液压传动教案1

PAGEPAGE2河北软件职业技术学院教案2009至20010学年第_一_学系名称：智能工程系课程名称：液压传动教学时数：80学时授课班级：数控设备应用与维护08-1班主讲教师：焦新境

河北软件职业技术学院教案课程名称液压传动学时分配总计：80学时，其中授课：50学时，实训：30学时，上机：0学时课程教学目的与要求1．学会液压传动的基础知识，基本计算方法。2．知道常用液压泵、液压缸、气缸、及控制阀的工作原理、特点及应用。3．学习分析一般的液压系统回路的方法，培养设计简单的液压系统及的思路。4．通过实训使学生读懂液压控制回路图，并熟练选用元件。5．知道国内外先进液压技术成果在自动化设备中的应用。教学的重点与难点一、教学重点1、液压压力控制阀及其应用；2、液压系统中的速度控制回路；3、典型液压系统；二、教学难点：1、液压压力控制阀的应用；2、液压调速回路；教学的总体方法策略本课程是一门专业基础课程，其实践性较强。本着高职教育的特点和要求，理论教学以必须、够用为原则，注重应用和实践教学。在教学时应将理论教学与实践教学紧密结合起来。课堂教学中采用实例引导，要充分利用多媒体教学软件、图片、VCD、等进行直观教学，以便加深学生的记忆和理解。有些内容可以通过现场教学、习题或实验让学生学会。在理论与实际的结合中培养学生分析和解决实际问题的能力。教材和主要参考书目使用教材《液压传动》丁树模主编机械工业出版社参考教材《机床液压传动》俞启荣主编机械工业出版社《液压传动》薛祖德主编机械工业出版社说明：本页用于一门课程实施方案的整体设计

河北软件职业技术学院_液压传动__课程教案授课题目第一讲：§1概论教具准备多媒体课件授课日期第三周（前两周电工电子技术课程实训）课时安排2学时教学目的与要求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。教学重点难点液压传动的基本概念（难点）；液压传动的基本理论（重点）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=A2L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

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)”。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: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。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。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。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起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。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。板书和多媒体课件结合讲解，便于理解并深印象。通过对机床工作台液压传动系统的分析，先让学生自己总结液压传动系统的组成，最后总结出结论，便于记忆。作业与预习布置作业：调查报告请在下列的专题中选择一项，查阅相关资料并写出读书报告：1\液压或气动技术的发展趋势；2\液压或气动技术在工业中的应用；3\国内外最新液压或气动自动化设备。要求：至少阅读5篇99年以后的文献资料，并在上交时附上相应的参考文献或网址。阅读报告的字数不得少于2000汉字。课后小结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1.液压传动中的液体压力取决于负载2.流量决定速度

河北软件职业技术学院_液压传动__课程教案授课题目第二讲§2液压流体力学基础§2-1液压油、§2-2液体静力学教具准备多媒体课件授课日期第3周（2）课时安排2学时目的与要求1、压油的粘性概念、粘度表示方法；液压油的粘温关系2、液压油的选用原则。3、液压油的污染及控制4、液压油的种类。5、液体静力学公式。教学重点难点液压油的粘性概念、粘度表示方法。液压油的选用原则教学设计与时间安排方法及手段一、【复习提问】3分钟1、液压传动的两个重要概念1）液压传动中的液体压力取决于负载2）流量决定速度。2、液压系统的组成？二、【导入】4分钟总结学生回答的问题。引入：液压油是液压传动系统中的传动介质，而且还对液压装置的机构、零件起这润滑、冷却和防锈作用。那么液压油具有哪些性质呢？三、【新课内容及实践】135分钟液压介质的性能对液压系统的工作状态有很大影响，液压传动系统的压力、温度和流速在很大的范围内变化，因此液压油的质量优劣直接影响液压系统的工作性能。故此，合理的选用液压油也是很重要的。一、液压油的物理特性1、密度ρρ=m/V[kg/m3]一般矿物油的密度为850~950kg/m32、重度γγ=G/V[N/m3]一般矿物油的重度为8400~9500N/m3因G=mg所以γ=G/V=ρg3、液体的可压缩性当液体受压力作用二体积减小的特性称为液体的可压缩性。体积压缩系数β=-▽V/▽pV0体积弹性模量K=1/β4、流体的粘性液体在外力作用下流动时，由于液体分子间的内聚力而产生一种阻碍液体分子之间进行相对运动的内摩擦力，液体的这种产生内摩擦力的性质称为液体的粘性。粘性所起的作用为阻滞流体内部的相互滑动，在任何情况下它都只能延缓滑动的过程而不能消除这种滑动。粘性的大小可用粘度来衡量，粘度是选择液压用流体的主要指标，是影响流动流体的重要物理性质。图1-4液体的粘性示意图当液体流动时，由于液体与固体壁面的附着力及流体本身的粘性使流体内各处的速度大小不等，以流体沿如图1-4所示的平行平板间的流动情况为例，设上平板以速度u0向右运动，下平板固定不动。紧贴于上平板上的流体粘附于上平板上，其速度与上平板相同。紧贴于下平板上的流体粘附于下平板图1-4液体的粘性示意图上，其速度为零。中间流体的速度按线性分布。我们把这种流动看成是许多无限薄的流体层在运动，当运动较快的流体层在运动较慢的流体层上滑过时，两层间由于粘性就产生内摩擦力的作用。根据实际测定的数据所知，流体层间的内摩擦力F与流体层的接触面积A及流体层的相对流速du成正比，而与此二流体层间的距离dz成反比，即：F=μAdu/dz以τ=F/A表示切应力，则有：τ＝μdu/dz(1-1)式中：μ为衡量流体粘性的比例系数，称为绝对粘度或动力粘度；du/dz表示流体层间速度差异的程度，称为速度梯度。流体的粘度通常有三种不同的测试单位。(1)绝对粘度μ。绝对粘度又称动力粘度，它直接表示流体的粘性即内摩擦力的大小。动力粘度μ在物理意义上讲，是当速度梯度du/dz=1时，单位面积上的内摩擦力的大小，即：(1-2)动力粘度的国际单位为牛顿·秒/米2，符号为N·s/m2，或为帕·秒，符号为Pa·s。(2)运动粘度ν。运动粘度是绝对粘度μ与密度ρ的比值：ν=μ/ρ(1-3)式中：ν为液体的动力粘度，m2/s；ρ为液体的密度，kg/m3。运动粘度的SI单位为米2/秒，m2/s。还可用CGS制单位：斯(托克斯)，St斯的单位太大，应用不便，常用1%斯，即1厘斯来表示，符号为cSt，故：1cSt=10-2St=10-6m液体的运动粘度没有明确的物理意义，但它在工程实际中经常用到。因为它的单位只有长度和时间的量纲，类似于运动学的量，所以被称为运动粘度。它的国际计量单位为m2/s，1m2/s=104St=106cSt我国液压油的牌号就是用它在温度为40℃时的运动粘度（厘斯）平均值来表示的。例如32号液压油，就是指这种油在40℃时的运动粘度平均值为32mm2/s。(3)相对粘度。相对粘度是以相对于蒸馏水的粘性的大小来表示该液体的粘性的。(4)压力对粘度的影响。在一般情况下，压力对粘度的影响比较小，在工程中当压力低于5MPa时，粘度值的变化很小，可以不考虑。(5)温度对粘度的影响。液压油粘度对温度的变化是十分敏感的，当温度升高时，其分子之间的内聚力减小，粘度就随之降低。提问：我们知道了液压油的主要性质，那么液压系统对液压油有那些具体要求呢?二、液压系统对液压油的要求液压油是液压传动系统的重要组成部分，是用来传递能量的工作介质。除了传递能量外，它还起着润滑运动部件和保护金属不被锈蚀的作用。液压油的质量及其各种性能将直接影响液压系统的工作。从液压系统使用油液的要求来看，有下面几点：1.适宜的粘度和良好的粘温性能一般液压系统所用的液压油其粘度范围为：ν=11.5×10-6～35.3×10-6m2/s(2～5°E50)2.润滑性能好在液压传动机械设备中，除液压元件外，其他一些有相对滑动的零件也要用液压油来润滑，因此，液压油应具有良好的润滑性能。为了改善液压油的润滑性能，可加入添加剂以增加其润滑性能。3.良好的化学稳定性即对热、氧化、水解、相容都具有良好的稳定性。4.对液压装置及相对运动的元件具有良好的润滑性5.对金属材料具有防锈性和防腐性6.比热、热传导率大，热膨胀系数小7.抗泡沫性好，抗乳化性好8.油液纯净，含杂质量少9.流动点和凝固点低，闪点(明火能使油面上油蒸气内燃，但油本身不燃烧的温度)和燃点高此外，对油液的无毒性、价格便宜等，也应根据不同的情况有所要求。三、液压介质的种类(液压油的分类)普通液压油专用液压油1、石油基液压油抗磨液压油高粘度指数液压油合成液压油——磷酸酯液压油2、难燃液压油水——乙二醇液压油含水液压油油包税乳化液乳化液水包油乳化油1)石油基液压油——这种液压油是以石油的精炼物为基础，加入各种为改进性能的添加剂而成。添加剂有抗氧添加剂、油性添加剂、抗磨添加剂等。不同工作条件要求具有不同性能的液压油，不同品种的液压油是由于精制程度不同和加入不同的添加剂而成。2)合成液压油——磷酸脂液压油是难燃液压油之一。它的使用范围宽，可达-54~135℃。抗燃性好，氧化安定性和润滑性都很好。缺点是与多种密封材料的相容性很差，有一定的毒性。3)—乙二醇液压油这种液体由水、乙二醇和添加剂组成，而蒸馏水占35％~55％，因而抗燃性好。这种液体的凝固点低，达-50℃，粘度指数高（130~170），为牛顿流体。缺点是能使油漆涂料变软。但对一般密封材料无影响。4)乳化液乳化液属抗燃液压油，它由水、基础油和各种添加剂组成。分水包油乳化液和油包水乳化液，前者含水量达90％~95％，后者含水量大约40％。提问：我们知道了液压系统对液压油的要求，那么我们如何选用液压油呢？四、液压油的选用正确而合理地选用液压油，乃是保证液压设备高效率正常运转的前提。液压油有很多品种，可根据不同的使用场合选用合适的品种，在品种确定的情况下，最主要考虑的是油液的粘度，其选择考虑的因素如下。（1）液压系统的工作压力：工作压力较高的系统宜选用粘度较高的液压油，以减少泄露；反之便选用粘度较低的油。例如，当压力p=7.0～20.0Mpa时，宜选用N46～N100的液压油；当压力p＜7.0Mpa时宜选用N32～N68的液压油。（2）运动速度：执行机构运动速度较高时，为了减小液流的功率损失，宜选用粘度较低的液压油。（3）液压泵的类型：在液压系统中，对液压泵的润滑要求苛刻，不同类型的泵对油的粘度有不同的要求，具体可参见有关资料。（4）工作环境温度高时选用粘度较高的液压油，减少容积损失。总的来说，应尽量选用较好的液压油，虽然初始成本要高些，但由于优质油使用寿命长，对元件损害小，所以从整个使用周期看，其经济性要比选用劣质油好些。-提问：我们学习了选用液压油，那么如何正确使用液压油以延长其使用寿命，提高经济效益呢？五、液压油的污染与保养液压油是否清洁，不仅影响液压系统的工作性能和液压元件的使用寿命，而且直接关系到液压系统是否能正常工作。液压系统多数故障与液压油受到污染有关，因此控制液压油的污染是十分重要的。1、液压油的污染液压油使用一段时间后会受到污染，常使阀内的阀芯卡死，并使油封加速磨耗及液压缸内壁磨损。造成液压油污染的原因有三方面：1）污染：（1）外部侵入的污物；（2）外部生成的不纯物2）恶化：液压油的恶化速度与含水量、气泡、压力、油温、金属粉末等有关，其中以温度影响最大，故液压设备运转时，须特别注意油温之变化。3）泄漏：液压设备因配管不良，油封破损是造成泄漏的原因，泄漏发生时空气、水、尘埃便可轻易的侵入油中，故当泄漏发生时，必须立即加以排除。2、液压油的保养液压油经长期使用，油质必会恶化，一般皆用目视法判定油质是否恶化，当油颜色混蚀并有异味时，须立即更换；保养方法有二种：一为定期更换（约为5000-20000小时），其次是使用过滤器定期过滤。也可采用在线监控液压油是否达到规定值，定期抽查液压油。液压油的粘度、酸值、水分及杂质是确定液压油是否更换的重要指标。提问：我们学习液压油的性质，那么液压油在静止或运动时具有哪些力学规律呢？我们首先研究液体在静止状态下的力学规律。第二节液体静力学一、液体静压力：静止液体在单位面积上所受的法向力称为静压力。静压力在液压传动中简称压力,在物理学中则称为压强。如何定义液体中某点的压力？2.液体静压力有两个重要特性:（1）液体静压力垂直于承压面,其方向和该面的内法线方向一致。这是由于液体质点间的内聚力很小,不能受拉只能受压之故。为什么？（2）静止液体内任一点所受到的压力在各个方向上都相等。为什么？如果某点受到的压力在某个方向上不相等,那么液体就会流动,这就违背了液体静止的条件。二、液体静力学方程pdA=p0dA+γhdA故p=p0+γh(1)静止液体中任一点的压力均由两部分组成，即液面上的表面压力p0和液体自重而引起的对该点的压力γh。(2)静止液体内的压力随液体距液面的深度变化呈线性规律分布，且在同一深度上各点的压力相等，压力相等的所有点组成的面为等压面，很显然，在重力作用下静止液体的等压面为一个平面。(3)可通过下述三种方式使液面产生压力p0：三、压力的表示方法及单位(1)绝对压力＝大气压力+表压力(2)表压力＝绝对压力-大气压力(3)真空度＝大气压力-绝对压力压力单位为帕斯卡，简称帕，符号为Pa，1Pa＝1N/m2。由于此单位很小，工程上使用不便，因此常采用它的倍单位兆帕，符号MPa。1Mpa=105Pa四、帕斯卡原理：在密封容器内施加于静止液体任一点的压力将以等值传到液体各点。这就是帕斯卡原理或静压传递原理。图中是运用帕斯卡原理寻找推力和负载间关系的实例。图中垂直、水平液压缸截面积为A1、A2；活塞上负载为F1、F2。两缸互相连通，构成一个密闭容器，则按帕斯卡原理，缸内压力到处相等，p1=p2，于是F2＝F1.A2/A1，如果垂直液缸活塞上没负载，则在略去活塞重量及其它阻力时，不论怎样推动水平液压缸活塞，不能在液体中形成压力。F1=F2A1/A五、液压静压力对固体壁面的作用力结论：作用在曲面上的液压力在某一方向上的分力等于静压力与曲面在该方向投影面积的乘积四、【课内小结】总结本次课的主要内容。1）学会液压油的粘性概念、粘度表示方法。2）学会液压油的选用原则。3）学会液压油的污染及控制4）知道液压油的种类。5）学会液体静力学公式。6）压力的表示方法使学生积极回忆：液压传动的两个重要概念，液压传动的两个重要概念的建立和理解对整个课程的学习至关重要。提示：液压系统由五部分组成。强调：粘性所起的作用为阻滞流体内部的相互滑动，在任何情况下它都只能延缓滑动的过程而不能消除这种滑动。公式讲解一带而过，不必细究，知道公式的出处即可。强调：重点学会液压油的粘度，特别是运动粘度的概念。注意板书和多媒体课件相结合，提高教学效果。强调：学会液压油牌号的定义，会解释某种液压油的牌号的含义。强调：普通液压油属于石油基液压油，是以石油地精炼物未基础，加入抗氧化或抗磨剂等混合而成的液压油，不同性能、不同品种、不同精度则加入不同的添加剂。强调：学会液压油选用最主要考虑的是油液的粘度。提示：关于液压油的选用建议学生做笔记。作业与预习布置p322-112-132-15课后小结根据高职高专教育的特点：“理论以必须、够用”为度。本次课程理论推导简化、省略。注重应用。河北软件职业技术学院_液压传动__课程教案授课题目第三讲§2-2液体动力学教具准备多媒体授课日期第三周（3）课时安排2教学目的与要求1、学会基本概念（重点：流动状态、雷诺数）2、学会连续性方程3、学会伯努利方程及其物理意义教学重点难点1、流动状态的判别、雷诺数2、伯努利方程及其物理意义教学设计与时间安排方法及手段一、【复习提问】1、粘度有几种表示法?2、液压油的牌号如何定义？3、液体静力学方程公式和意义？二、【导入】1、更正、总结学生回答的问题。总结作业中的问题。导入：上节课我们学习了液压油的性质、液压油的选用、液压油的种类、液压油的污染与保养及静力学方程。那么液体在流动状态下具有那些力学规律？三、【新课内容及实践】§2-2液体动力学在液压传动系统中，液压油总是在不断的流动中，因此要研究液体在外力作用下的运动规律及作用在流体上的力及这些力和流体运动特性之间的关系。本节主要讨论三个基本方程式，即液流的连续性方程、柏努力方程和动量方程。它们是刚体力学中的质量守恒、质量守恒及动量守恒原理在流体力学中的具体应用。前两个方程描述了压力、流速与流量之间的关系，以及液体能量相互间的变换关系，后者描述了流动液体与固体壁面之间作用里的情况。液体是有粘性的，并在流动中表现出来，因此，在研究液体运动规律时，不但要考虑质量力和压力，还要考虑粘性摩擦力的影响。一、基本概念1)理想液体与定常流动理想液体就是指没有粘性、不可压缩的假想液体。液体在流动时，其p、v及不随时间t变化，称为定常流动或恒定流动。(a)恒定出流(b)非恒定出流2)迹线、流线、流束和通流截面3)流量和平均流速①流量：单位时间内通过通流截面的液体的体积称为流量，用q表示，流量的常用单位为升/分，L/min。②平均流速：在实际液体流动中，由于粘性摩擦力的作用，通流截面上流速u的分布规律难以确定，因此引入平均流速的概念，则平均流速为：v=q/A4）流动状态、雷诺数实际液体具有粘性，是产生流动阻力的根本原因。然而流动状态不同，则阻力大小也是不同的。所以先研究两种不同的流动状态。流动状态——层流和紊流层流：在液体运动时，如果质点没有横向脉动，不引起液体质点混杂，而是层次分明，能够维持安定的流束状态，这种流动称为层流紊流：如果液体流动时质点具有脉动速度，引起流层间质点相互错杂交换，这种流动称为紊流或湍流。雷诺数：Re=vd/表2-1常见液流管道的临界雷诺数管道的材料与形状Recr管道的材料与形状Recr光滑的金属圆管2000-2320带槽装的同心环状缝隙700橡胶软管1600-2000带槽装的偏心环状缝隙400光滑的同心环状缝隙1100圆柱形滑阀阀口260光滑的偏心环状缝隙1000锥状阀口20-100对于非阀截面的管道来说，Re可用下式计算：式中：Re为流截面的水力半径，它等于也流的有效截面积A和它的湿周（有效截面的周界长度）x之比，即:由此得知：水力半径大，表明流体与管壁的接触少，同流能力强；水力半径小，表明流体与管壁的接触多，同流能力差，容易堵塞。二、连续性方程当液体在管道内作稳定流动时，根据质量守恒定律，管内液体的质量不会增多也不会减少，所以在单位时间内流过每一截面的液体质量必然相等。如图所示，管道的两个通流面积分别为A1、A2，液体流速分别为v1、v2，液体的密度为ρ，则ρv1A1=ρv2A2=常量即:v1A1=v2A2=Q＝常量或v1/v2=A2/A它说明在同一管路中无论通流面积怎么变化，只要没有泄漏，液体通过任意截面的流量是相等的；同时还说明了在同一管路中通流面积大的地方液体流速小。通流面积小的地方则液体流速大；此外，当通流面积一定时，通过的液体流量越大，其流速也越大。三、伯努利方程能量守恒是自然界的客观规律，流动液体也遵守能量守恒定律，这个规律是用伯努利方程的数学形式来表达的。伯努利方程是一个能量方程，掌握这一方程的物理意义是十分重要的。1、理想液体的伯努利方程为研究的方便，一般将液体作为没有粘性摩擦力的理想液体来处理。P1+ρgZ1+ρu12/2=P2+ρgZ2+ρu22/2伯努利方程的物理意义为：在密封管道内作定常流动的理想液体在任意一个通流断面上具有三种形成的能量，即压力能、势能和动能。三种能量的总合是一个恒定的常量，而且三种能量之间是可以相互转换的，即在不同的通流断面上，同一种能量的值会是不同的，但各断面上的总能量值都是相同的。2、实际液体的伯努利方程由于液体存在着粘性，其粘性力在起作用，并表示为对液体流动的阻力，实际液体的流动要克服这些阻力，表示为机械能的消耗和损失，因此，当液体流动时，液流的总能量或总比能在不断地减少。所以，实际液体的伯努力方程为四、【课内小结】本次课程主要介绍压力的表示方法，液体动力学的基本概念及连续性原理。要求

1、学会压力的表示方法：绝对压力、相对压力和真空度之间的关系、2、帕斯卡原理3、流动状态、雷诺数4、连续性方程5、伯努利方程作业与预习布置预习下次课内容：伯努利方程应用P332-16课后小结根据高职高专教育的特点：“理论以必须、够用”为度。本次课程理论推导简化、省略。注重应用。河北软件职业技术学院_液压传动__课程教案授课题目第四讲§2-2液体动力学教具准备多媒体授课日期第四周（1）课时安排2教学目的与要求1、学会伯努利方程的应用。2、理解动量方程的含义。记住动量方程应例题的结论。教学重点难点1、学会伯努利方程的应用教学设计与时间安排方法及手段一、【复习提问】1、压力的表示方法2、连续性方程3、伯努利方程及其物理意义二、【导入】总结学生回答的问题。上次课我们学习了理想液体和实际液体的伯努利方程，那么伯努利方程在实际工作和生活中有哪些具体应用呢？三、【新课内容及实践】3、伯努利方程应用举例例题1：油腔的真空度或泵允许的最大吸油高度如图所示，设泵的吸油口比油箱液高h，取油箱液面I－I和泵进口处截面II-II列伯努利方程，并取截面I－I为基准水平面。泵吸油口真空度为：P1/γ+v12/2g=P2/γ+h+v22/2g+hwP1为油箱液面压力，P2为泵吸油口的绝对压力一般油箱液面与大气相通，故p1为大气压力，即p1=pa；v2为泵吸油口的流速，一般可取吸油管流速；v1为油箱液面流速，由于v1<<v2，故v1可忽略不计；p2为泵吸油口的绝对压力，hw为能量损失。据此，上式可简化成Pa/γ=P2/γ+h+v22/2g+hw泵吸油口真空度为Pa-P2=γh+P2/2+γhw=γh+ρv2/2+ΔP由上式可知，在泵的进油口处有一定真空度，所谓吸油，实质上是在油箱液面的大气压力作用下把油压入泵内的过程。由上式还可看出，泵吸油口的真空度由三部分组成：（1）产生一定流速所需的压力；（2）把油液提升到高度h所需的压力；（3）吸油管内压力损失。泵吸油口的真空度不能太大，即泵吸油口处的绝对压力不能太低。当压力低于大气压一定数值时，溶解于油中的空气便分离出来形成气泡,这种现象称为气穴。这时的绝对压力称为空气分离压pa。气泡被带进泵内，在泵的压油区遇到负载压力，气泡便破裂，在其破裂处，压力和温度急剧升高，引起强烈的冲击和噪声。而且气泡破裂时所产生的高压高温还会腐蚀机件，缩短泵的寿命，这一现象称为气蚀。为避免产生气蚀，必须限制真空度，其方法除了加大油管直径等外，一般要限制泵的吸油高度h,允许的最大吸油高度计算式为:h£（Pa-Pg)/γ-v22/2g-Dp/γ例题2：计算泵的出口压力如图所示，泵驱动液压缸克服负载而运动。设液压缸中心距泵出口处的高度为h，则可根据伯努利方程来确定泵的出口压力。选取I-I，II-II截面列伯努利方程以截面I–I为基准面。则有P1/γ+v12/2g=P2/γ+v22/2g)+h+hw因此泵的出口压力为P1=PL+(ρv12/2-ρv22/2)+γh+ΔP在液压传动中，油管中油液的流速一般不超过6m/s，而液压缸中油液的流速更要低得多。因此计算出速度水头产生的压力和γh的值比缸的工作压力低得多，故在管道中，这两项可忽略不计。这时上式可简化为P1=PL+ΔP通过以上两例分析，可将应用伯努利方程解决实际问题的一般方法归纳如下：1.选取适当的基准水平面；2.选取两个计算截面；一个设在已知参数的断面上，另一个设在所求参数的断面上；3.按照液体流动方向列出伯努利方程；4.若未知数的数量多于方程数，则必须列出其他辅助方程，联立求解。4、动量方程在管流中，任意取出被通流截面1、2，截面上的流速为v1、v2。该段液体在t时刻的动量为（mv)，于是有：SF＝D（mv)/t＝ρQ(v2－v1）上式即为液体稳定流动时的动量方程。等式左边为作用于控制体积上的全部外力之和，等式右边为液体的动量变化率。上式表明：作用在液体控制体积上的外力总和等于单位时间内流出与流入控制表面的液体动量之差例题：求液流作用在滑阀阀芯上的稳态液动力两图中分别为液流流经滑阀阀腔的两种流动情况结论：液流通过阀口作用于滑阀的稳态液动力，在方向上总是力图使阀口关闭，其大小为：F=ρQvcosq四、【课内小结】本次课程重点是伯努利方程的应用。1、学会用伯努利方程解决实际问题的一般方法。2、记住动量方程应例题的结论。作业与预习布置预习：压力损失的计算

P332-17课后小结通过两个例题讲解伯努利方程的应用，注意吃透伯努利方程的原理，并能灵活应用。河北软件职业技术学院_液压传动__课程教案授课题目第五讲§2—4液体流动时的压力损失§2—5小孔和缝隙的流量教具准备多媒体授课日期第四周（2）课时安排2教学目的与要求1、理解沿程压力损失的计算；学会局部压力损失的计算；学会系统内的总压力损失的计算。学会三种小孔的流量计算；理解环状缝隙的流量。教学重点难点1、学会系统内的总压力损失的计算。2、学会三种小孔的流量计算；教学设计与时间安排方法及手段一、【复习提问】1、伯努利方程解决实际问题的一般方法？2、动量方程应例题的结论是什么？二、【导入】总结学生回答的问题。实际液体在流动时会有能量损失，这个能量损失反应为压力损失，这就是实际液体伯努利方程中最后一项的意义。那么压力损失如何计算？三、【新课内容及实践】压力损失过大，将使功率消耗增加，油液发热，泄漏增加，效率降低，液压系统性能变坏。因此在液压技术中正确估算压力损失的大小，从而找到减少压力损失的途径。液压系统中的压力损失分为两类：一是油液流经直管时的压力损失，称为沿程压力损失。这类压力损失是由液体流动时的内摩擦力引起的。二是油液流经局部障碍时，由于液流的方向和速度突然变换，在局部区域形成漩涡，引起液体质点相互撞击和剧烈摩擦因而产生的压力损失，这种损失称为局部压力损失一、沿程压力损失油液在直管中流动的沿程压力损失可用达西公式表示：ΔPλ=λ(l/d)(ρv2/2)