预给出。

液压与气动电子教案

第一章概论

[课题编号]

1-1①

[课题名称]

液压与气动系统的工作原理及组成部分

液压与气动系统中的图形符号

[教材版本]

徐永生主编、全国中等职业学校机械专业教材编写组编。

——2版

北京：

高等教育出版社，2007重版。

[教学目标与要求]

1、了解液压传动与气压传动的定义；

2、掌握液压传动的工作原理；

3、掌握气压传动的工作原理。

4、引导学生提高对本课程重要性的认识，激发学习兴趣，为学生顺利理解液压传动总体架构提供保障。

[教学重点、难点]

1、液压与气动系统的工作原理、组成及系统中图形符号的画法。

2、学生对本门课学习兴趣的培养。

[分析学生]

1、液压与气动技术，既有理论，又不缺少实践，学生对学习方法的掌握需有一个适应得过程。

2、同学们少于或未接触过实际液压与气动系统的设备或模型，缺少相应认识理念和应用常识，结合课件及网络课程，会有助于感性积累。

[教学思路设计]

综合运用讲授、演示、实物参观等教学手段和方法。

[教学资源]

简单液压与气动模型（或生活中常见举例）、动画演示及网络课程。

[教学安排]90分钟

[教学过程]

一、课程简介及学习指导（5～10分钟）

简述本课程的性质、内容、教学目标和要求以及学习方法。

本课程是教育部职业教育与成人教育司组织编写的全国中等职业学校机械类专业教材，是教育部规划教材。

本课程内容有液压与气动的共性与特点，液压传动基础知识，液压元件及液压回路，典型液压传动系统，气压传动基本知识，气动元件及气动回路，典型气压传动系统，液压与气动的维护保养等十二章。

本课程是一门专业基础课程，其实践性较强。

在教学时应将理论教学与实践教学紧密结合起来。

课堂教学中采用现实生活中的实例引导，要充分利用多媒体教学软件、各种演示、动画图片、VCD、液压与气动训练设备等进行直观教学，以便加深学生的记忆和理解。

在教学过程中充分发挥教师为主导，学生为主体的作用，教师要多加启发式提问，让学生真正掌握好关键的知识点，在实践教学中，要多注意分析学生实践中产生的共性问题，并及时解决，以提高学生分析问题和解决问题的能力。

在理论与实践教学过程中加强与学生交流、培养学生的学习兴趣。

本学时主要了解液压与气动系统的工作原理和组成部分及液压与气动系统中的图形符号。

二、讲解与示范（65～70分钟）

1、液压与气动系统的工作原理及图形符号

（1）液压传动与气压传动的定义

以流体（液压油或空气）为工作介质，把原动机（或电动机）的机械能转化为工作介质的压力能，再由受压流体来实现运动和动力的传递。

（2）液压系统的工作原理及图形符号

以机床工作平台的液压系统为例来说明液压传动系统的工作原理，如图1-1所示。

图1-2为该系统的图形符号图。

在图1-1（a）所示状态下，通过开停阀、节流阀、换向阀进入液压缸左腔，推动活塞使工作台向右移动。

这时，液压缸右腔的油经换向阀和回油管6排回油箱。

如果将换向阀手柄转换成图1-1（b）所示状态，则压力管中的油将经过开停阀、节流阀和换向阀进入液压缸右腔、推动活塞使工作台向左移动，并使液压缸左腔的油经换向阀和回油管6排回油箱。

有上面分析可知：

工作台运动方向：

通过换向阀改变油液的流动方向来实现

工作台移动速度：

通过节流阀控制油液的流量大小来实现

图1-1机床工作台液压系统工作原理图

1—工作台2—液压缸3—活塞4—换向手柄5—换向阀6，8，16—回油管7—节流阀9—开停手柄10—开停阀11—压力管12—压力支管13—溢流阀14—钢球

15—弹簧17—液压泵18—滤油器19—油箱

图1-2机床工作台液压系统的图形符号图

1—工作台2—液压缸3—油塞4—换向阀

5—节流阀6—开停阀7—溢流阀8—液压泵

9—滤油器10—油箱

（3）气动系统的工作原理及图形符号

以气动剪切机为例，介绍气压传动的工作原理。

图1-3所示为气动剪切机的工作原理图，图示位置为剪切前的情况。

空气压缩机1产生的压缩空气经后冷却器2、分水排水器3、贮气罐4、分水滤气器5、减压阀6、油雾器7、到达换向阀9，部分气体经节流通路进入换向阀9的下腔，使上腔弹簧压缩，换向阀9阀芯位于上端；大部分压缩空气经换向阀9后进入气缸10的上腔，而气缸的下腔经换向阀与大气相通，故气缸活塞处于最下端位置。

当上料装置把工料11送入剪切机并到达规定位置时，工料压下行程阀8，此时换向阀9阀芯下腔压缩空气经行程阀8排入大气，在弹簧的推动下，换向阀9阀芯向下运动至下端；压缩空气则经换向阀9后进入气缸的下腔，上腔经换向阀9与大气相通,气缸活塞向上运动,带动剪刀上行剪断工料。

工料剪下后，即与行程阀8脱开。

行程阀8阀芯在弹簧作用下复位、出路堵死。

换向阀9阀芯上移．气缸活塞向下运动，又恢复到剪断前的状态。

图1-4所示为用图形符号绘制的气动剪切机系统原理图。

（4）、液压与气动系统中的图形符号

我国制订的液压与气动系统图图形符号（GB786—76）中，对于这些图形符号有以下几条基本规定。

a）符号只表示元件的职能，连接系统的通路，不表示元件的具体结构和参数，也不表示元件在机器中的实际安装位置。

图1-3气动剪切机的气压传动系统图

1－空气压缩机2－后冷却器3－分水排水器4－贮气罐5－分水滤气器6－减压阀7－油雾器8－行程阀9－气控换向阀10－气缸11－工料。

图1-4气动剪切机的气压传动系统的图形符号图

1－空气压缩机2－后冷却器3－分水排水器4－贮气罐5－分水滤气器6－减压阀7－油雾器

b）元件符号内的油液流动方向用箭头表示，线段两端都有箭头的，表示流动

方向可逆。

c）符号均以元件的静止位置或中间零位置表示，当系统的动作另有说明时，可作例外。

常用液压气动图形符号见课本后附录A。

（5）液压与气动的组成

无论是液压还是气压传动系统，其均有以下五部分组成：

a）动力元件

b）执行元件

c）控制调节元件

d）辅助元件

e）工作介质

四、课堂小结（5～10分钟）

液压与气压传动课是机械专业一门重要的课程，今天通过一些事例，初步使学生对这门课程发生了兴趣。

今后有必要在教学中向学生不断灌输有关专业理念，以使学生产生更深的探究理念。

五、作业及要求

1、课后习题2、3；

2、预习液压与气压传动的优缺点及其发展与应用。

【板书设计】

【教学后记】

液压与气动电子教案

第一章概论

[课题编号]

2-1②

[课题名称]

液压与气动的优缺点

液压与气动的应用

液压与气动的发展概况

[教材版本]

徐永生主编、全国中等职业学校机械专业教材编写组编。

——2版

北京：

高等教育出版社，2007重版。

[教学目标与要求]

1、了解液压与气动的优缺点；

2、了解液压与气动的应用及发展概况。

3、通过学习使学生对液压与气动这门技术有一个基本的了解，并能对该门课的学习产生兴趣。

[教学重点、难点]

液压与气动优缺点的学习及液压与气动技术的应用

[分析学生]

1、虽生活中常见液压与气动实例，但学生缺乏相应观察与积累经验的能力，对新知识的学习只建于理论上，学习过程需循序渐进，由易到难。

2、引导学生有理论到实践，培养学生的观察能力，做生活中的有心人。

为以后的液压与气动学习打好基础。

[教学思路设计]

讲授为主，以比较、列表等方式阐述，可结合影像放映等方式了解其应用。

[教学资源]

多媒体

[教学安排]90分钟

[教学过程]

一、新课导入（5～10分钟）

1、液压与气动的定义？

2、液压与气动的工作原理是什么？

3、生活中常见液压与气动的实例有哪些？

二、讲解与示范（65～70分钟）

1、液压与气动的优缺点

与其它传动方式相比，液压与气动有以下优点：

（1）执行元件的速度、转矩、功率均可作无级调节，且调节简单、方便。

（2）容易实现自动化的工作循环。

（3）能实现过载保护。

（4）液压与气动元件易于实现系列化、标准化和通用化，便于设计、制造和维修。

（5）在相同功率的情况下，液压传动装置的体积小、重量轻、惯性小、结构紧凑。

（6）气压传动的工作介质用之不尽、取之不竭，且不易污染。

液压与气动存在的缺点：

（1）无法保证严格的传动比，气动尤为显著。

（2）液压传动因泄露，易污染环境。

（3）气压传动传递的功率较小，气动装置的噪声也较大。

2、液压与气动的应用

液压与气动是工农业生产中广为应用的一门技术，目前该项技术水平的高低已成为一个国家工业发展水平的重要标志之一。

工程机械

矿山机械

建筑机械

冶金机械

液压与气动应用领域锻压机械

机械制造

纺织机械

轻工机械

数控机床、多工位组合机床等

3、液压与气动的发展概况

第一阶段：

液压传动从17世纪帕斯卡提出静压传递原理、1795年世界上第一台水压机诞生，已有200多年的历史，但由于没有成熟的液压传动技术和液压元件，且工艺制造水平低下，发展缓慢，几乎停滞。

气压传动早在公元前，埃及人就开始采用风箱产生压缩空气助燃。

从18世纪产业革命开始，逐渐应用于各类行业中。

第二阶段：

上世纪30年代，由于工艺制造水平提高，开始生产液压元件，并首先应用于机床。

第三阶段：

上世纪50、60、70年代，工艺水平有了很大提高，液压与气动技术也迅速发展，渗透到国民经济的各个领域：

从蓝天到水下，从军用到民用，从重工业到轻工业，到处都有流体传动与控制技术。

三、达标测试（5～10分钟）

个别提问，学生讲评，教师点拨。

1、简述液压、气动与机械传动的比较。

2、目前液压技术和气动技术正向什么方向发展？

四、课堂小结（5～10分钟）

随着科学技术的迅速发展，液压与气动技术正发挥着越来越大的作用，应用也越来越广泛。

本课时要了解的内容较系统、抽象，目的是为学生今后的学习打下了良好的基础。

五、作业及要求

1、写出液压与气动的优缺点；

2、预习液压传动的基础知识。

【板书设计】

液压与气动的优缺点：

优点：

6方面

缺点：

3方面

液压与气动的应用：

应用领域举例

液压与气动的发展：

第一阶段

第二阶段

第三阶段

【教学后记】

液压与气动电子教案

第二章液压传动基础知识

[课题编号]

3-2①

[课题名称]

液压油

液压传动中的两个主要参数

[教材版本]

徐永生主编、全国中等职业学校机械专业教材编写组编。

——2版

北京：

高等教育出版社，2007重版。

[教学目标与要求]

1、了解液压油的种类，熟悉液压油的主要性质及其选用原则；

2、掌握液压传动中的主要参数。

3、通过本节的学习使学生对液压传动具有一定的理论基础，为元件的结构及油路的分析提供依据。

[教学重点、难点]

1、液压油的性质及其选用；

2、液压传动中主要参数的掌握。

[分析学生]

本课时的学习以理论为主，有些知识点和物理中所学知识相通，又有所区别。

但因学生已有一定的数学和物理基础，所以学起来难度不大，学要学生学习过程中细心，认真。

[教学思路设计]

讲授为主，穿插提问、讨论，做好与学生的互动。

[教学资源]

作图工具

[教学安排]90分钟

[教学过程]

一、新课导入（5～10分钟）

提问：

液压传动的介质时什么？

导入：

液压传动液压油：

种类、性质、选用等

液压传动中的参数

二、讲解与示范（65～70分钟）

1、液压油的种类

普通液压油

1）、石油基液压油专用液压油

抗磨液压油

高粘度指数液压油等

石油基液压油以机械油为基料，经精练、去除杂质、再根据需要加入适当的添加剂而制成。

水包油乳化液

2）、乳化型液压油

油包水乳化液

水-乙二醇液

3）、合成型液压油

磷酸酯液

2、液压油的主要性质

液压油应具有：

良好的粘温特性、润滑性、防锈性、抗氧化性、抗泡沫性、密封兼容性、低凝固点、高闪点等性能。

粘性：

液体在流动时产生内摩擦力的性能。

运动粘度

其中最重要的性质有粘性大小用粘度表示

相对粘度

可压缩性：

液体受压力后其容积发生变化的性质

3、液压油的选用及使用

液压油的选用，首先应选用合适的液压油类型，其次选用合适的液压油牌号。

液压油的使用应注重污染的控制。

4、液压传动中的主要参数

（1）液体的压力

液体在单位面积上所受的法向力称为压力。

p=F/A

【分析】1）各种常用单位换算。

1个大气压＝1.0133×105MPa≈105Pa

1kg/cm2=0.98×104MPa≈105Pa

结论：

1个大气压≈1kg/cm2

另外：

相对压力=绝对压力-大气压力

2）压力的表示法

真空度=大气压力-绝对压力

3）帕斯卡原理（静压传递原理）

在密闭容器内，液体表面的压力可等值传递到液体内部所有各点。

根据帕斯卡原理：

p=F/A

液压系统压力形成p=F/A

结论：

液压系统的工作压力取决于外负载，并且随着外负载的变化而变化。

4）液体作用在固体壁面上的力

作用在平面上的总作用力：

如：

液压缸，若设活塞直径为D,则

F=p·A=p·πD2/4

作用在曲面上的总作用力

Fx=p·Ax

结论：

曲面在某一方向上所受的作用力，等于液体压力与曲面在该方向的垂直投影面积之乘积

5）流量

流量的定义：

单位时间内流过某一通道截面的流体体积。

流量连续原理：

=常量

三、达标测试（5～10分钟）

个别提问，学生讲评，教师点拨。

1、液压油的性质是什么？

何为粘性？

2、液压传动的主要参数有哪些？

各自的意义是什么？

四、课堂小结（5～10分钟）

此处有关压力的概念与中学物理中所讲的内容存在一定的区别，要使学生及时适应，否则很可能造成学习上的障碍。

五、作业及要求

1、课后作业：

1、7、8；

2、预习本章第三、四、五节内容。

【板书设计】

根据具体授课情况安排。

【教学后记】

液压与气动电子教案

第二章液压传动基础知识

[课题编号]

4-2②

[课题名称]

液体流动时的能量

液体流经小孔和间隙时的流量

液压冲击和孔穴现象

[教材版本]

徐永生主编、全国中等职业学校机械专业教材编写组编。

——2版

北京：

高等教育出版社，2007重版。

[教学目标与要求]

1、掌握液体流动时的能量守恒定律及压力的损失；

2、了解液体流经小孔和间隙时的流量；

3、熟悉液压冲击和孔穴现象。

4、从理论上深入理解液压传动的常识，能够理论应用于实践。

[教学重点、难点]

1、液体流动时能量守恒公式的理解掌握；

2、液体在各种缝隙和小孔中的流量影响因素；

3、液压冲击、气穴的概念。

[分析学生]

学生具备一定的数学和物理基础，公式推导和掌握上易深入，关键是一些液压现象及术语概念的掌握和理解，因实践经验较少，可能需要一个慢慢消化、接受的过程。

[教学思路设计]

讲授、示范结合，借助试验加深同学们的理解，穿插提问、讨论，注重与生活中常见液压实例结合，做到理论联系实践。

[教学资源]

作图工具、多媒体网络

[教学安排]90分钟

[教学过程]

一、新课导入（5～10分钟）

提问：

流动液体之流量连续原理。

导入：

流动液体的质量守恒定律——流量连续性方程

流动液体之两大守恒定律

流动液体的能量守恒定律──伯努利方程式

二、讲解与示范（65～70分钟）

1、液体流动时的能量

（1）理想液体流动

伯努利方程式为：

（2）实际液体流动

伯努利方程式为：

由于液体在液压系统中主要依靠它的压力能来做功，因此，伯努利方程在液压系统中的实用的应用形式为

（

为总压力损失）。

（3）管路压力损失

液体流动时总的压力损失是沿程压力损失和局部压力损失之和，即

2、液体流经小孔和间隙时的流量

薄壁小孔l/d≤0.5

（1）液体流经小孔：

空口分类细长小孔l/d>4

短孔0.5

计算公式：

分析：

油液在薄壁小孔的流动

油液在薄壁小孔中流动需注意的问题：

稳定，但孔加工困难。

【理解】何谓薄壁小孔，细长小孔及短孔？

液体在各种小孔流动时受到哪些因素的影响？

（2）油液在间隙中的流动

a）油液在平面间隙中的流动

【结论】为减少平面间隙的流动量，可以尽可能地减少间隙量，并适当提高油液的粘度。

b）油液在环状间隙中的流动

c）油液在偏心环状间隙中的流动

d）油液在具有相对运动的间隙中流动

【分析】以上流动可以用分析公式的方法来解决其影响因素。

3、液压冲击和空穴现象

（1）液压冲击

Ⅰ、液压冲击的含义：

在液压系统中，由于某种原因引起液体压力在某一瞬间急剧升高，形成很高的压力峰值，其值比正常压力高几倍，称此现象为液压冲击。

Ⅱ、液压冲击产生的原因：

a）液体的突然停止运动；

b）运动部件的惯性运动产生

c）液压系统中某些液压元件失灵所产生

Ⅲ、危害与防止措施：

【分析】结合液压冲击产生的原因分析。

（2）气穴现象

Ⅰ、气穴现象的含义和产生的原因

Ⅱ、危害及防止措施

【分析】同液压冲击的分析一致。

三、达标测试（5～10分钟）

1、液体在管道中流动时具有三种能量，它们是（）、（）和（）。

2、液体流动时根据能量守恒，在各个截面处的总能量是（）的。

3、管路压力损失是（）损失和（）损失之和。

4、液压传动中常利用液体流经阀的小孔或间隙来控制流量和压力，以达到（）和（）的目的。

5、小孔一般分为三种形式，分别为（）、（）和（）。

6、液压冲击是指（），空穴现象是指（）。

四、课堂小结（5～10分钟）

本章主要是为学习液压传动打下一个良好的流体力学基础，学习一些有关的必要的知识。

要求学习复习好以前学过的有关知识，如静止液体力学的的一些知识及液压油的性质等。

五、作业及要求

1、课后作业：

10、12、14、15；

2、液阻特性试验。

【板书设计】

根据具体授课情况安排。

【教学后记】

液压与气动电子教案

第三章液压泵和液压马达

[课题编号]

5-3①

[课题名称]

液压泵概述

常用液压泵——齿轮泵的工作原理和应用

[教材版本]

徐永生主编、全国中等职业学校机械专业教材编写组编。

——2版

北京：

高等教育出版社，2007重版。

[教学目标与要求]

通过学习液压泵概述，熟悉液压泵的基本工作原理和分类，掌握齿轮液压泵基本工作原理及结构特点，使学生积累起一定的理论知识，为实践应用打好基础。

[教学重点、难点]

1、液压泵的基本工作原理；

2、液压泵基本性能参数指标。

[分析学生]

学生对液压泵的接触很少，甚至大多数学生都没见过，理论脱离实际，可适当借助于试验模型的装拆来加强同学们的理解。

[教学思路设计]

讲授中结合模型的装拆示范，多媒体课件演示

[教学资源]

液压泵模型多媒体网络课件

[教学安排]90分钟

[教学过程]

一、新课导入（5～10分钟）

提问：

液压传动的基础知识

导入：

液压传动液压系统动力元件液压泵

二、讲解与示范（65～70分钟）

1、液压泵的工作原理（动画演示）

可变的密封容积；

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