液压技术教案：第一章 液压与气压概论

第一篇：液压技术教案：第一章 液压与气压概论

第1章

概

论

第1章 液压与气动技术概论

液压与气压传动技术是机械设备中发展速度最快的技术之一，特别是近年来，随着机电一体化技术的发展，与微电子、计算机技术相结合，液压与气压传动进入了一个新的发展阶段。

液压与气压传动技术是以流体—液压油液（或压缩空气）为工作介质进行能量传递和控制的一种传动形式，它们的工作原理基本相同。

机器包括原动机、传动机构和执行机构。原动机有电动机、内燃机、燃气轮机等形式；传动机构有电气传动、机械传动和流体传动，其中，流体传动是利用气体和液体等介质传递动力和能量的，包括气压传动和液体传动。液体传动是利用液体作为工作介质来传递和控制能量的，包括液力传动和液压传动等两种形式；气压传动是利用气体传递和控制能量的。

液压传动是利用密封容积内液体体积的变化来传递和控制能量的；而液力传动是利用非封闭的液体的动能或势能来传递能量和控制能量的。1.1 液压传动的工作

原理

液压千斤顶是机械行业常用的工具，常用这个小型工具顶起较重的物体。下面以它为例简述液压传动的工作原理。图1.1所示为液压千斤顶的工作原理图。有两个液压缸1和6，内部分别装有活塞，活塞和缸体之间保持良好的配合关系，不仅活塞能在缸内滑动，而且配合面之间又能实现可靠的密封。当向上抬起杠杆时，液压缸1活塞向上运动，液压缸1下腔容积增大形成局部真空，单向阀2关闭，油箱4的油液在大气压作用下经吸油管顶开单向阀3进入液压缸1下腔，完成一次吸油动作。当向下压杠杆时，液压缸1活塞下液压缸1下腔容积 移，减小，油液受挤压，压力升高，关闭单向阀3，图1.1 液压千斤顶工作原理图 液压缸1下腔的压力油顶开单向阀2，油液经1—小液压缸；2—排油单向阀；3—吸油单向阀；

4—油箱；5—截止阀；6—大液压缸 排油管进入液压缸6的下腔，推动大活塞上移顶起重物。如此不断上下扳动杠杆就可以使重物不断升起，达到起重的目的。如杠杆停止动作，液压缸6下腔油液压力将使单向阀2关闭，液压缸6活塞连同重物一起被自锁不动，停止在举升位置。如打开截止阀5，液压缸6下腔通油箱，液压缸6活塞将在自重作用下向下移，迅速回复到原始位置。设液压缸1和6的面积分别为Al和A2，则液压缸1单位面积上受到的压力p1 = F/Al，液压缸6单位面积上受到的压力p2 = W/A2。根据流体力学的帕斯卡定律“平衡液体内某一点的压力值能等值地传递到密闭液体内各点”，则有：

– 1 –

第1章

概

论

p1p2FW A1A2（1-1）

由液压千斤顶的工作原理得知，液压缸1与单向阀2、3一起完成吸油与排油，将杠杆的机械能转换为油液的压力能输出。液压缸6将油液的压力能转换为机械能输出，抬起重物。有了负载作用力，才产生液体压力。因此就负载和液体压力两者来说，负载是第一性的，压力是第二性的。液压传动装置本质是一种能量转换装置。在这里液压缸

6、液压缸1组成了最简单的液压传动系统，实现了力和运动的传递。

从液压千斤顶的工作过程，可以归纳出液压传动工作原理如下：

（1）液压传动是以液体（液压油）作为传递运动和动力的工作介质；

（2）液压传动经过两次能量转换，先把机械能转换为便于输送的液体压力能，然后把液体压力能转换为机械能对外做功；

（3）液压传动是依靠密封容积（或密封系统）内容积的变化来传递能量的。工程机械的起重机、推土机，汽车起重机，注塑机，机床行业的组合机床的滑台、数控车床工件的夹紧、加工中心主轴的松刀和拉刀等都应用了液压系统传动的工作原理。

1.2 气压传动的基本原理

气压传动与液压传动的工作原理完全相同，都是以密封容积中的受压工作介质来传递运动和动力的。它先将机械能转换成压力能，然后通过各种元件组成的控制回路来实现能量的调控，最终再将压力能转换成机械能，使执行机构实现预定的运动。如生活中常用的打气筒。

1.3 液压传动系统的组成及图形符号

以图1.2所示组合机床工作台液压传动系统为例说明其组成。

图1.2 典型液压系统原理图

（a）典型液压系统原理结构示意图（b）阀6阀芯位置的改变（c）典型液压系

统原理图形符号图

– 2 –

第1章

概

论

1—油箱；2—过滤器；3—液压泵；4—溢流阀；5—流量控制阀；

6—换向阀；7—液压缸；8—工作台；

9、10—管道

液压泵3由电动机驱动旋转，从油箱1中吸油，经过滤器2后被液压泵吸入并输出给系统。当换向阀6阀芯处于图1.2（a）所示位置时，压力油经阀

5、阀6和管道进入液压缸7的左腔，推动活塞向右运动。液压缸右腔的油液经管道、阀

6、管道9流回油箱。改变阀6阀芯工作位置，使之处于左端位置时，如图1.2（b）所示，液压缸活塞反向运动。

工作台的移动速度是通过流量控制阀来调节的。阀口开大时，进入缸的流量较大，工作台的速度较快；反之，工作台的速度较慢。为适应克服大小不同阻力的需要，泵输出油液的压力应当能够调整。工作台低速移动时，流量控制阀开口小，泵输出多余的油液经溢流阀4和管道10流回油箱，调节溢流阀弹簧的预压力，就能调节泵输出口的油液压力。

从上面的例子可以看出，液压传动系统主要由以下5部分组成。

（1）动力元件。将机械能转换成流体压力能的装置。常见的是液压泵，为系统提供压力油液，如图1.1中的液压缸1。

（2）执行元件。将流体的压力能转换成机械能输出的装置。它可以是作直线运动的液压缸，也可以是作回转运动的液压马达、摆动缸，如图1.1中的液压缸6和图1.2中的液压缸7。

（3）控制元件。对系统中流体的压力、流量及流动方向进行控制和调节的装置，以及进行信号转换、逻辑运算和放大等功能的信号控制元件，如图1.2中的溢流阀、流量控制阀和换向阀。

（4）辅助元件。保证系统正常工作所需的上述三种以外的装置，如图1.2中的过滤器、油箱和管件。

（5）工作介质。用它进行能量和信号的传递。液压系统以液压油液作为工作介质。图1.2（a）和图1.2（b）中的各个元件是半结构式图形画出来的，直观性强，易理解，但难于绘制，元件多时更是如此。在工程实际中，除某些特殊情况外，一般都用简单的图形符号绘制，如图1.2（c）所示。图形符号只表示元件的功能，不表示具体结构和参数。我国制定的“液压与气动”图形符号标准GB/T786.1—1993见附录。以后每介绍一类元件，都会介绍其图形符号，要求熟记。1.4 气压传动的组成

与液压传动相似，气压传动也有压力和流量两个重要参数。气压传动系统由5部分组成。

（1）气源装置。气源装置即空气压缩机，是系统中的动力元件，它将电动机的机械能转变成气体的压力能，为各类气动设备提供动力。

（2）执行元件。执行元件是系统的能量输出装置，它将空气压缩机提供的气压能转变成机械能，输出力和速度（转矩和转速），用以驱动工作部件。如气缸和气马达。

（3）控制元件。是控制调节压缩空气的压力、流量、方向的元件，用来保证执行元件具有一定输出力（转矩）和速度（转速）。如压力阀、流量阀、方向阀等。

（4）辅助元件。系统中除上述三类元件外，其余的元件称为辅助元件，如过滤器、油雾器、储气罐、消声器等。它们对保证系统可靠、稳定的工作起重要作用。

– 3 –

第1章

概

论

（5）传动介质。系统中传递能量的流体，如压缩空气。1.5液压传动和气压传动的优缺点

与机械传动和电力拖动系统相比，液压传动具有以下优点。

（1）液压元件的布置不受严格的空间位置限制，系统中各部分用管道连接，布局安装有很大的灵活性，能构成用其他方法难以组成的复杂系统。

（2）可以在运行过程中实现大范围的无级调速，调速范围可达2 000∶1。

（3）液压传动和液气联动传递运动均匀平稳，易于实现快速启动、制动和频繁的换向。

（4）操作控制方便、省力，易于实现自动控制、中远程距离控制以及过载保护。与电气控制、电子控制相结合，易于实现自动工作循环和自动过载保护。

（5）液压元件属机械工业基础件，标准化、系列化和通用化程度较高，有利于缩短机器的设计、制造周期和降低制造成本。

除此之外，液压传动突出的优点还有单位质量输出功率大。因为液压传动的动力元件可采用很高的压力（一般可达32MPa，个别场合更高），因此，在同等输出功率下具有体积小、质量小、运动惯性小、动态性能好的特点。

液压传动的缺点如下。

（1）在传动过程中，能量需经两次转换，传动效率偏低。

（2）由于传动介质的可压缩性和泄漏等因素的影响，不能严格保证定比传动。（3）液压传动性能对温度比较敏感，不能在高温下工作，采用石油基液压油作传动介质时还需注意防火问题。

（4）液压元件制造精度高，系统工作过程中发生故障不易诊断。

总的来说，液压传动的优点是主要的，其缺点将随着科学技术的发展会不断得到克服。例如，将液压传动与气压传动、电力传动、机械传动合理地联合使用，构成气液、电液（气）、机液（气）等联合传动，以进一步发挥各自的优点，相互补充，弥补某些不足之处。

气压传动与液压传动相比，气压传动有如下优点。

（1）空气作为工作介质，可从大气中直接汲取，用后直接排入大气，成本低，不污染环境。

（2）空气黏性小，在管道中流动时损失小，适用于远程传输和控制。

（3）工作压力低，气动元件对材质和精度的要求低，使用寿命长，成本低。（4）对工作环境的适应性好，特别是在易燃、易爆、高尘埃、强磁、辐射及振动等恶劣环境中使用时比液压传动要安全得多。

气压传动与液压传动相比，气压传动有如下缺点。

（1）空气具有压缩性，故其工作速度和工作平稳性方面不如液压传动。（2）工作压力低，系统输出力小，传动效率较低。（3）排气噪声大。

（4）气压传动的信号速度限制在声速（约340m/s）范围内，故其工作频率和响应速度不如电子装置，不宜用于信号传递速度要求较高的复杂线路中。1.6

液压与气动技术的应用和发展概况

– 4 –

第1章

概

论

液压与气压传动相对于机械传动来说是一门新兴技术。从1795年世界上第一台水压机诞生起，已有几百年的历史，但液压与气压传动在工业上被广泛采用和有较大幅度的发展是20世纪中期以后的事情。在工程机械、冶金、军工、农机、汽车、轻纺、船舶、石油、航空和机床行业中，液压技术得到了普遍的应用。随着原子能、空间技术、电子技术等方面的发展，液压技术向更广阔的领域渗透，发展成为包括传动、控制和检测在内的一门完整的自动化技术。现今，采用液压传动的程度已成为衡量一个国家工业水平的重要标志之一。如发达国家生产的95%的工程机械、90%的数控加工中心、95%以上的自动线都采用了液压传动。

随着液压机械自动化程度的不断提高，液压元件应用数量急剧增加，元件小型化、系统集成化是必然的发展趋势。特别是近十年来，液压技术与传感技术、微电子技术密切结合，出现了许多诸如电液比例控制阀、数字阀、电液伺服液压缸等机（液）电一体化元器件，使液压技术在高压、高速、大功率、节能高效、低噪声、使用寿命长、高度集成化等方面取得了重大进展。无疑，液压元件和液压系统的计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助试验（CAT）和计算机实时控制也是当前液压技术的发展方向。

人们很早就懂得用空气作为工作介质传递动力做功，如利用自然风力推动风车、带动水车提水灌田，近代用于汽车的自动开关门、火车的自动抱闸、采矿用风钻等。因为空气作为工作介质具有防火、防爆、防电磁干扰，抗振动、冲击、辐射等优点，近年来气动技术的应用领域已从汽车、采矿、钢铁、机械工业等重工业迅速扩展到化工、轻工、食品、军事工业等各行各业。和液压技术一样，当今气动技术亦发展成包含传动、控制与检测在内的自动化技术，作为柔性制造系统（FMS）在包装设备、自动生产线和机器人等方面成为不可缺少的重要手段。由于工业自动化以及FMS的发展，要求气动技术以提高系统可靠性、降低总成本与电子工业相适应为目标，进行系统控制技术和机电液气综合技术的研究和开发。显然，气动元件的微型化、节能化、无油化是当前的发展特点，与电子技术相结合产生的自适应元件，如各类比例阀和电气伺服阀，使气动系统从开关控制进入到反馈控制。计算机的广泛普及与应用为气动技术的发展提供了更加广阔的前景。

练习题（思考题）

1-1 哪些设备用了液压技术和气压技术？（实习厂或露天作业的设备）1-2 什么是液压传动？基本工作原理是什么？

1-3 液压传动系统有哪些部分组成？各部分的作用是什么？ 1-4 液压元件在系统图中是怎样表示的？

1-5 和其他传动方式相比较，液压传动和气压传动有哪些主要优点和缺点？ 1-6 写一份调查报告，谈谈对液压与气动技术应用的认识。

– 5 –

第二篇：液压与气压教学改革

《液压与气压传动》教学改革与创新

任秀

（武汉科技大学中南分校信息工程学院，湖北 武汉430223）

摘要: 文章针对液压与气压传动课程的特点，结合专科教学实际情况，为了培养出具备高技能的、适应社会发展需求的应用型人才，从教学内容组织、教学手段和教学方法等方面进行了探索，强调在教学中，应注重理论和实践相结合的教学方法。

关键词: 专科教学；教学内容；教学手段；教学方法；综合实验 中图分类号：TH 前言

《液压与气压传动》是我校机电一体化专业主要的专业基础课。通过本课程的学习，使学生掌握液压与气压传动的基础知识，掌握各种液压与气压元件的工作原理、特点与应用；熟悉各类液压与气动基本回路的功用、组成和应用场合；了解一些典型液压与气压传动系统在机械设备中的应用；初步具备在生产实际中运用液压与气压传动技术的能力。

目前，液压与气动技术广泛用于机械制造、冶金、造船、石油化工、建筑、汽车、工程机械、注塑、纺织、食品及其它部门。近年来，随着计算机技术在液压与气压传动中的广泛应用,液压与气压传动技术也得到了迅猛的发展,其应用的程度已经成为衡量一个国家工业水平的重要标志之一。因此液压与气压传动课程的教学就显得尤为重要。本文针对该课程的特点,结合我校的实际情况,从教学内容、教学手段、和教学方法等方面对该课程进行了探索。

1、根据学生实际，合理安排教学内容

我校机电一体化专业属于专科，专科与本科的培养目标不同，主要是为生产第一线培养应用型人才，这就要求毕业生具有较强的技术应用能力。而且成功素质教育是我校的核心办学教育理念与鲜明办学特色，成功素质教育的基本原则之一就是“学以致用”，即：“适用、够用、会用”。“适用”、“够用”就是教学内容要以“适用”“够用”为标准，“无用”的不教，“用不上”的不教。多了不行，少了也不行，确保教学内容与人才素质需求相符合。“会用”则要求教学内容一定要内化为学生的素质。

《液压与气压传动》是一门应用性很强的课程，所以应重点突出“应用”，元件的工作原理、参数含义与选择依据，基本回路的构成及工作原理，典型回路的工作原理、典型液压与气压传动系统在机械设备中的应用等是本门课程的重点。而繁琐的公式推导以及液压元件的详细结构与系统设计等均不是专科学习的重点。传统的《液压与气压传动》教材往往偏重于液压传动部分的知识内容，气压部分的知识内容仅占据很少一部分，而且实践知识讲解得较少。而今气压传动在各种自动化生产线上运用非常广泛，鉴于我们的学生大多数毕业后将进入一些公司的自动化生产线工作，因而加强气压传动部分的知识是十分必要的。另外液压与气压系统的安装、调试、使用、维护与故障处理等知识，都是在生产一线非常适用的。

针对以上情况，《液压与气压传动》课程应适当降低理论的难度和深度，对于教学内容中过繁过深的理论推导、分析和计算内容进行压缩，从应用的角度合理调整教学内容。所以我首先从教材的选用上入手，选择了针对性较强的适合高职高专类的相应教材，并结合实际情况合理安排了教学内容。将教学内容分为四个部分：一是液压、气压传动的基本原理和系统组成，其中有关流体动力学的公式计算均不讲；该部分重点让学生理解液压、气压传动的原理，掌握液压、气压传动的系统组成，以及各组成元件的图形符号。二是液压、气压系统组成元件的结构、分类、工作原理及性能，重点是元件的结构及工作原理；三是液压、气压系统基本回路的组成和工作原理；应在掌握液压、气压元件的工作原理和性能的基础上，分析回路工作过程和工作特点，重点掌握一些基本回路的分析方法。四是对一些典型的液压、气压传动系统进行分析，如机械手、动力滑台等；重点让学生掌握液压、气压系统的分析方法。五是对液压与气压系统的安装、调试、使用、维护与故障处理等知识作一般性介绍；在进行课程讲解时，不完全按教材的编排顺序进行。如在讲阀类元件时，可结合基本回路穿插进行。这样学生在学习单独元件工作原理的同时，可以结合其在回路中的作用，来加深对元件的认识。最后花较少的时间让学生了解本学科的技术前沿、发展动向和最新成果。

2、创新教学手段、改进教学方法、提高教学效果

在教学中注重多种教学方法相结合，给学生创造一个轻松的学习氛围，是学生学习好本课程的一个必要条件。

1）注重启发式教学，积极与学生沟通，充分调动学生的学习积极性

液压与气压传动课程理论性与实践性都较强，而我校机电一体化专业为独立院校专科，学生学习基础相对较差，这给教学工作带来了一定的难度。在教学过程中,一定要注意运用适当的教学方法，举一反三，以实际问题为引线，引导学生积极展开思维，使学生与教师思维同步运动，产生思维的共鸣，充分调动学生学习的积极性和主动性。例如，在讲授“压力取决于负载，速度取决于流量”这两个重要概念时，我们可以举出机床的工作台的移动，举重机、千斤顶举重物等大量的实例，帮助学生回顾液体静力学及其他的一些相关的基本知识，使前后所学知识融会贯通，加深对所学知识的理解，强化学习效果。同时开拓学生的视野，调动学生的学习积极性，提高教学效果。

在教学过程中,教师要采用多种方法及时与学生沟通，课堂上,注意与同学之间通过语言、动作、眼神来进行互动交流，这样既活跃了课堂气氛,又及时反馈了学生对该堂课程内容的掌握程度,对提高教学效果具有非常重要的作用。

液压与气压传动课程内容较多,有很多概念理解起来比较抽象，为此在教学过程中,要尽量多地采用对比式的教学方法。例如：液压油在管道中流动与电流在电路中的流动相似，液压回路中的压力和流量对应电路中的电压和电流，液压泵对应电源，液压马达对应电动机，液压回路中的液阻对应电路中的电阻等等。由于学生对电路较熟悉，经过对比后，学生对液压回路的认识就会豁然开朗。另外，对比式教学还可体现在本门课的其他内容中，比如泵和马达的结构有很多相似之处，有时甚至可以通用，我们重点讲解泵的结构和工作原理，然后比较泵和马达有哪些相同和不同点；对压力控制阀来说,都是用来控制回路中某点处的压力，其共同点都是利用弹簧力与控制油路液压力的平衡来工作的，由于其结构不同，控制油路的来源不同，导致不同的作用和用法。以溢流阀为例重点讲解其工作原理和结构，再用较短的时间对比讲解减压阀、顺序阀和压力继电器；再则，液压与气压传动其工作原理都是相通的，教学中注意引导学生做到举一反三，不但可节约大量的时间,也有利于学生的学习和理解。

2）采用多媒体技术辅助教学，提高教学效果

液压与气压传动课程所涉及的内容多,且在讲授元件的工作原理、基本回路及典型回路时图形多、相对复杂，以前利用粉笔、黑板加挂图这种传统的教学手段，很难让学生在较短的时间内掌握如此多的内容。多媒体技术辅助教学能使传统教学手段难以讲解清楚的内容变得直观形象，从而激发学生的学习兴趣。

比如液压油在管道和阀口处的流动,我们看不见也摸不着,学生不易想向和理解其流动特性和流动状态。而利用多媒体可以把液体在管道中和阀口处的流动状态及流动过程通过动画的形式形象地展现在学生面前，使学生一目了然，让学生能清楚地看到液压油在管道中流动状态的改变，看到阀芯的工作位置改变后液压油的流动状态和方向的改变，从而加深对回路和元件的认识，起到事半功倍的教学效果。

本课程的重点和难点之一是液压元件结构组成及工作原理，但是由于学生缺乏实践经验，对复杂元件的结构很难弄懂，其工作原理也不容易理解。这也是教学中的难点之一。针对这种情况，一方面在“CAI”课件中增加了一些“液压元件结构与组成”实物录像，将典型的液压元件逐一解剖分析，真实、直观地展示了液压元件的结构组成，学生观看后，很容易就掌握了液压元件的结构组成；另一方面，利用三维动画技术对各种液压元件的结构形状、元件组装和工作原理进行三维动画仿真演示，增加了立体感和真实感，从而使学生对液压元件工作原理的理解也变得深刻而透彻了。

《液压与气压传动》课的另一个特点是液、气压基本回路图和系统图较多，为了调动学生学习的积极性和主动性，让学生更好地理解和掌握基本回路和典型系统，通过二维动画仿真技术，用丰富的色彩、形象的图像和运动的画面，将液压回路及液压传动系统的工作过程逼真地演示出来，枯燥的黑白图片被赋予活力，极大地调动了学生的学习兴趣，有效地改善了课堂教学效果。加强实验教学，提高学生的动手能力

随着我国国民经济的高速发展，经济结构、产业结构的调整，对人才的结构和层次需求在不断地提高，高职高专的毕业生不但具备一定的理论知识，还要具有较强的动手能力。《液压与气压传动》本身应用性很强，因此实践环节显得尤其重要。

今年，我校液压与气压传动课程已建立了相应的实验室，购进了QCS-B双面气压传动综合实验台与部分液压元件，极大的提高了实践环节的教学条件。

QCS-B双面气压传动综合实验台集可编程控制和各种真实的气动元件、各执行模块为一体，除可进行常规的气动基本控制回路实验外，还可以进行模拟气动控制技术应用实验、气动技术课程设计；采用PLC控制方式，可从学习简单的PLC指导编程、梯形图编程，深入到PLC控制的应用；能完美结合气动技术和电气PLC控制技术，特别适用机电一体化等专业实训考核。

该实验台是配备了多种气动元件,灵活的快换接头和软管,各元件的安装和固定都非常容易,各种元件可以根据需要任意组合,搭成所需的实验回路,另外实验台配备的气动仿真软件，可以方便的绘制出符合工业标准的气动和液压回路图,制图的同时,还可以检查回路图的正确性。由于该软件中的元件参数的调节范围与实际设备完全一致,所以可对设计的回路进行准确的系统模拟。学生可以充分发挥自己的想象力,利用该软件设计所需的气动回路,然后通过实验台,现场安装、调试、检测所设计的回路,验证回路的正确性。

在过去的实验教学中,学生只是被动的根据实验指导书的内容,进行常规的验证性实验。而现在学生利用QCS-B实验台,可以自主地完成从设计、绘图、选件、组装、调试的全部过程,大大提高了学生的主观能动性。目前我们根据实验大纲的要求,设计了典型实验和综合型实验，综合实验属于开放型实验，实验仅给出实验要求，让学生自己根据所给出的实验要求设计一个回路，并要求这些回路可以完成给定的功能。

例如，我们让学生设计一个双缸顺序动作回路，要求学生理解气动系统中顺序动作回路的实现方法,通过选用恰当的气动元件（气缸、控制阀等），构成顺序动作程序控制回路搭建，实现多执行元件的单、多往复顺序动作，组成控制信号自动换切。还要求学生针对实验过程，在实验报告中阐述自己的设计思想、回路组成、搭建及调试步骤和过程，写出实验收获、心得和体会。

通过气动元件的选择与复杂的连线，学生对各种元器件有了深刻的认识，提高了动手能力，培养了学生的独立思考能力，使学生感受到原本枯燥的气压工作原理图变成了生动的实物，原本复杂的零件结构图变成简单易懂的元件。学生对气压传动有了实质的了解，对传动元件及各个部位的运动和功能有了感性认识。

学生独立完成实验的过程中,他们能够提出自己的设计方案,并且马上就可以利用实验台或仿真软件,检验其设计的合理性。在安装回路过程中，有些学生由于一时疏忽接错了管路，在同学的帮助下，对所接回路进行仔细的检查后发现了问题所在，让学生感受到了集体力量的强大，为今后更好地适应工作岗位奠定了良好的基础。另外,在几个同学的不同设计方案中,经过研究,他们可以从中选取最优方案,从而培养了他们的创造性和互相协作的团队精神。QCS-B气动综合实验台引进了先进的设计理念,拓宽了学生的知识面,收到了良好的教学效果。利用现代化的实验设备,学生真正实现了从要我做实验到我要做实验的转变。

结束语

我校机电一体化专科的培养目标是培养应用型人才，液压与气压传动是一门涉及较广的应用学科,随着科技的发展，新型元件与新的控制手段不断出现，要求我们不断更新教学内容和方法，努力提高教学效果,不断提高本课程专科教育的育人质量和水平,以满足社会发展对应用型人才的需求。

参考文献: [1]赵芳，郭新荣.浅谈液压传动技术教学改革[J].高校实验室工作研究，2006，（3）.[2]苏素芹，谈谈《液压气动》课的教学体会[J].常州轻工职业技术学院学报，2006，（6）.[3]蒋鸣雷，高职《液压与气压传动》课程教学改革探索[J].职业教育研究，2008，（7）

作者简介：任秀（1951-），女，大学，高级工程师，研究方向：机械设计制造 单位：武汉科技大学中南分校信息工程学院 地址：武汉市江夏大道18号

电话： 027 86865050(宅)，***（手机）电子邮箱：rxnyz@163.com 邮政编码：430223

第三篇：液压与气压传动教案01

关于《液压与气压传动》 课程性质: 专业基础课

 课程特点: 理论与实践并重 

第一章 液压与气压传动概述

◇液压与气压传动的工作原理

◇液压与气压传动系统的组成与实例

◇液压与气压传动的比较

◇流体传动介质的特性

知识点：基本原理、介质性能

液压与气压传动都是借助于密封容积的变化，利用流体的压力能与机械能之间的转换来传递能量的

 压力和流量是液压与气压传动中两个最重要的参数。压力取决于负载；流量决定执行元件的运动速度  液压与气压传动系统的基本组成

 传动介质的主要性能、参数的物理意义、度量单位以及主要的影响因素 

研究对象

◇研究以有压流体（压力油和压缩空气）为传动介质来实现各种机械传动和自动控制的学科。

◇元件→回路→系统→介质

1.1 液压与气压传动的工作原理

（图1-1）

（观看动画演示）

1.1.1 力比关系

帕斯卡原理：“在密闭容器内，施加于静止液体上的压力将以等值同时传到液体各点”

如图1－1 b)所示。

（1.1）

重要基本概念一：“工作压力取决于负载”，而与流入的液体多少无关.思考：1.若空载，即W=0，则p=？

2.千斤顶的工作原理，液压传动和其它传动方式的比较?

1.1.2 运动关系

活塞的运动速度和活塞的作用面积成反比.流量q(Ah/t):单位时间内流过某一截面积为A的流体体积q=Av

q=A1v1=A2v

2（1.4）(连续性方程)

若已知进入缸体的流量q，则活塞运动速度为：

重要基本概念二：

“活塞的运动速度v取决于进入液压（气压）缸（马达）的流量q，而与液体压力p大小无关”.1.1.3 功率关系

(1.5)



压力p和流量q是流体传动中最基本、最重要的两个参数，它们相当于机械传动中的力和速度，它们的乘积即为功率。 液压与气压传动是以流体的压力能来传递动力的.1.2 液压与气压传动系统组成与实例

液压传动的特点：

先通过动力元件（液压泵）将原动机（如电动机）输入的机械能转换为液体压力能，再经密封管道和控制元件等输送至执行元件（如液压缸），将液体压力能又转换为机械能以驱动工作部件。

液压与气压传动系统组成

动力元件：液压泵或气源装置，其功能是将原动机输入的机械能转换成流体的压力能，为系统提供动力

 执行元件：液压缸或气缸、液压马达或气马达，功能是将流体的压力能转换成机械能，输出力和速度或转矩和转速），以带动负载进行直线运动或旋转运动

 控制元件：压力、流量和方向控制阀，作用是控制和调节系统中流体的压力、流量和流动方向，以保证执行元件达到所要求的输出力（或力矩）、运动速度和运动方向  辅助元件：保证系统正常工作所需要的辅助装置，包括管道、管接头、油箱或储气罐、过滤器和压力计  传动介质.

1.3 液压与气压传动的发展方向

◇液压技术正向高压、高速、大功率、高效率、低噪声和高度集成化、数字化等方向发展。

◇气动技术正向节能化、小型化、轻量化、位置控制的高精度化，以及与机、电、液、气相结合的综合控制技术方向发展。

1.4 流体传动介质的特性

◇液压油的主要物理性质

◇液压油的选择

◇空气的主要物理性质

◇气体状态方程

◇气压传动系统对空气的要求

1.4.1 液压油的主要物理性质

密度ρ：单位体积液体的质量

式中,m：液体的质量(kg)；V：液体的体积（m3）；

ρ=900 kg/ m3

可压缩性：液体受压力作用而发生体积变化的性质。可用体积压缩系数κ或体积弹性模量K表示

 体积压缩系数κ：单位压力变化所引起的体积相对变化量，

（m2/N）

式中V：液体加压前的体积（m3）； △V：加压后液体体积变化量（m3）；

△p：液体压力变化量（N/ m2）；

 体积弹性模量K（N/ m2）：液体体积压缩系数κ的倒数

计算时常取K=7×100,000,000N/ m粘度

 液体的粘性：

液体在流动时产生内摩擦力的特性，静止液体则不显示粘性.◇液体的粘度：

液体粘性的大小可用粘度来衡量。粘度是液体的根本特性，也是选择液压油的最重要指标常用的粘度有三种不同单位：即,动力粘度、运动粘度和相对粘度.动力粘度（绝对粘度）μ

 牛顿内摩擦定律

式中μ:称为动力粘度系数（Pa·s）τ:单位面积上的摩擦力（即剪切应力）

 ,速度梯度，即液层间速度对液层距离的变化率.物理意义：当速度梯度为1时接触液层间单位面积上的内摩擦力

 法定计量单位：帕·秒（Pa·s）

运动粘度ν

定义：动力粘度μ与密度ρ之比， 法定计量单位：m2/s 

由于ν的单位中只有运动学要素，故称为运动粘度。液压油的粘度等级就是以其40oC时运动粘度的某一平均值来表示，如L-HM32液压油的粘度等级为32，则40oC时其运动粘度的平均值为32mm2/s

相对粘度（恩式粘度oΕ）

 恩氏粘度：它表示200mL被测液体在toC时，通过恩氏粘度计小孔（ф=2.8mm）流出所需的时间t1，与同体积20oC的蒸馏水通过同样小孔流出所需时间t2之比值.

工业上常用20oC、50oC和100oC作为测定恩式粘度的标准温度，分别以oΕ20、oΕ50、oΕ100表示  恩式粘度与运动粘度（mm2/s）的换算关系：

当1.3≤oΕ≤3.2时，当oΕ＞3.2时，粘温特性

◇定义：粘度随温度变化的特性

1.4.2 液压油的选择

◇液压油的要求

◇液压油的选择：工作压力的高低；环境温度；工作部件运动速度的高低。

第四篇：液压与气压传动学习心得

液压与气压传动学习心得

在学完本课程后，我能够正确选择和使用液压气动元件。掌握液压系统、气动系统的设计方法。能够分析和评价现有液压、气动系统。能够正确设计液压系统，选择液压元件。

回想每一阶段的学习总有不同的收获与体会。在学习绪论的时候吴乃领老师从机器的组成为起点，介绍机械传动、电传动、流体传动、控制的原理与特点，通过比较介绍流体传动与控制的优缺点，系统组成流体传动与控制技术的发展历史，目前的运用状况以及传动技术的最新发展，使我们了解流体传动与控制的地位、原理、结构以及特点，以及流体传动运用与发展历史，并介绍本课程的学习方法，是我们大家对本课程的学习产生了浓厚的兴趣。在第二章流体力学基础的学习中，老师介绍了流体的特性，流体静力学、流体动力学伯努利方程等专业知识，帮助我们掌握学习流体传动与控制技术所需的流体力学基础。第三章我们主要学习了液压传动系统中的动力元件，第四章则是介绍液压系统的执行元件各种缸的结构、特点与使用方法，缸的推力、速度的计算；缸的各部分结构设计要点，各种缸的最新发展方向。让我掌握了各种形式的液压缸的设计计算方法，各种缸的典型结构与应用。随后的第五章老师则介绍了压力控制阀、流量控制阀、方向控制阀的原理、结构与使用方法，在此基础上，介绍电液比例阀、伺服阀以及电液伺服阀的原理、特点、结构以及特性。介绍液压控制阀技术的最新发展。而后的学习更是给我们的认识打开了另一扇门。

液压就是通过液压油来传递压力的装置。一个完整的液压系统由五个部分组成，即动力元件、执行元件、控制元件、辅助元件和液压油。液压由于其传动力最大，易于传递及配置，在工业、民用行业应用广泛。液压系统的执行元件液压缸和液压马达的作用是将液体的压力能转换为机械能，而获得需要的直线往复运动或回转运动。

液压系统中油液的可压缩性很小，在一般的情况下它的影响可以忽略不计，但低压空气的可压缩性很大，大约为油液的10000倍，所以即使系统中含有少量的空气，它的影响也是很大的。溶解在油液中的空气，在压力低时就会从油中逸出，产生气泡，形成空穴现象，到了高压区在压力油的作用下这些气泡急剧受到压缩，很快被击碎，形成气蚀现象。气蚀现象可引起固体壁面的剥蚀，对液压管路损害是很严重的。同时当气体突然受到压缩时会放出大量热量，引起局部过热，使液压元件和液压油受到损坏。空气的可压缩性大，还会使执行元件产生爬行现象，破坏工作平稳性，有时甚至引起振动。这些都影响到系统的正常工作。油液中混人大量气泡还容易使油液变质。降低油液的使用寿命，因此必须防止空气进入液压系统。

本课程是一门实践性很强的应用技术课程，内容涵盖了液压传动、气压传动、液压控制系统等内容。要在较短的学习时间内完成学习，这要求我们在有限的学时内，全面地、高质量地完成课程的学习任务。此课程的理论减少，应用例很多，在老师结合工程应用实例讲解中，我们的得到了更加深刻的学习。对于新技术也了解了原技术的存在问题，并提出解决的方案，激发了我们分析问题、解决问题的兴趣，发展了我们创新思维。

第五篇：《液压与气压传动》说课稿

“液压与气压传动的组成及应用”说课稿

各位领导、老师：

大家好！

今天我要讲的课题是“液压与气压传动的组成及应用”，这是高教版《液压与气动》第一章概论第二节和第三节的内容。

一、课程简析：

《液压与气压传动》课程是机械设计制造及其自动化专业的专业基础课，它系统介绍液压与气压传动技术，是目前机电专业学生的一门必修课，液压与气动构成的流体传动与传统的机械传动、电气传动并称为机械工程的三大传动方式，是机械工程类学生必备的专业知识。

二、教学目标：

对于普通职校生，大多数学生的理论基础稍微薄弱一些。结合学生实际情况，课程教学所要达到的目标是：（1）能掌握液压与气压传动的组成。

（2）联系实际情况，能熟练举出生活中有关的液压设备。

三、课程教学内容

本节课要将的内容是绪论部分第二节和第三节，主要介绍液压与气动的组成及其应用。

组成部分分五部分：动力元件，工作介质，执行元件，控制调节元件和辅助元件等。

1、动力元件是将机械能转换为液压能的装置，主要有液压泵

2、工作介质主要有液压油和空气。

3、执行元件是将液压能装换为机械能的装置，主要有液压缸和液压马达。

4、控制调节元件主要有各种液压阀。

5、辅助元件。

生活中常见的应用有挖掘机的挖掘臂、组合机床支撑架、吊车（提升机）伸缩杆，推土机的内部结构，装载机的支撑杆等等。

除此还广泛应用在工程机械、矿山机械、建筑机械、冶金机械、锻压机械、机械制造、轻工机械、灌装机械、汽车工业、铸造机械、纺织机械等方面。

四、教学方法与手段

1、教学设计

为了提高学生积极性，采用理论与实际相结合的讲课方法。在液压与气动组成方面，采用与机械传动对比的教学方式，方便学生联想记忆。

比如：动力元件，液压传动中主要是液压泵，它的作用其实和机械传动中的发动机是一样的，以日常生活中的打米机，灌装机等举例。

工作介质，液压传动中是液压油，作为能量传递介质，比如自行车的链条，打米机的皮带，都是传送能量的介质。

2、教学方法

1）注重上课的师生互动，采用讲与问相结合的教学方式，提高学生学习积极性。2）在教学中采用实践－理论－再实践的一体化教学模式，提高学生的学习效率。

3、教学手段

利用现代化多媒体教学手段，提高教学效率

说课人：刘朋