汽车机械基础项目八 液压传动
液压传动的基本原理及组成 教学设计(教案)
液压传动的基本原理与组成教学设计参赛类别：信息化课堂教学比赛参赛教师：一、教材分析《液压传动与气动技术》是机械类相关专业一门重要的专业技术基础课程。
它介于机械和电子技术之间，同时又包含了机械和电子的有关内容，将传动与控制有机的结合的一门学科。
“液压传动的基本原理与组成”是第一章第一节的内容，也是本门课程的入门知识。
液压千斤顶既是简单的液压传动装置，又是液压传动原理应用的典型设备，通过学习液压千斤顶的原理和操作方法，对学生学习和理解“液压传动的基本原理和组成”提供了一个很好的载体，通过本节课的学习，为后续课程打下了良好的基础。
二、学情分析《液压传动与气动技术》这门课程与生产生活关系密切，学生缺乏相关的感性知识和实践经验，教师教学困难，学生学习起来枯燥乏味、没有兴趣，因此在教学过程中通过典型的液压元件来讲解，增加学生的直观性，操作性，提高学生学习的积极性。
三、教学目标教学过程中我们不仅要传授学生知识，更重要的是我们还要培养学生学习和动手操作的能力，让学生在学知识的过程中也学会如何做人做事，因此我将本节课的教学目标制定如下：1、知识目标：（1）掌握液压千斤顶的结构、工作原理和操作方法；（2）理解液压传动的基本原理；（3）掌握液压传动系统的组成。
2、技能目标：（1）能够熟练的操作液压千斤顶。
（2）正确的使用液压千斤顶更换轮胎。
（3）在小组讨论中提高学生自主学习、合作探究能力。
3、情感目标：培养学生的团结合作精神、创新的能力和认真严谨的学习态度，增强团队协作能力及创新意识。
四、教学方法1、采用任务驱动法、导学法、直观演示法，同时辅助其它教学法，以提高学生的学习兴趣，增强学生的感性认识，帮助学生更好的理解相关知识。
2、采用教师引导下的学习模式，运用多媒体演示法、引导法、讨论法、讲解法、练习法等多种教学方法，以自主、合作、探究的学习方式，引导学生主动参与，勤于思考。
3、在教学过程阶段，运用提问法、直观法、师生互动法，通过课件视频演示，把书本知识化抽象为形象，化繁杂为简单，从而达到传授学生知识之目的。
液压传动工作原理
液压传动工作原理
液压传动是利用液体传递能量的一种传动方式，它通过液压油在封闭的管路中传递压力，从而实现机械运动。
液压传动具有结构简单、传动平稳、传动效率高等优点，因此在工程机械、冶金设备、船舶、航空航天等领域得到广泛应用。
液压传动的工作原理主要包括液压油的压力传递、液压缸的工作原理和液压泵的工作原理。
首先，液压传动的工作原理是基于液压油的压力传递。
当液压泵启动时，液压油被抽入油箱，形成一定的压力。
通过管道连接，液压油的压力可以传递到需要进行动力传递的液压执行元件上，从而驱动液压缸或液压马达进行工作。
其次，液压缸是液压传动中的重要执行元件，它的工作原理是利用液压油的压力来推动活塞进行直线运动。
当液压油进入液压缸的一侧时，液压缸的活塞受到液压油的压力作用而向另一侧运动，从而驱动相关机械装置进行工作。
最后，液压泵作为液压传动系统中的动力源，其工作原理是通过机械装置将液压油从油箱中抽入，并形成一定的压力，然后将压力传递到液压系统中。
液压泵的工作原理决定了液压传动系统的工作效率和稳定性。
总的来说，液压传动工作原理是基于液压油的压力传递和液压执行元件的工作原理，通过液压泵将液压油的压力传递到需要进行动力传递的元件上，从而实现机械运动。
液压传动系统的工作原理决定了其在工程机械、冶金设备、船舶、航空航天等领域的广泛应用，具有重要的意义和价值。
机械基础课件——液压传动
§9-1液压传动概述
②可压缩性。液体的可压缩性比钢铁大。纯油的可压缩性随压缩
过程、温度及其压力的变化而变动，但变动量不大，可不予考虑。在一 般情况下，油的可压缩性对液压系统的性能影响不大，但在高压情况下 以及在研究系统动态性能时则不能忽略。
③粘性。流体流动时，在流体内部产生内摩擦力的性质称为粘性。
粘性的大小可用粘度来衡量，粘度是选择流体的主要指标，是影响流动
流体的重要物理性质。粘度大，液层的内摩擦力就大，油液就“稠”；
反之，油液就“稀”。油液的粘度对温度的变化很敏感。当温度升高时，
粘度显著下降。当压力升高时，油液的分子间距离缩小，粘度提高。
（2）液压油的选择。液压油的质量及其各种性能将直接影响液压系 统的工作。选择液压油时，应考虑工作压力、环境温度以及工作部件的 运动速度等因素。工作压力高，应用粘度高的油，以减小泄漏，提高容 积效率。环境温度高时，应用粘度较高的油；反之，环境温度较低时， 应用粘度较低的油。当工作部件的运动速度较高时，为了减少压力损失， 应用粘度较低的油；反之，应用粘度较高的油。
v＝Q/A 式中，v为液体的平均流速，m/s；Q为流入液压缸或管道的流量，m3/s；A为
活塞的有效作用面积或管道的流通面积，m2。
1，2—活塞 3，4—油腔 5—油管
图9-4活塞运动速度与流量的关系
§9-1液压传动概述
④活塞运动速度与流量的关系。如图9-4所示，假定在时间t内，
活塞2移动的距离为H2，则：
此外，选择液压油时还应该注意油的润滑性能，良好的化学稳定性，
对金属材料具有防锈性和防腐性，比热、热传导率大，热膨胀系数小，
油液质地纯净，不含或含有极少量的杂质、水分和水溶性酸碱等。
§9-1液压传动概述
《机械基础》之液压传动课教案
《机械基础》之液压传动课教案授课班级:04综高(2) 授课时间:45分钟授课教师:张平组织教学（2分钟）：1、学生按时进入课室，师生互相问候。
2、检查学生出勤、装束、精神状态情况。
3、宣布本次课题的内容及任务。
教学过程：一、复习有关内容（5分钟）：1、教学过程：一、复习导入1、流量：单位时间内流过管路或液压缸某一截面的油液体积称为流量，用qv表示。
qv=V/t单位：m3/s实用单位：L/min换算关系为1m3/s=6×104L/min1L/min=1/6×104 m3/s2、流速：油液通过管路或液压缸的平均流速V=qv/A由此得出：（1）、活塞的运动速度仅与活塞的有效面积和流入液压缸中油液的流量有关，与油液的压力无关。
（2）、活塞的有效作用面积一定时，活塞的运动速度决定于流入液压缸中的油液的流量，改变流量就能改变运动速度。
3、液流连续性原理：理想液体在无分支管路中作稳定流动时，通过每一截面的流量相等。
即A1V1=A2V24、压力：油液单位面积上承受的作用力称为压强，工程上称为压力。
符号为，单位为三、学生的学习状况分析1、有利于学生掌握的一面：该节知识点是上一节知识点的延续和发展，与上一节知识点关系极为密切，学生在课前预习的基础上通过教师的讲析与点拨，本节知识点能够正确理解并能迅速掌握。
2、不有利于学生掌握的一面：由于液压系统油液的运动均在密封空间进行，学生缺少必要的能帮助理解的感性知识，同时影响压力损失、能量损失的因素很多，精确计算较为复杂，通常采用近似方法进行计算，因而给本节知识的进一步理解与掌握带来一定的困难。
四、学法指导1、课前预习：熟读教材、理解概念、理清知识点。
2、认真听课：上课注意老师对重点、难点知识点的讲解，借助于辅助的教学手段和方法，加深对本节知识点的理解与掌握。
3、课后复习，适当作业：课后再精读教材，学会归纳总结，并在此基础上适当练习、作业，以进一步加深巩固对知识点的进一步理解。
机械基础液压传动教案
机械基础液压传动教案机械基础液压传动教案1一、教材分析⒈教材的地位《液压与气压传动》是机械设计制造及其自动化专业的一门主干专业基础课，对从事机械工程的人员来说是一门必不可少的知识，能直接应用于工程实际，解决工程实际问题，同样，对作为职业学校专业课教师来说，本课程也是为机床、工艺、自动化等一些专业课必备的技术基础课。
⒉课程分析培养学生专业必备基本素质;提高学生解决问题的能力。
⒊教学目标认知目标：①掌握各类液压元件的功用、工作原理、性能和用途。
②掌握典型回路的组成、工作原理。
③掌握气压传动的基本原理,了解气动传动的应用。
能力目标：①辨别和说出有液压系统的各零部件的名称和功用。
②通过系统图能分析整个液压系统的工作过程和工作原理。
③通过实验学会使用简单的液压实验台和基本测试方法，能独立进行简单的实验，能处理实验数据和编写实验报告。
④通过习题培养分析能力和运算能力，巩固和加深对理论的理解，并了解理论和实验的关系。
⒋教学资源选用教材：《液压与气压传动》主编：许福玲机械工业出版社⒌学情分析优势：思维较活跃，有一定的动手能力，喜欢有意思的具体问题劣势：思考问题缺乏严密性，学习自信心不够。
理论知识有限，不能很好的将前后所学知识串联起来综合运用。
二、教学设计⒈教学方法与实践《液压与气压传动》课程的教学特点是以理论为依据，强调学习的实践性。
着重学生理论联系实践，平时多注意观察。
本节课以“诱发―――质疑―――探讨”为主线，通过“提出问题――理论推导――分析讨论――归纳总结”的程序，自然过渡到知识的应用和练习，实现对每个知识点的认识、理解和记忆。
?讲授法：注重师生互动，采用讲与问结合的方法 ?直观性教学：充分调动学生的积极性 ?讨论法：突出本课程的教学特点⒉学习方法?使用多媒体课件使学生形成感性认识，将过去传统的、静态的书本教材形式转变为由文本、图形图像、视频、动画等构成的动态教材，多感官的参与活动对于学生知识掌握，能力形成都有很大的促进。
汽车机械基础----液压传动应用与原理
49-35
控制元件的外形 图
49-36
（4）辅助元件:过滤器、管路、密封件等－各种液压辅件
图1-2自卸车车厢举倾机构工作原理图 1—油箱 2—滤油器 3—限压阀 4—换向阀芯 5—换向阀
6—液压缸 7—单向阀 8—液压泵 a，b—油道
49-37
辅助元件的外形结构图
我国液压与气动技术从上世纪60年代开始发展较快， 新产品研制开发和先进国家不差上下，但其发展速度远 远落后于同期发展的日本，主要由于工艺制造水平跟不 上去，制造比较困难，材料性能不能满足设计需要，影 响了我国流体传动技术的发展。希望在坐各位能用自己 所学为我国的流体传动技术作出应有的贡献。
2021/7/17
49-38
（5）工作介质：能量或信号的载体－液压油、液压液
图1-2自卸车车厢举倾机构工作原理图 1—油箱 2—滤油器 3—限压阀 4—换向阀芯 5—换向阀
6—液压缸 7—单向阀 8—液压泵 a，b—油道
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三、液压系统图形符号
49-40
三、液压系统图形符号
1-油箱；2-液压泵；3-单向阀；4-换向 阀；5-限压阀；6-液压缸；7-过滤器
49-41
任务1.2 分析汽车减振器减振原理
【任务描述】
49-42
任务1.2 分析汽车减振器减振原理
【任务分析】 结合汽车减振器减振原理，掌握汽车液压传动的静力学和动
力学基础知识。 【知识准备】
1、液体静力学基础理论 2、液体动力学基础 3、液体流经小孔及缝隙的流量—压力特性
49-43
1、液体静力学基础理论
图1-2自卸车车厢举倾机构工作原理图 1—油箱 2—滤油器 3—限压阀 4—换向阀芯 5—换向阀 49-33
机械基础液压传动基本概念
外力作用的压力p0，另一部分是液体的 密度ρ与重力加速度g及该点液面深度h
的乘积。若将该圆形容器密封起来，对其
表面施加压力p0，则液体内任一点A的静 压力PA为：
PA =p0+ρgh
此为液体的静压力基本方程。
（二）压力的传递
在密闭容器里的静止液体中，任意点处的压力如有变化，这个压力
从以上液压千斤顶的工作过程可以看出：液压传动是以 液体为工作介质，利用液体的压力，通过密封积的变化实现 动力传递的。它先利用液压泵将机械能转换为液体的压力能， 再通过液压缸（或液压马达）将液体的压力能转换为机械能 以推动负载运动。液压传动的过程就是机械能—液压能—机 械能的能量转换过程。
（二）液压传动系统的组成
的变化值将传递给液体中的所有各点，且其值不变。这即为静压传递原
理，又称帕斯卡原理。图8-2所示的油压千斤顶，是静压力传递原理的 具体应用。
设A1、A2分别表示小活塞与大活塞的作用面积，如在小活塞上加一
个力F1，则小液压缸中油液的压力 P为：
p F1
A1
根据静压传递原理，这个压力将以等值传递到液体中的各点，也传 递到大液压缸中。大活塞受油液压力作用而产生一个向上的作用力F2：
本章主要介绍液压传动的工作原理，液压传动系统的组 成以理及组成 （一）液压传动工作原理 油压千斤顶就是一个简单液压传动装置，图8-1是油压 千斤顶的结构图；图8-2是油压千斤顶的工作原理图。大缸 体３和大活塞４组成举升缸。杠杆手柄６、小缸体８、活塞 ７、单向阀５和９组成手动液压泵。以及它们之间的连接通 道构成一个密闭的容器，里面充满液压油。在阀门２关闭的 情况下，提起杠杆６，小活塞７上行，活塞下腔的密封容积 增大，压力减小并形成真空，在大气压的作用下油箱１内的 液体通过单向阀９被吸入；当小活塞下行时，其密闭工作腔 内容积缩小，油液压力升高，经单向阀５输出，压力油进入 大活塞４的工作腔，驱动大活塞４使重物Ｇ上升一段距离。 反复驱动手柄，油泵就会不断供油，大活塞就会不断地将重 物提升。当需要放下重物时，将阀门２旋转９０˚，在重物的 重力及大活塞自重的作用下，大油缸的油液排回油箱，重物 和大活塞跟着下降。这就是液压千斤顶的工作过程。
机械基础 第三版 教案 模块八 液压传动
流量：单位时间内流过通流截面的液体的体积。
平均流速：单位时间内单位面积上流过通流截面的液体体积。
3.液体流动连续性原理液体在密封管道内作恒定流动时，设液体不可压缩，则单位时间内流过任意截面的质量相等。
液压传动的原理、特点，联想到四两拨千斤；通过管路将液压元件组成一个系统，让学生考虑到不同的元件有不同的分工,教学过程教学方法与手段教学过程教学方法与手段泄）。
4.压力继电器5.流量控制阀6.液压辅助元件四、思政元素从液压阀中密封的重要性，介绍港珠澳跨海大大桥的建设及大国工匠管延安的事迹。
每个大工程背后，都有一批执著、坚守、一丝不苟、精益求精的大国工匠，托起了一个个响一、方向控制回路1换向回路(1)电磁换向阀组成的换向回路电磁换向阀组成的投向回路⑵液动换向阀组成的换向回路2,锁紧回路图&42液压锁紧回路二、压力控制回路1.调压回路功能：调定或限制液压系统最高压力⑴单级调压回路⑵多级调压回路2.减压回路功能：使系统某一支路的压力低于系统的调定的工作压力。
⑴单向减压回路⑵二级减压回路3.增压回路4.卸荷问路卸荷回路是在执行元件不需保压时，不启停液压泵而达到卸荷的目的。
(1)换向阀中位机能的卸荷回路⑵溢流阀的卸荷回路三、速度控制回路三、重点难点教学重点1掌握简单的液压控制回路教学难点1.试读分析液压回路四、思政元素液压控制回路的多样化，联想到解决事情的手段的多样化五、教学设计教学过程教学方法与手段环节1：课前准备1.学生课前PPT预习讲授2.学习通预习习题的发布二、教学内容典型控制回路02三、速度控制回路速度控制回路用于控制执行元件的运动速度。
速度控制回路包括调节执行元件工作行程的调速回路和快速运动回路。
1.调速［1］路⑴节流调速回路节流调速回路是将节流阀串联在液压泵与液压缸之间，控制进入液压缸的流量。
①进油节流调速回路②出油节流调速回路③旁油节流调速回路。
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8.1.2液压传动系统的组成
如图8-2所示是一个机床工作台液压传动系统，我们可 以通过它进一步了解液压传动系统的基本原理和组成情况。
图8-2液压传动系统的工作原理及组成
从上例可知液压传动系统由以下五个部分组成：
（1）动力元件。动力元件是指液压油泵，它将发动机或 电动机输入的机械能转换为液压能。
图8-1液压千斤顶的工作原理图
2、工作原理：
①用手向上提起杠杆1，小活塞2被带动上升，于是小油缸3的下腔密
封容积增大，腔内压力下降，形成局部真空，这时单向阀5将所在的通道 关闭，油箱10中的油液在大气压力的作用下推开单向阀4沿进油通道进入 油缸3的下腔，完成一次吸油动作。
②接着压下杠杆1，小活塞2下移，小油缸3的下腔密封容积减小，腔
（2）执行元件。执行元件是指液压油缸和液压马达，它 们是将液压能转换为机械能。输出力和速度或扭矩和转速， 以驱动工作部件。
（3）控制元件。控制元件是指各类阀，其作用是用来控 制系统中油液的压力、流量和流动方向，以保证执行元件完 成预定的动作。
（4）辅助元件。辅助元件是指油箱、油管、过滤器、冷 却器及各种指示器和控制仪表等，它们的作用是提供必要的 条件使系统得以完成正常工作。
m
pV
2Ti
（8-6）
（3）总效率η。泵的输出功率与输入功率的比值称为 泵的总效率，即
Po Pi
pqv
2nTi
qv pV
Vn2Ti
泵的理论流量等于排量与其转速的乘积，即：
qvt Vn
(8-1)
（3）实际流量qv:液压泵的实际流量是泵工作时实际排出的流量。 （4）额定流量qvn:液压泵的额定流量是泵在额定压力和额定转速
下输出的实际流量。
由于泵存在泄漏，所以泵的实际流量和额定流量都小于理论流量。
⒊ 液压泵的功率
（1）输出功率Po :在液压传动系统中，泵的输出表现为液体的压
内压力升高，这时单向阀4自动关闭油液流回油箱10的通道，而油缸3下 腔的压力油推开单向阀5挤入大油缸6的下腔，推动大活塞7向上移动，将 重物8顶起一段距离。如此反复提压杠杆1，即可将重物不断升起，达到 顶起重物的目的。
③若将截止阀9旋转90°，则在重物的重力作用下，大油缸中的油液
流回油箱，大活塞7下降到原位。
8.1.2液压泵的性能参数
1.液压泵的压力
（1）工作压力p：是指泵工作时，输出油液的实际压力。其值大
小取决于外界负载，当外界负载增大时，液压泵的压力升高；当外界负载 减小时，液压泵的压力降低。
（2）额定压力pn：泵在正常工作条件下，按实验标准规定能连续
运转的最高压力称为泵的额定压力。
压力等级 低压 压力 p（MPa） ≤2．5
图8-3液压传动系统工作原理图(用图形符号)
项目八 液压传动
任务二 液压元件
8.1 液压泵概述
8.1.1液压泵的工作原理及分类
如图8-1所示为一单柱塞液压泵的工作原理。 柱塞2安装在泵体3里，并在弹簧作用下始终与偏心轮1接 触，当偏心轮1由原动机带动旋转时，柱塞2便在泵体3内往复 移动，使密封腔a的容积发生变化。
（5）工作介质。工作介质是液压油，液压系统就是通 过工作介质来实现运动和动力传递的。
8.1.3液压系统图及图形符号
如图8-1和图8-2所示的液压传动系统图是一种半结构式 的工作原理图。
为了便于阅读、分析、设计和绘制液压系统，在工程实 际中，国内外都采用液压元件的图形符号来表示。这些图形 符号只表示元件的功能，不表示元件的结构和参数，并以元 件的静止状态或零位状态来表示。如图8-3所示。
4.液压泵的效率
（1）容积效率ηv:液压泵的实际流量与理论流量的比值称为泵容
积效率，即
v
qv qvt
qvt qv qvt
1 qv qvt
（8-4）
式中：qv为实际流量，qvt为理论流量，△qv为液压泵的泄漏量，它 是理论流量与实际流量的差值，其值大小与泵的压力p有关，随p的增大种摩擦损失（机械摩
擦、液体摩擦），所以驱动泵轴所需要的实际转矩必然大于理论转矩，
理论转矩与实际转矩的比值称为机械效率，即：
m
Tt Ti
（8-5）
式中：Ti为实际输入转矩，Tt为理论转矩，如果忽略各种能量损失， 泵的理论机械功率将全部转换为液压功率，即：
pqvt pVn 2nTt
则有Tt
pV
2
，将此式带入式（8-5）得：
项目八 液压传动
任务一 液压传动基本概述
8.1 概论
液体传动：用液体作为工作介质实现能量传递的传动方式。 方式：①液压传动（以液体压力能进行工作）； ②液力传动（以液体的动能进行工作）。
8.1.1液压传动的工作原理
这里通过液压千斤顶的工作原理来说明液压传动的工作原理。 1、组成：液压千斤顶主要由大油缸6和活塞7、小油缸3、活塞2、单向阀4 和5、截止阀9以及杠杆1等组成，另外还有重物8和油箱10。如图8-1所示。
力和流量，其输出功率等于液体压力和流量的乘积，即：
Po pqv
（8-2）
式中Po为泵的输出功率，p为输出油液的压力，qv为输出 油液的流量。
（2）输入功率Pi :液压泵的输入功率为驱动泵轴的机械功率，
即：
Pi 2nTi
（8-3）
式中Pi为泵的输入功率，n为泵轴的转速，Ti为液压泵的输入转矩。
液压泵在工作中，由于有泄漏和机械摩擦，就有能量损失，故其 输出功率小于输入功率，即Po＜ Pi。。
图8-1单柱塞液压泵的工作原理
1、容积式泵工作的两个必要条件是： (1)有周期性的密封容积变化。 (2)有配流装置。
上述单柱塞泵中的两个单向阀4、5就是起配流作用的，是配流装置的 一种类型。
2、根据液压泵结构形式的不同分类： ⑴齿轮泵：外啮合齿轮泵、内啮合齿轮泵。 ⑵叶片泵：单作用叶片泵和双作用叶片泵。 ⑶柱塞泵：轴向柱塞泵和径向柱塞泵。 ⑷螺杆泵：
表8-1 压力等级
中压 ＞2.5～8
中高压 ＞8～16
高压 ＞16～32
超高压 ＞32
⒉ 液压泵的排量和流量
（1）排量V:由泵的密封容腔几何尺寸变化计算而得的泵每转的排油
体积称为泵的排量，其常用单位为mL/r。
（2）理论流量qvt : 由泵的密封容腔几何尺寸变化计算而得的泵在
单位时间内的排油体积称为泵的理论流量。