机械基础液压传动教案

天门职业学院教案2017～2018学年度第一学期开课院系机电学院课程名称机械基础（液压传动）授课班级16级中职数模任课教师朱迪臣天门职业学院教案(首页)章节名称第十四章液压传动14.1液压传动的基本原理授课安排授课时数2授课方法理论讲授授课教具PPT时间班级16级数模教学目的1、理解液压传动的基本原理、两个重要的基本概念；2、学会液压传动的组成；3、理解液压传动的优缺点及应用；4、知道液压技术发展动态。教学重点1、液压传动的基本理论2、液压传动的三个过程教学难点液压传动的基本概念教学内容一、复习旧课（5分钟）二、导入新课（5分钟）三、讲授新课（75分钟）四、小结（5分钟）天门职业学院教案（附页）教学设计与时间安排方法及手段在第一讲进行之前，首先组织学生观看液压传动在国民经济各领域中的应用等相关内容的录像，为进一步学习车床的传动系统和主要结构做准备。一、【复习提问】5分钟①什么是液压传动？液压传动——利用液体静压力传递动力液压传动是以液体作为工作介质进行能量传递的传动方式。液压传动主要是利用液体的压力能来传递能量。二、【导入】5分钟液压传动的工作原理？液压传动的工作原理，可以用一个液压千斤顶的工作原理来说明。三、【新课内容及实践】75分钟点睛：本章学习技巧头脑中有液压传动的画面，紧跟屏幕，注意液体流动的方向。第一节液压传动的工作原理一、液压传动系统的工作原理图1-1液压千斤顶工作原理图1—杠杆手柄2—小油缸3—小活塞4，7—单向阀5—吸油管6，10—管道8—大活塞9—大油缸11—截止阀12—油箱通过对上面液压千斤顶工作过程的分析，可以初步了解到液压传动的基本工作原理。液压传动是利用有压力的油液作为传递动力的工作介质。压下杠杆观看录像10分钟。教师边播放、边讲解，引导学生注意观察。使学生对液压传动有一初步的感性认识。本章开始，使学生对整章的学习方法有个大概的了解，提高学习效率。时，小油缸2输出压力油，是将机械能转换成油液的压力能，压力油经过管道6及单向阀7，推动大活塞8举起重物，是将油液的压力能又转换成机械能。大活塞8举升的速度取决于单位时间内流入大油缸9中油容积的多少。由此可见，液压传动是一个不同能量的转换过程。1、简化模型在液压传动中，人们利用没有固定形状但具有确定体积的液体来传递力的运动。下图是一个经过简化的液压传动模型。图中有两个直径不同的液压缸2和4，缸内各有一个与内壁紧密配合的活塞。如图活塞5上有重物W则当活塞1上施加的力F达到一定大小时，就能阻止重物W下降。2、力比和速比1）等压特性:根据帕斯卡定律“平衡液体内某一点的液体压力等值地传递到液体内各处”，即：输出端的力之比等于二活塞面积之比。P1=P2=P=F/A1=W/A2或：W/F=A2/A12）等体积特性：假设活塞1向下移动体积L1’则液压缸被挤出的液体体积为A1L1。这部分液体进入液压缸4，使活塞5上升L2，其让出的体积为A2L2。即：A1L1=A2L2或L2/L1=A1/A2进一步认为这些动作是在时间t内完成，活塞1的速度v1=L1/t，活塞5的速度v2=L2/t，则有：V2/V1=A1/A2这说明输出，输入的位移和速度都与二活塞面积成反比。上式可写成：A1V1=A2V2这在流体力学中称为液流连续性原理，它反映了物理学中质量守恒这一现实。3.能量守恒特性WV2=FV1注：等式左边和右边分别代表输出和输入的功率。这说明能量守恒也适用于液压传动。通过以上分析，上述模型中两个不同面积的活塞和液压缸相当于机械传动多媒体课件演示通过对机床工作台液压传动系统的分析使学生建立压力决定于负载的概念指出这是本章的重点：适当放慢速度，要求学生学会。重点内容结合板书便于学生记笔记。加深理解和记忆。中的杠杆，其面积比相当于杠杆比，即A1/A2=b/a。因之采用液压传动可达到传递动力，增力，改变速比等目的，并在不考虑损失的情况下保持功率不变。4.两个重要概念1.液压传动中的液体压力取决于负载2.流量决定速度四、【课内小结】5分钟总结本次课讲解内容。本次课程是液压传动的第一次课，难点是液压传动的基本概念；举例应简单易懂，易于理解。对两个重要概念的建立和理解对整个课程的学习至关重要。重点是液压传动的基本理论。引导学生带着问题学习下面的内容，一边学习，一边自己找到答案。天门职业学院教案(首页)章节名称第十四章液压传动14.1液压传动的基本原理授课安排授课时数2授课方法理论讲授授课教具PPT时间班级16级数模教学目的1、理解液压传动的基本原理、两个重要的基本概念；2、学会液压传动的组成；3、理解液压传动的优缺点及应用；4、知道液压技术发展动态。教学重点液压传动系统的组成及图形符号了解液压传动各部分地工作性质教学难点学会正确地识图教学内容一、复习旧课（5分钟）二、导入新课（5分钟）三、讲授新课（75分钟）四、小结（5分钟）教学设计与时间安排方法及手段一、【复习提问】5分钟①液压传动地作用原理是什么？二、【导入】5分钟液压传动的组成有哪些？三、【新课内容及实践】75分钟第二节液压传动系统的组成及图形符号图1-2为一台简化了的机床工作台液压传动系统。我们通过它进一步了解液压传动系统应具备的基本性能和组成情况。图1-2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—油箱液压缸以及连接这些元件的油管、接头组成。其工作原理如下：液压泵由电动机驱动后，从油箱中吸油。油液经滤油器进入液压泵，油液在泵腔中从入引导学生识图。使学生对液压传动各部件地图标有一初步的认识。多媒体课件演示口低压到泵出口高压，在图1-2(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1-2(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。工作台的移动速度是通过节流阀来调节的。当节流阀开大时，进入液压缸的油量增多，工作台的移动速度增大；当节流阀关小时，进入液压缸的油量减小，工作台的移动速度减小。为了克服移动工作台时所受到的各种阻力，液压缸必须产生一个足够大的推力，这个推力是由液压缸中的油液压力所产生的。要克服的阻力越大，缸中的油液压力越高；反之压力就越低。这种现象正说明了液压传动的一个基本原理——压力决定于负载。二、液压传动系统的组成提问：液压传动系统由哪些部分组成？从机床工作台液压系统的工作过程可以看出，一个完整的、能够正常工作的液压系统，应该由以下五个主要部分来组成：1.能源装置(动力元件)：它是供给液压系统压力油，把机械能转换成液压能的装置。最常见的形式是液压泵。2.执行装置(元件)：它是把液压能转换成机械能以驱动工作机构的装置。其形式有作直线运动的液压缸，有作回转运动的液压马达，它们又称为液压系统的执行元件。3.控制调节装置(元件)：它是对系统中的压力、流量或流动方向进行控制或调节的装置。如溢流阀、节流阀、换向阀、开停阀等。4.辅助装置(元件)：上述三部分之外的其他装置，例如油箱，滤油器，油管等。它们对保证系统正常工作是必不可少的。5.工作介质：传递能量的流体，即液压油等。三、液压传动系统图的图形符号通过对机床工作台液压传动系统的分析使学生建立压力决定于负载的概念图1-3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—油箱图1-2所示的液压系统是一种半结构式的工作原理图它有直观性强、容易理解的优点，当液压系统发生故障时，根据原理图检查十分方便，但图形比较复杂，绘制比较麻烦。我国已经制定了一种用规定的图形符号来表示液压原理图中的各元件和连接管路的国家标准，即“液压系统图图形符号(GB786—76)”。四、【课内小结】5分钟总结本次课讲解内容。对两个重要概念的建立和理解对整个课程的学习至关重要。重点是液压传动的基本理论。指出这是本章的重点：适当放慢速度，要求学生学会。重点内容结合板书便于学生记笔记。加深理解和记忆。引导学生带着问题学习下面的内容，一边学习，一边自己找到答案。天门职业学院教案(首页)章节名称第十四章液压传动14.1液压传动的基本原理授课安排授课时数2授课方法理论讲授授课教具PPT时间班级16级数模教学目的1、理解液压传动的基本原理、两个重要的基本概念；2、学会液压传动的组成；3、理解液压传动的优缺点及应用；4、知道液压技术发展动态。教学重点了解液压传动地优缺点举例生活中应用液压传动的优势教学难点分析生活中液压传动系统的应用教学内容一、复习旧课（5分钟）二、导入新课（5分钟）三、讲授新课（75分钟）四、小结（5分钟）教学设计与时间安排方法及手段一、【复习提问】5分钟①液压传动各部件地识别二、【导入】5分钟液压传动有什么优点，为什么要使用液压传动？三、【新课内容及实践】75分钟第三节液压传动的优缺点及应用一、液压传动系统的主要优点液压传动之所以能得到广泛的应用，是由于它与机械传动、电气传动相比具有以下的主要优点：(1)由于液压传动是油管连接，所以借助油管的连接可以方便灵活地布置传动机构，这是比机械传动优越的地方。例如，在井下抽取石油的泵可采用液压传动来驱动，以克服长驱动轴效率低的缺点。由于液压缸的推力很大，又加之极易布置，在挖掘机等重型工程机械上，已基本取代了老式的机械传动，不仅操作方便，而且外形美观大方。(2)液压传动装置的重量轻、结构紧凑、惯性小。例如，相同功率液压马达的体积为电动机的12%～13%。液压泵和液压马达单位功率的重量指标，目前是发电机和电动机的十分之一，液压泵和液压马达可小至0.0025N/W(牛/瓦),发电机和电动机则约为0.03N/W。(3)可在大范围内实现无级调速。借助阀或变量泵、变量马达，可以实现无级调速，调速范围可达1∶2000，并可在液压装置运行的过程中进行调速。(4)传递运动均匀平稳，负载变化时速度较稳定。正因为此特点，金属切削机床中的磨床传动现在几乎都采用液压传动。(5)液压装置易于实现过载保护——借助于设置溢流阀等，同时液压件能自行润滑，因此使用寿命长。(6)液压传动容易实现自动化——借助于各种控制阀，特别是采用液压控制和电气控制结合使用时，能很容易地实现复杂的自动工作循环，而且可以实现遥控。(7)液压元件已实现了标准化、系列化和通用化，便于设计、制造和推广使用。液压传动优点总结1.优点:本章开始，使学生对整章的学习方法有个大概的了解，提高学习效率。多媒体课件演示功率大来重量轻,大力大矩显威风;运动平稳响应快,无机调速显神通;操纵简单自动化,过载保护它更行;元件标准系列化,散热润滑也出名.二、液压传动系统的主要缺点(1)液压系统中的漏油等因素，影响运动的平稳性和正确性，使得液压传动不能保证严格的传动比。(2)液压传动对油温的变化比较敏感，温度变化时，液体粘性变化，引起运动特性的变化，使得工作的稳定性受到影响，所以它不宜在温度变化很大的环境条件下工作。(3)为了减少泄漏，以及为了满足某些性能上的要求，液压元件的配合件制造精度要求较高，加工工艺较复杂。(4)液压传动要求有单独的能源，不像电源那样使用方便。(5)液压系统发生故障不易检查和排除。液压传动缺点总结难保严格传动比,液压不宜远距离;元件精度要求高,温度影响需注意;信号传递不如电,液压介质很娇气;总的效率比较低,找到故障较费力.总之，液压传动的优点是主要的，随着设计制造和使用水平的不断提高，有些缺点正在逐步加以克服。液压传动有着广泛的发展前景。机械、电子（计算机）、液压三者相结合的机电液一体化技术电子是神经，液压是肌肉，机械是骨头。四、【课内小结】5分钟总结本次课讲解内容。重点是对生活中常接触地液压传动系统做分析地过程。指出这是本章的重点：适当放慢速度，要求学生学会。重点内容结