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机电工程学院《液压与气动技术》授课教案课题液压与气动技术内容总体介绍课次1授课班级学时2上课地点教学目标能力目标知识目标素质目标1、独立分析能力2、设备拆装、维护维修能力3、根据原理图进行实物连接4、系统回路设计及其应用1、各元件符号识别2、基本回路的分析3、复杂回路的分析4、简单系统的设计及其应用1、岗位精神2、团队合作意识的培养3、培养良好的设备维护和保养意识4、注意开启系统和关闭系统时的注意事项教学重点与难点重点：1、各元件工作原理的掌握及其符号的认识2、能合理拆装不同的液压气动系统元件3、基本回路的分析4、复杂回路的分析5、根据原理图进行实物连接6、液压气动系统的设备应用与维护7、根据基础知识自行设计某一液压或气动系统并将其应用难点：1、相似符号的区分2、相同元件在同一回路中的作用3、复杂系统回路的分析4、传动系统的分析设计5、实物的连接及其注意事项6、液压气动传动系统的实际构建及其应用教学过程主要教学内容备注讲授60min一、液压气动系统在实际生活工业中的应用介绍液压1、油压千斤顶2、组合机床动力滑台3、液压起重机、吊车等4、升降电梯气动1、公交车自动开关门2、机械手等二、液压传动系统的优缺点优点1、重量轻、结构紧凑、惯性小2、可方便灵活布置传动机构3、可在大范围内实现无级调速4、传递运动均匀平稳，负载变化时速度较稳定5、易于实现过载保护——借助于设置溢流阀等6、可实现自动化——借助于各控制阀7、元件已实现了标准化、系列化和通用化缺点1、漏油漏气等因素会影响昂运动的平稳性和正确性2、液压传动系统对油温的变化比较敏感3、元件的配合件制造精度要求较高，加工工艺较复杂4、传动系统要求有单独的能源5、系统发生故障时不易检查和排除三、液压传动系统的组成能源装置、执行装置、控制调节装置、辅助装置、工作介质小结作业平时多注意观察与液压或气动系统有关的实物课题液压传动基础知识课次2授课班级学时2上课地点教学目标能力目标知识目标素质目标1、独立分析能力2、设备拆装、维护维修能力3、根据原理图进行实物连接4、系统回路设计及其应用1、各元件符号识别2、基本回路的分析3、复杂回路的分析4、简单系统的设计及其应用1、岗位精神2、团队合作意识的培养3、培养良好的设备维护和保养意识4、注意开启系统和关闭系统时的注意事项教学重点与难点重点：1、初步认识油压千斤顶并学会使用2、油压千斤顶工作原理分析3、认识平面磨床工作台及其液压系统组成4、初步学会分析系统回路5、独立分析组合机床工作台液压系统工作原理难点：1、组合机床工作台原理示意图2、分析组合机床工作台教学过程主要教学内容备注讲授50min一、油压千斤顶在实际生活工业中的应用介绍1、油压千斤顶实物认识图1立式油压千斤顶实物多媒体手段加强认识和了解1-杠杆手柄；2.小活塞；3-小油缸；4、5-单向阀；6-大油缸；7-大活塞；8-重物；9-卸油阀；10-油箱图2液压千斤顶的工作原理示意图2、油压千斤顶工作原理分析通过生产中经常见到的液压千斤顶来了解液压传动的工作原理，图2所示为该液压系统的工作原理示意图。由图可知，该系统由举升液压缸和手动液压泵两部分组成，大油缸6、大活塞7、单向阀5和卸油阀9组成举升液压缸，杠杆手柄1、小活塞2、小油缸3、单向阀4和5组成手动液压泵。活塞和缸体之间既保持良好的配合关系，又能实现可靠的密封。提起手柄1使小活塞2向上移动，小活塞2下端密封的油腔容积增大，形成局部真空，这时单向阀5关闭并阻断其所在的油路，而单向阀4打开使其所在油路畅通，油箱10中的液压油就在大气压的作用下通过吸油管道进入并充满小缸体3，完成一次吸油动作；用力压下手柄1，小活塞2下移，小活塞2下腔容积减小，腔内压力升高，这时单向阀4关闭同时阻断其所在的油路，当压力升高到一定值时单向阀5打开，小油缸3中的油液经管道输入大油缸6的下腔，由于卸油阀9处于关闭状态，大油缸6中的液压油增多迫使大活塞7向上移动，顶起重物。再次提起手柄吸油时，单向阀5自动关闭，使油液不能倒流，从而保证了重物不会自行下落。不断地往复扳动手柄，就能不断地把油液压入大油缸6下腔，使重物8逐渐地升起。如果打开卸油阀9，大活塞7在其自重和重物8的作用下下移，大油缸6下腔的油液便通过管道流回油箱10中，重物8就向下运动。这就是液压千斤顶的工作原理。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如下：(1)液压传动是利用有压力的液体（液压油）作为传递运动和动力的工作介质；(2)液压传动中要经过两次能量转换，先将机械能转换成油液的压力能，再将油液的压力能转换成机械能；(3)液压传动是依靠密封容器或密闭系统中密封容积的变化来实现运动和动力的传递。二、磨床工作台在实际生活工业中的应用介绍1、磨床工作台实物认识图3磨床工作台实物2、磨床工作台工作原理分析如图4所示，液压系统由油箱19、滤油器18、液压泵17、溢流阀13、开停阀10、节流阀7、换向阀5、换向阀10、液压缸1以及连接这些元件的油管以及管接头等组成。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，油液在泵腔中从入口低压到泵出口高压，在图4(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4(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。1—工作台2—液压缸3—活塞4—换向手柄5—换向阀6，8，16—油管7—节流阀9—开停手柄10—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2—图4机床工作台液压系统工作原理图小结能够从该两个实例中初步总体把握液压系统的基本内容作业观察周围油压千斤顶的外形及使用课题液压传动基础知识课次3授课班级学时2上课地点教学目标能力目标知识目标素质目标1、独立分析能力2、设备拆装、维护维修能力3、根据原理图进行实物连接4、系统回路设计及其应用1、各元件符号识别2、基本回路的分析3、复杂回路的分析4、简单系统的设计及其应用1、岗位精神2、团队合作意识的培养3、培养良好的设备维护和保养意识4、注意开启系统和关闭系统时的注意事项教学重点与难点重点：1、液压油黏性、黏度2、液压油牌号的表示3、液压油黏度与温度、压力之间的关系4、液压油可压缩性(只在高压下明显)5、对液压油的使用要求及选用6、液压油的污染及控制难点：1、黏度的分类及区别2、对液压油的使用要求及选用3、液压油的污染与控制教学过程主要教学内容讲授60min一、液压油的种类1、矿物油系2、耐火性液压油二、液压油的性质1、密度2、闪火点3、黏度4、可压缩性三、液压油的要求及选用1、液压传动工作介质的要求2、液压传动工作介质的选用四、液压油的污染及控制1、液压油污染的原因2、油液污染的危害3、油液污染的控制措施小结掌握液压油的使用、牌号等相关知识作业课题液压传动基础知识课次4授课班级学时2上课地点教学目标能力目标知识目标素质目标1、独立分析能力2、设备拆装、维护维修能力3、根据原理图进行实物连接4、系统回路设计及其应用1、各元件符号识别2、基本回路的分析3、复杂回路的分析4、简单系统的设计及其应用1、岗位精神2、团队合作意识的培养3、培养良好的设备维护和保养意识4、注意开启系统和关闭系统时的注意事项教学重点与难点重点：1、压力与负载的关系2、输出的速度与流量的关系3、绝对压力、相对压力和真空度的关系4、层流、温流和雷诺数5、压力损失、液压冲击、气穴现象难点：1、Pascal原理2、伯努利方程教学过程主要教学内容讲授60min一、流体力学基础知识1、静力学基础(1)液体压力(2)液体静压力性质(3)液体静力学基本方程(4)静压传递基本原理(5)压力的表示图5绝对压力、相对压力和真空度的关系2、液体动力学基础(1)理想液体和基本流动(2)层流和紊流二、液压系统运行中常见问题分析与处理1、压力损失2、液压冲击3、气穴现象小结掌握液压系统中液压油静力和动力方面的常见知识作业随堂练习课题液压系统组成元件课次5授课班级学时2上课地点教学目标能力目标知识目标素质目标1、独立分析能力2、设备拆装、维护维修能力3、根据原理图进行实物连接4、系统回路设计及其应用1、各元件符号识别2、基本回路的分析3、复杂回路的分析4、简单系统的设计及其应用1、岗位精神2、团队合作意识的培养3、培养良好的设备维护和保养意识4、注意开启系统和关闭系统时的注意事项教学重点与难点重点：1、液压系统组成及符号认识2、液压泵工作原理3、压力、流量、排量、效率等参数含义及单位4、外啮合齿轮泵、叶片泵、柱塞泵工作原理5、齿轮泵的困油、泄露、拆装6、叶片泵的拆装、柱塞泵的拆装7、液压泵的选用原则难点：1、不同组成中所包含的元件2、参数计算3、单作用叶片泵和双作用叶片泵区别4、轴向柱塞泵和径向柱塞泵区别教学过程主要教学内容讲授60min一、液压系统组成以实物介绍各组成部分相关的元器件：动力部分、执行部分、辅助部分、调节部分、传动介质二、液压动力部分能量转换时将机械能转化成压力能。1、容积式液压泵工作原理图6液压泵工作原理图图6所示的是一单柱塞液压泵的工作原理图。图中柱塞2安装在缸体3中形成一个密封容积a，柱塞在弹簧4的作用下始终紧抵在偏心轮1上。原动机驱动偏心轮1旋转时，柱塞2将作往复运动，使密封容积a的大小发生周期性的交替变化。当a由小变大时就形成部分真空，油箱中油液在大气压作用下，经吸油管顶开单向阀5进入油箱a而实现吸油；反之，当a由大变小时，a腔中吸满的油液将顶开单向阀6流入系统而实现压油。原动机驱动偏心轮不断旋转，液压泵就不断地吸油和压油，这样液压泵就将原动机输入的机械能转换成液体的压力能输出。2、液压泵分类按结构来分有齿轮泵、叶片泵和柱塞泵；按输出流量是否可调分为定量泵和变量泵。3、液压泵工作条件(1)具有密闭工作容积(2)该密闭工作容积周期性变化(3)具有配流结构，保证液压泵有规律连续吸排油(4)油箱内油液绝对压力恒等于或大于大气压力3、主要性能参数压力、流量、排量、效率、功率等4、外啮合齿轮泵组成及其工作原理(1)组成图7齿轮泵组成(2)工作原理外啮合齿轮泵的工作原理如图8所示。其主要结构由泵体、一对啮合的齿轮、泵轴和前后泵盖组成。图8外啮合型齿轮泵工作原理当泵的主动齿轮按图示箭头方向旋转时，齿轮泵右侧（吸油腔）齿轮脱开啮合，使密封容积增大，形成局部真空，油箱中的油液在外界大气压的作用下，经吸油管路、吸油腔进入齿间。随着齿轮的旋转，吸入齿间的油液被带到另一侧，进入压油腔。这时轮齿进入啮合，使密封容积逐渐减小，齿轮间部分的油液被挤出，形成了齿轮泵的压油过程。齿轮啮合时齿向接触线把吸油腔和压油腔分开，起配油作用。小结掌握容积式液压泵的工作原理作业观察外啮合齿轮泵的结构，自己制作一齿轮泵模型课题液压系统组成元件课次6授课班级学时2上课地点教学目标能力目标知识目标素质目标1、独立分析能力2、设备拆装、维护维修能力3、根据原理图进行实物连接4、系统回路设计及其应用1、各元件符号识别2、基本回路的分析3、复杂回路的分析4、简单系统的设计及其应用1、岗位精神2、团队合作意识的培养3、培养良好的设备维护和保养意识4、注意开启系统和关闭系统时的注意事项教学重点与难点重点：1、齿轮泵的困油现象2、齿轮泵的泄漏途径3、齿轮泵的拆装要求4、齿轮泵的使用要求难点：1、齿轮泵径向力分析2、齿轮泵各元件的清洗要求