【正文】 銅川職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電系 教師第一次課時(shí)授課計(jì)劃（首頁(yè)）授課對(duì)象：機(jī)電系 11級(jí)機(jī)制 專業(yè) 綜合班 科目： 液壓與氣壓傳動(dòng)技術(shù)課 題 液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的工作原理與組成授課類型理論課 □ 實(shí)踐課 □ 討論課 □ 習(xí)題課 □ 其他 □授課學(xué)時(shí)2學(xué)時(shí)教學(xué)方法講授法 + 演示法+操作法教學(xué)準(zhǔn)備 教案、PPT作業(yè)布置教學(xué)目的與要求 掌握液壓傳動(dòng)的工作原理 掌握液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的組成教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)重點(diǎn)：掌握液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的組成教學(xué)過程一、液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的工作原理 液壓傳動(dòng)是以液體為工作介質(zhì)，并以壓力能進(jìn)行動(dòng)力（或能量）傳遞、轉(zhuǎn)換與控制的液體傳動(dòng)?，F(xiàn)以以圖1—1液壓千斤頂為例，說明液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的工作原理。 提起杠桿1，活塞3上升，小油缸2下腔的工作容積增大，形成局部真空，于是油箱8中的油液在大氣壓力的作用下，推開單向閥4進(jìn)入油缸2的下腔（此時(shí)單向閥7關(guān)閉）；當(dāng)壓下杠桿1時(shí)，活塞3下降，油缸2下腔的容積縮小，油液的壓力升高，打開單向閥7（此時(shí)單向閥4關(guān)閉），油缸2下腔的油液進(jìn)入工作缸12的下腔（此時(shí)截止閥9關(guān)閉），使活塞11向上運(yùn)動(dòng)，將重物頂起一段距離。如此反復(fù)提壓杠桿1，就可以使重物不斷上升，達(dá)到頂起重物的目的。工作完畢，打開截止閥9，使大油缸12下腔的油液通過管路直接流回油箱，活塞11在外力和自重的作用下實(shí)現(xiàn)回程。這就是液壓千斤頂?shù)墓ぷ髟?。參考資料《液壓與氣壓傳動(dòng)技術(shù)》 肖瓏 西安電子科技出版社出版社 .2008.《液壓與氣壓傳動(dòng)》（第2版） 萬會(huì)雄 .教學(xué)后記 圖11 液壓千斤頂工作原理圖液壓傳動(dòng)的基本工作原理如下：（1）液壓傳動(dòng)的液體為傳遞能量的工作介質(zhì)；（2）液壓傳動(dòng)必須在密閉的系統(tǒng)中進(jìn)行，且密封的容積必須發(fā)生變化；（3）液壓傳動(dòng)系統(tǒng)使一種能量轉(zhuǎn)換裝置，而且有兩次能量轉(zhuǎn)換過程；（4）工作液體只能承受壓力，不能承受其它應(yīng)力，所以這種傳動(dòng)是通過靜壓力進(jìn)行能量傳遞的。二、液壓傳動(dòng)裝置的組成1. 機(jī)床工作臺(tái)液壓系統(tǒng)的工作過程 圖1—2為機(jī)床工作臺(tái)液壓系統(tǒng)示意圖。當(dāng)液壓泵3由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)時(shí)，從油箱1經(jīng)過過濾器2吸油。經(jīng)換向閥7和管路11進(jìn)入液壓缸9的左腔，推動(dòng)活塞桿及工作臺(tái)10向右運(yùn)動(dòng)。液壓缸9右腔的油液經(jīng)管路閥7和管路4排回油箱，通過扳動(dòng)換向手柄切換閥7的閥芯，使之處于左端工作位置，則液壓缸活塞反向運(yùn)動(dòng)；切換閥7的閥芯工作位置，使其處于中間位置，則液壓缸9在任意位置停止運(yùn)動(dòng)。圖1—2機(jī)床工作臺(tái)液壓系統(tǒng)原理結(jié)構(gòu)示意圖2. 液壓傳動(dòng)裝置的組成 從機(jī)床工作臺(tái)液壓系統(tǒng)的工作過程可以看出，一個(gè)完整的、能夠正常工作的液壓系統(tǒng)，應(yīng)該由以下幾個(gè)主要部分組成：（1）動(dòng)力元件 供給液壓系統(tǒng)壓力油，把原動(dòng)機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)化成液壓能。常見的是液壓泵。（2）執(zhí)行元件 把液壓能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的裝置。其形式有做直線運(yùn)動(dòng)的液壓缸，有做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的液壓馬達(dá)。（3）控制調(diào)節(jié)元件 完成對(duì)液壓系統(tǒng)中工作液體的壓力、流量和流動(dòng)方向的控制和調(diào)節(jié)。這類元件主要包括各種液壓閥，如溢流閥、節(jié)流閥以及換向閥等。（4）輔助元件 輔助元件是指油箱、蓄能器、油管、管接頭、濾油器、壓力表以及流量計(jì)等。這些元件分別起散熱、儲(chǔ)油、蓄能、輸油、連接、過濾、測(cè)量壓力和測(cè)量流量等作用，以保證系統(tǒng)正常工作，是液壓傳動(dòng)系統(tǒng)不可缺少的組成部分。（5）工作介質(zhì) 它在液壓傳動(dòng)及控制中起傳遞運(yùn)動(dòng)、動(dòng)力及信號(hào)的作用，包括液壓油或其它合成液體，它直接影響液壓系統(tǒng)的工作性能。液壓系統(tǒng)中各元件之間的關(guān)系如圖13所示：圖13液壓系統(tǒng)元件圖三、液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的圖形符號(hào) 為了便于閱讀、分析、設(shè)計(jì)和繪制液壓系統(tǒng)，工程實(shí)際中，國(guó)內(nèi)外都采用液壓元件的圖形符號(hào)來表示。按照規(guī)定，這些圖形符號(hào)只表示元件的功能，不表示元件的結(jié)構(gòu)和參數(shù)，并以元件的靜止?fàn)顟B(tài)或零位狀態(tài)來表示。若液壓元件無法用圖形符號(hào)表述時(shí)，仍允許采用半結(jié)構(gòu)原理圖表示。我國(guó)制訂有液壓與氣動(dòng)元件圖形符號(hào)標(biāo)準(zhǔn)GB/—1993《液壓氣動(dòng)圖形符號(hào)》，在液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，要嚴(yán)格執(zhí)行這一標(biāo)準(zhǔn)。教師第二次課時(shí)授課計(jì)劃（首頁(yè)）授課對(duì)象：機(jī)電系 11級(jí)機(jī)制 專業(yè) 綜合班 科目： 液壓與氣壓傳動(dòng)技術(shù)課 題 液壓傳動(dòng)的特點(diǎn) 授課類型理論課 □ 實(shí)踐課 □ 討論課 □ 習(xí)題課 □ 其他 □授課學(xué)時(shí)1學(xué)時(shí)教學(xué)方法講授法 + 演示法+操作法教學(xué)準(zhǔn)備教案、PPT 作業(yè)布置教學(xué)目的與要求目的：了解液壓傳動(dòng)的特點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)重點(diǎn)： 液壓傳動(dòng)與機(jī)械傳動(dòng)、電氣傳動(dòng)相比較的特點(diǎn)教學(xué)過程一、液壓傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)1. 液壓傳動(dòng)的各種元件，可根據(jù)需要方便、靈活地布置；2. 單位功率的重量輕，體積小，傳動(dòng)慣性小，反應(yīng)速度快；3. 液壓傳動(dòng)裝置的控制調(diào)節(jié)比較簡(jiǎn)單，操縱方便、省力，可實(shí)現(xiàn)大范圍的無級(jí)調(diào)速（調(diào)速比可達(dá)2000），當(dāng)機(jī)、電、液配合使用時(shí)，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化工作循環(huán)；4. 能比較方便地實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的自動(dòng)過載保護(hù)；5. 一般采用礦物油為工作介質(zhì)，完成相對(duì)運(yùn)動(dòng)部件潤(rùn)滑，能延長(zhǎng)零部件使用壽命；參考資料《液壓與氣壓傳動(dòng)技術(shù)》 肖瓏 西安電子科技出版社出版社 .2008.《液壓與氣壓傳動(dòng)》（第2版） 萬會(huì)雄 .教學(xué)后記 二、液壓傳動(dòng)的主要缺點(diǎn)1. 由于液體流動(dòng)的阻力損失和泄漏較大，所以效率較低。如果處理不當(dāng)，泄漏不僅污染場(chǎng)地，而且還可能引起火災(zāi)和爆炸事故；2. 工作性能易受溫度變化的影響，因此不宜在很高的溫度或者很低的溫度條件下工作；3. 液壓元件的制造精度要求很高，因而價(jià)格較貴；4. 由于液體介質(zhì)的泄露及可壓縮性，不能得到嚴(yán)格的定比傳動(dòng)；液壓傳動(dòng)出故障時(shí)不易找出原因，要求具有較高的使用和維護(hù)技術(shù)水平。5. 在高壓、高速、大流量的環(huán)境下，液壓元件和液壓系統(tǒng)的噪音較大。教師第3次課時(shí)授課計(jì)劃（首頁(yè)）授課對(duì)象：機(jī)電系 11級(jí)機(jī)制 專業(yè) 綜合班 科目： 液壓與氣壓傳動(dòng)技術(shù)課 題 液壓系統(tǒng)的工作介質(zhì)授課類型理論課 □ 實(shí)踐課 □ 討論課 □ 習(xí)題課 □ 其他 □授課學(xué)時(shí)6學(xué)時(shí)教學(xué)方法講授法 + 演示法+操作法教學(xué)準(zhǔn)備 教案、PPT作業(yè)布置教學(xué)目的與要求 掌握液壓油的特性 掌握液壓油的類型、選擇和使用 了解液壓油的污染與防護(hù)教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)重點(diǎn)：掌握液壓油的類型、選擇和使用 教學(xué)過程一、液壓油的特性（一）液壓油液的物理特性 1．密度和重度 單位體積液體的質(zhì)量稱為密度，通常用符號(hào)“ρ”表示，即 ρ= m/V （21） 單位體積液體的重量稱為重度，通常用符號(hào)“γ”表示，即 γ= G/V （22）2．黏性和黏度（1）黏性 液體在外力作用下流動(dòng)時(shí)，液體分子間互相吸引的內(nèi)聚力阻礙其分子之間相對(duì)運(yùn)動(dòng)，而在液體內(nèi)部產(chǎn)生一種內(nèi)摩擦力的現(xiàn)象，稱為液體的黏性。但是，靜止液體不呈現(xiàn)黏性。黏性是液體的重要物理性質(zhì)，也是選擇液壓油的主要依據(jù)之一。參考資料《液壓與氣壓傳動(dòng)技術(shù)》 肖瓏 西安電子科技出版社出版社 .2008.《液壓與氣壓傳動(dòng)》（第2版） 萬會(huì)雄 .教學(xué)后記 液體流動(dòng)時(shí)，由于液體的黏性以及液體和固體壁面間的附著力，會(huì)使液體內(nèi)部各液層間的流動(dòng)速度大小不同。如圖21所示，兩平行平板間充滿液體，下平板固定，上平板以速度u0向右平移。由于黏性和附著力的作用，緊貼上平板表面的這層流體將與上平板以相同的速度u0向右運(yùn)動(dòng)，緊貼下平板表面的這層流體則保持不動(dòng)，而中間各層流體的運(yùn)動(dòng)速度則根據(jù)它與下平板間的距離大小呈線性規(guī)律分布。這種流動(dòng)可以看成是許多無限薄的流體層在運(yùn)動(dòng)，當(dāng)運(yùn)動(dòng)較快的流體層在運(yùn)動(dòng)較慢的流體層上滑過時(shí)，兩流體層間由于黏性就產(chǎn)生內(nèi)摩擦力的作用。根據(jù)實(shí)際測(cè)定的數(shù)據(jù)所知，相鄰兩流體層間的內(nèi)摩擦力Ff與流體層的接觸面積A及流體層的相對(duì)流速du成正比，而與此二流體層間的距離dy成反比，即：（2）黏度 液體黏性的大小用黏度來衡量。工程中黏度的表示方法有以下幾種： ①.動(dòng)力黏度 液體的動(dòng)力黏度又稱絕對(duì)黏度，它直接表示流體的黏性即內(nèi)摩擦力的大小，用動(dòng)符號(hào)“μ”表示。 動(dòng)力黏度μ的物理意義上是：液體在單位速度梯度下流動(dòng)時(shí)，單位面積上產(chǎn)生的內(nèi)摩擦力。即：②.運(yùn)動(dòng)黏度 液體的運(yùn)動(dòng)黏度是其絕對(duì)黏度μ與密度ρ的比值，用符號(hào)“v”表示。即③.相對(duì)黏度 相對(duì)黏度又稱條件黏度。它是以相對(duì)于蒸餾水的黏性的大小來表示某種液體的黏度，并采用特定的黏度計(jì)在規(guī)定的條件下測(cè)得。由于測(cè)量條件不同，各國(guó)采用的相對(duì)黏度也有所不同。美國(guó)采用賽氏黏度，英國(guó)采用雷氏黏度，我國(guó)、德國(guó)和俄羅斯均采用恩氏黏度。恩氏黏度采用圖22所示的恩氏黏度計(jì)測(cè)定3．可壓縮性 液體因所受壓力增大而發(fā)生體積縮小的性質(zhì)稱為液體的可壓縮性，用體積壓縮系數(shù)k表示。其物理意義是單位壓力變化下的液體體積相對(duì)變化量， 液體體積壓縮系數(shù)k的倒數(shù)稱為體積彈性模量K，即（二）黏度與壓力的關(guān)系 液體所受的壓力增加時(shí)，其分子間的距離將減小，其內(nèi)聚力增加，黏度也隨之增大。液體的黏度與壓力的關(guān)系可表示為 由上式可知，對(duì)于液壓油，在中低壓液壓系統(tǒng)內(nèi)，壓力變化很小，因而對(duì)黏度影響較小，可以忽略不計(jì)；當(dāng)壓力較高（大于10MPa）或壓力變化較大時(shí)，則需要考慮壓力對(duì)黏度的影響。三）黏度與溫度的關(guān)系 黏度對(duì)溫度的變化是十分敏感的，當(dāng)溫度升高時(shí)，液體分子間的內(nèi)聚力減小，黏度就隨之降低，這一特性稱為黏溫特性。 不同種類的液壓油有不同的黏溫特性，圖23所示為幾種典型液壓油的黏溫特性曲線圖。 對(duì)于一般常用的液壓油，當(dāng)運(yùn)動(dòng)粘度不超過76mm2/s，溫度在30～150℃范圍內(nèi)時(shí)，可用下述近似公式計(jì)算其溫度為t℃的運(yùn)動(dòng)粘度，即二、液壓油的類型、選擇與使用1. 對(duì)液壓傳動(dòng)工作介質(zhì)的要求 在液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中，液壓油既是用來傳遞能量的工作介質(zhì)，還起著潤(rùn)滑運(yùn)動(dòng)部件和保護(hù)金屬不被銹蝕的作用，因此對(duì)其有較高的要求。具體要求大致可概括如下： （1）適宜的黏度和良好的黏溫性能 （2）良好的潤(rùn)滑性能。 （3）良好的化學(xué)穩(wěn)定性。 （4）質(zhì)地純凈、不含腐蝕性物質(zhì)等雜質(zhì)。（5）抗泡沫性和抗乳化性好，對(duì)金屬和密封件材料具有良好的相容性。（6）比熱容和熱傳導(dǎo)率大，熱膨脹系數(shù)小。（7）流動(dòng)點(diǎn)和凝固點(diǎn)低，閃點(diǎn)和燃點(diǎn)高。（8）對(duì)人畜無害，價(jià)格低廉。（9）可濾性好，即液壓油液中的顆粒污染物容易通過濾網(wǎng)過濾，以保證較高的清潔度。2. 液壓油的類型 液壓油的品種很多，主要可分為三大類：礦油型、合成型和乳化型液壓油。 礦油型液壓油是以機(jī)械油為原料，經(jīng)精煉后按需要加入適當(dāng)添加劑而成的液壓油。這類液壓油在液壓系統(tǒng)中最常用，各項(xiàng)性能都優(yōu)于其他品種，潤(rùn)滑性能好，但抗燃性較差。3．液壓油的選擇和使用面進(jìn)行選用液壓油品種和黏度。（1）根據(jù)工作機(jī)械的不同要求選用 精密機(jī)械與一般機(jī)械對(duì)黏度要求不同。為了避免溫度升高而引起機(jī)件變形，影響工作精度，精密機(jī)械宜采用較低黏度的液壓油。例如機(jī)床的液壓伺服系統(tǒng)，為保證伺服機(jī)構(gòu)動(dòng)作靈敏性，宜采用黏度較低的液壓油。（2）根據(jù)液壓泵的類型選用 液壓泵的類型較多，如齒輪泵、葉片泵、柱塞泵等，它是液壓系統(tǒng)的重要元件，在系統(tǒng)中它的運(yùn)動(dòng)速度、壓力和溫度都較高，工作時(shí)間又長(zhǎng)，因而對(duì)黏度要求較嚴(yán)格，所以選擇黏度時(shí)應(yīng)先考慮到液壓泵的類型。在一般情況下，可將液壓泵要求液壓油的黏度作為選擇液壓油的基準(zhǔn)，如表23所示。表23 按液壓泵類型推薦選用的液壓油的黏度（3）根據(jù)液壓系統(tǒng)的工作壓力選用 通常，當(dāng)工作壓力較高時(shí)，宜采用黏度較高的液壓油，以免系統(tǒng)泄漏過多，效率過低；當(dāng)工作壓力較低時(shí)，宜采用黏度較低的液壓油，這樣可以減少壓力損失，如表24所示。（4）根據(jù)液壓系統(tǒng)的環(huán)境溫度選用 礦物油的黏度由于溫度的影響變化很大，為保證在工作溫度時(shí)有較適宜的黏度，還必須考慮周圍環(huán)境溫度的影響。當(dāng)周圍溫度高時(shí)，宜采用黏度較高的液壓油；當(dāng)周圍溫度低時(shí)，宜采用黏度較低的液壓油，如表24所示。表24 根據(jù)工作環(huán)境和使用工況選擇液壓油的品種（5）根據(jù)工作部件的運(yùn)動(dòng)速度選用 當(dāng)液壓系統(tǒng)中工作部件的運(yùn)動(dòng)速度很高時(shí)，液壓油液的流速也高，液壓損失隨著增大，而泄漏相對(duì)減少，因此宜用黏度較低的液壓油液；反之，當(dāng)液壓系統(tǒng)中工作部件的運(yùn)動(dòng)速度較低時(shí)，每分鐘所需的液壓油量很小，泄漏相對(duì)較大，對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)速度影響也較大，所以宜選用黏度較高的液壓油液。三、液壓油的污染與防護(hù) 液壓油是否清潔，不僅影響液壓系統(tǒng)的工作性能和液壓元件的使用壽命，而且直接關(guān)系到液壓系統(tǒng)是否能正常工作。液壓系統(tǒng)多數(shù)故障與液壓油受到污染有關(guān)，因此控制液壓油的污染是十分重要的。(1)液壓系統(tǒng)的管道及液壓元件內(nèi)的型砂、切屑、磨料、焊渣、銹片、灰塵等污垢在系統(tǒng)使用前、沖洗時(shí)未被洗干凈，在液壓系統(tǒng)工作時(shí)，這些污垢就進(jìn)入到液壓油里。(2)外界的灰塵、砂粒等，在液壓系統(tǒng)工作過程中