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活塞下移，
液压缸1下腔容积减小，油液受挤压，压力升高，关闭单向阀3，液压缸1下腔的压力油顶开单向阀2，油液经排油管进入液压缸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A l 和A 2，则液
压缸1单位面积上受到的压力p 1 = F /A l ，液压缸6单位面积上受到的压力p 2 = W /A 2。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：
图1.1 液压千斤顶工作原理图
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
1212F W p p A A === （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
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。
（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
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。
桂林电子科大职业学院教案主讲人：赵鲁燕 主讲科目:模具设计与制造基础 开课单位：桂电职院机电工程系
第1讲第1章绪论 教学目标： 1、掌握液压与气压传动的相关概念； 2、通过举例掌握液压与气压传动的工作原理和系统及其传动的特点； 3、了解液压与气压传动的应用。 教学重点： 1、液压与气压传动工作原理 2、液压与气压传动的系统组成及应用 教学难点： 液压与气压传动实例应用 教学方法：讲授 教学时间：90分钟。 使用教材: 张勤徐钢涛主编全国高职高专教育“十一五”规划教材。 教学步骤： 一、导入（10分钟） 介绍液压与气压传动目前应用领域及未来发展前景，本门课程的性质与任务；本门课程的教学的基本要求和教学安排、考试方式。 二、授课主要内容 1.1液压与气压传动的工作原理（30分钟） 1）液压与气压传动的基本概念 2）举例说明液压与气压传动原理 3）液压传动的基本特点 1.2液压与气压传动系统的组成与实例（30分钟） 1)液压与气压传动系统的实例： 案例：机床工作台液压系统结构有原理；气动剪切机的工作原理图 2）液压与气压传动系统的组成及各组成部分的功用 1.3液压与气压传动的优缺点（10分钟） 1）液压传动的优缺点 2）气压传动的优缺点 1.4液压与气压传动的应用（5分钟） 三、总结：（5分钟）
第2讲第2章液压流体力学基础 教学目标： 1、了解液压油的物理化学性能；正确选择液压油 2、了解液体处于相对平衡状态下的力学规律及其实际应用 3、了解液压力时流速和压力的变化规律 教学重点： 1、液压油的性质 2、液体静力学基本方程； 3、连续性方程和伯努利方程 教学难点： 实际流体的伯努利方程 教学方法：讲授 教学时间：90分钟。 使用教材: 张勤徐钢涛主编全国高职高专教育“十一五”规划教材。 教学步骤： 一、导入（5分钟） 前课回顾复习，引入本次课程主题 二、授课主要内容 2.1液压油（20分钟） 1）液压油的物理性质 ①液体的密度： ②液体的粘性：动力粘度、运动粘度、相对粘度及粘温曲线分析 ③液体的可压缩性 ④其他性质 2）液压油的要求和选用 2.2液体静力学（30分钟） 1)液体静压力及其特性： 2）液体静力学基本方程： (2-10) + pdAρ = p ghdA dA (2-11) + = pρ p gh 3)压力的表示方法及单位： ①绝对压力；相对压力；真空度概念
《液压与气压传动_》试卷(A)答案
课程期终考试试卷(A)答案 一、填空题：（共12 小题，每一空格1分，共30 分） 1．直动式溢流阀的阻尼孔的作用是减小油压的脉动，提高阀工作的平稳性 而先导式溢流阀的阻尼孔的作用是在先导锥阀打开时，在主阀芯两端产生压差使其打开。由于调压弹簧与主阀芯复位弹簧分开，所以可以实现高压且调压稳定。 2．影响节流阀流量稳定性的主要原因是（1）负载变化的影响 （2）温度变化的影响（3）节流口形状的影响 3．减压阀与顺序阀的主要区别是（1）前者用出口油压来控制阀芯移动，后者用进口油压来控制（2）原始状态前者是常开的而后者是常闭的 （3）前者的出口压力保持恒定，后者的出口压力由负载决定 4．气动中后冷却器的作用是将压缩空气冷却并除去水分储气罐的作用是消除压力波动，保证输出气流的连续性；储存压缩空气备用和进一步分离压缩空气中的水分与油分而油雾器的作用则是使润滑油雾化后注入气流中，并随气流到期要润滑的部件起润滑作用 5．Y形密封圈是自封式自紧型（或唇边）密封，它除靠密封圈的微小过盈量实现初始密封外，其密封主要是在压力油作用下接触压力增大，使唇边贴紧偶合面来保持密封。 6．冲击气缸的结构有头腔、尾腔和储能腔三个工作腔。 7．旁油路节流调速时，回路中溢流的作用是安全阀。 8．容积式泵的基本特点是：具有一个或若干个周期性变化的密封容积，具有配流装置，油箱内液体的绝对压力必须恒等于或大于大气压力。
9．电液换向阀中先导阀的中位机能应选用Y型。液压系统采用三位四通换向阀换向，若要求需要液压泵卸荷、液压缸锁紧时，可采用的中位机能为M 型。 10．气动三联件安装时，从进气到输出的安装顺序依次为；过滤器、减压阀、油雾器。 11．气液阻尼缸是由气缸和液压缸共同组成的。它以压缩空气为能源，利用液压油的不可压缩性和对油液流量的控制，使活塞获得稳定的运动，并可调节活塞的运动速度。 12．快速排气阀用来加快气缸排气腔排气,以提高气缸运动速度。它通常装在换向阀和气缸之间。 二、识图作图题（25 分，） 1．指出图中所标序号元件名称（15分）。 2．画出用职能符号表示的下图液压系统图（10分）。
《液压与气压传动》课 程教案 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN
桂林电子科大职业学院教案主讲人：赵鲁燕 主讲科目:模具设计与制造基础 开课单位：桂电职院机电工程系
第1讲第1章绪论 教学目标： 1、掌握液压与气压传动的相关概念； 2、通过举例掌握液压与气压传动的工作原理和系统及其传动的特点； 3、了解液压与气压传动的应用。 教学重点： 1、液压与气压传动工作原理 2、液压与气压传动的系统组成及应用 教学难点： 液压与气压传动实例应用 教学方法：讲授 教学时间：90分钟。 使用教材: 张勤徐钢涛主编全国高职高专教育“十一五”规划教材。 教学步骤： 一、导入（10分钟） 介绍液压与气压传动目前应用领域及未来发展前景，本门课程的性质与任务；本门课程的教学的基本要求和教学安排、考试方式。 二、授课主要内容 1.1液压与气压传动的工作原理（30分钟） 1）液压与气压传动的基本概念 2）举例说明液压与气压传动原理 3）液压传动的基本特点 1.2液压与气压传动系统的组成与实例（30分钟） 1)液压与气压传动系统的实例： 案例：机床工作台液压系统结构有原理；气动剪切机的工作原理图 2）液压与气压传动系统的组成及各组成部分的功用 1.3液压与气压传动的优缺点（10分钟） 1）液压传动的优缺点 2）气压传动的优缺点 1.4液压与气压传动的应用（5分钟） 三、总结：（5分钟）
第2讲第2章液压流体力学基础 教学目标： 1、了解液压油的物理化学性能；正确选择液压油 2、了解液体处于相对平衡状态下的力学规律及其实际应用 3、了解液压力时流速和压力的变化规律 教学重点： 1、液压油的性质 2、液体静力学基本方程； 3、连续性方程和伯努利方程 教学难点： 实际流体的伯努利方程 教学方法：讲授 教学时间：90分钟。 使用教材: 张勤徐钢涛主编全国高职高专教育“十一五”规划教材。 教学步骤： 一、导入（5分钟） 前课回顾复习，引入本次课程主题 二、授课主要内容 2.1液压油（20分钟） 1）液压油的物理性质 ①液体的密度： ②液体的粘性：动力粘度、运动粘度、相对粘度及粘温曲线分析 ③液体的可压缩性 ④其他性质 2）液压油的要求和选用 2.2液体静力学（30分钟） 1)液体静压力及其特性： 2）液体静力学基本方程： (2-10) pdAρ+ = p dA ghdA (2-11) = p pρ+ gh 3)压力的表示方法及单位： ①绝对压力；相对压力；真空度概念
液压与气压传动课程标准 一、课程名称 液压与气压传动。 二、适用专业 机电技术（限选课68-30-2-4）、机电一体化专业（专业技能课68-30-2-4）、电气控制与运行专业（专业技能课34-14-2-4）。 三、课程概述 （一）课程性质 液压与气压传动课程是机电技术、机电一体化专业、电气控制与运行等相关专业二年级学生开设的专业技术课。 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，掌握液压与气动元件的的工作原理、特点及应用，熟悉液压与气压传动系统的组成以及在设备和生产线上的应用。通过项目训练，使学生能正确选用和使用液压与气动元件，并熟练地绘制出液压与气动回路图。掌握液压及气动系统的基本操作规程，能对液压与气动系统进行基本设计、安装、调试和维护，能对基本系统进行简单的故障分析与排除，以培养学生的综合职业能力、创新精神和良好的职业道德，为学生将来从事专业工作和适应职业岗位变化及学习新的生产科学技术打好基础。 （二）设计思路 本课程打破以学科为中心的内容结构体系，突出“必备和够用为度”的职教思想，坚持以就业为导向，以能力为本位，以培养学生的全面素质为基础，以提高学生的综合职业能力为核心的职教特色。通过参与企业调研，在机械企业有关专家与机电教学部专业教师共同反复研讨下，结合专业教学任务与专业工作过程特点，针对机电类及自控类专业的就业岗位进行任务与职业能力分析，以实际工作任务（项目案例）为导向，以液压与气动技术在行业中的应用为课程主线，以液压与气动技术在机电行业中的工作过程所需要的岗位职业能力为依据，进行课程设置及教学的设计。根据学生的认知规律与技能要求，采用循序渐进方式实现理论教学与典型案例相结合的方式来展现教学内容，采用项目教学法，将学科知识按“项目”
液压与气压传动知识点 1、液压与气压工作原理:它首先通过能量转换装置(如液压泵，空气压缩机)将原动机(如电动机)的机械能转变为压力能，然后通过封闭管道，控制原件等，由另一能量转换装置(液压缸或者气缸，液压马达或气动马达)将液体(气体)的压力能转变为机械能，驱动负载，使执行机构得到所需要的动力，完成所需的运动。 2、液压与气压传动系统的组成:动力元件，执行元件，控制调节元件，辅助元件，工作介质。 3、黏性的意义：液体在外力作用下流动时，液体分子间的内聚力会阻碍其分子的相对运动，即具有一定的内摩擦力，这种性质成为液体的黏性。 常用的黏度有3种：动力黏度，运动黏度，相对黏度。 4、液压油分为3大类：石油型、合成型、乳化型。 5、液体压力有如下的特性：1、液体的压力沿着内法线方向作用于承压面。2、静止液体内任意一点的压力在各个方向上都相等。 5、液体压力分为绝对压力和相对压力。 6、真空度：如果液体中某一点的绝对压力小于大气压力，这时，比大气压小的那部分数值叫做真空度。 7、帕斯卡原理：P19 8、理想液体：一般把既无黏性又不可压缩的液体称为理想液体。 9、恒定流动：液体流动时，若液体中任何一点处的压力、速度和密度等参数都不随时间而变化，则这种流动称为恒定流动(或定常流动、非时变流动)。 当液体整个作线形流动时，称为一维流动。 10、液流分层，层与层之间互不干扰，液体的这种流动状态称为层流。 液流完全紊乱，这时液体的流动状态称为紊流。 11、临界雷诺数P23 雷诺数的物理意义：雷诺数是液流的惯性力对黏性力的无因次比。当雷诺数较大时，液体的惯性力起主导作用，液体处于紊流状态；当雷诺数较小时，黏性力起主导作用，液体处于层流状态。 12、连续性方程是质量守恒定律在流体力学中的一种表达形式。 13、伯努利方程是能量守恒定律在流体力学中的一种表达形式。 14、动量方程是动量定理在流体力学中的具体应用。 15、沿程压力损失：液体在等径直管中流动时，因黏性摩擦而产生的压力损失称为沿程压力损失。 16、局部压力损失：液体流经管道的弯头、管接头、突变截面以及阀口、滤网等局部装置时，液体会产生旋涡，并发生强烈的紊动现象，由此而造成的压力损失称为局部压力损失。17、液压冲击：在液压系统中，由于某种原因，系统中某处的压力会在某一瞬间会突然急剧上升，形成很高的压力峰值，这种现象称为液压冲击。 81、危害：系统中出现液压冲击时，液体瞬间压力峰值可以比正常工作压力大好几倍。液压冲击会损坏密封装置、管道或液压元件，还会引起设备振动，产生很大噪声。有时，液压冲击会使某些液压元件如压力继电器、顺序阀等产生误动作，影响系统正常工作。 19、气穴现象：在液压系统中，如果某处的压力低于空气分离压时，原先溶解在液体中的空气就会分离出来，导致液体中出现大量气泡，这种现象称为气穴现象。如果液体中的压力进一步降低到饱和蒸气压时，液体将迅速气化，产生大量蒸气泡，这时的气穴现象将会愈加严重。
模块一基础气动教学设计 教学内容 模块一基础气动 学习单元1 气动传动技术基础 一、气压传动技术介绍 二、气压传动技术的优缺点 三、气压传动系统的组成 四、气压传动技术常用物理量 学习单元2 常用气动元件介绍 一、气源 二、常用气动执行元件 三、常用气动控制元件 四、气动辅助元件
学习单元3 单缸气动回路设计与裝调 一、气动时间控制元件 二、控制回路分析 学习单元4 气动逻辑控制回路设计与裝调 一、逻辑元件 二、快速排气阀 三、典型逻辑回路介绍 四、自锁回路讲解 学习单元5双缸控制回路设计与裝调 一、气动回路图和位移-进步图的绘制要求 二、不带障碍信号的双缸控制回路设计方法 三、带障碍信号的双缸控制回路设计方法 模块小结 模块检测 教学目标 教学目的：让学员了解气压传动在工业中的应用，掌握气压传动系统的组成以及各部分的功效，了解其优缺点，掌握常见的元件的作用、典型结构、工作 原理及职能符号，学习气动回路的安装与调试以及回路设计，理解气动 各种回路的原理及功能。 教学要求：要求教师应对本模块所涉及的气动基础技术进行详细的讲解（包括结构、功能、原理、应用），针对所涉及的气动元件及回路，进行原理参数分析
和回路分析，通过课堂体验强化学生的认知。 教学重点及难点 教学重点：常用气动元件的作用、典型结构、工作原理及职能符号；单缸气动回路的设计和装调以及回路分析；气动逻辑回路的安装及调试，逻辑回路的 设计；双缸气动系统的安装及调试，双缸气动回路图的设计。 教学难点：气动回路图的设计以及气动系统的安装调试。 解决办法：课堂教学结合实物、现场演示、课堂体验综合讲解。 教学方法及手段 教学方法：实施直观导入法；案例教学法。 教学手段：实物演示；教学板书；录像插件；电子课件。 教学资源：相关的精品课程；网络教学资源等。 教学板书 模块一基础气动 课程引入：气动的概念，气动的应用，气动的优缺点，。 学习单元1 气动传动技术基础 一、气压传动技术介绍 气压传动技术是一种比较低成本的自动化控制系统，是以压缩空气为传动介质，传动动力以及控制信号，广泛应用与各种设备和机器上。 二、气压传动技术的优缺点 三、气压传动系统的组成
1-5.如图所示,一具有一定真空度的容器用一根管子倒置于一液面与大气相通的水槽中,液体在管中上升的高度h = 1m,设液体的密度为ρ= 1000㎏/m 3 ,试求容器内的真空度。 解:以液面为等压面, p +ρgh = p a 所以真空度为 p a －p = ρgh 1-7、图1-3531200/B kg m ρ=,A Z =A 、B 之间的压力差。 2-1、某液压泵的输出压力为5MPa,排量为10mL/r,机械效率为0、95,容积效率为0、9,当转速为1200r/min 时,泵的输出功率与驱动泵的电动机的功率各为多少？ 解:已知: 6305,10/1010/,0.95,0.9,1200/min m v p MPa V mL r m r n r ηη-===?=== 则泵的输出功率: 66300051010101200 0.9100.960 t v P p q p q kw η--????===??= 驱动泵的电动机功率:
0.9 1.0530.950.9 i P kw P kw η = = =? 2-2、某液压泵在转速n=950r/min 时,排量为v=168ml/r 。在同样的转速与压力29、5MP a 时,测得泵的实际流量为150L/min,总效率η=087,求: (1) 泵的理论流量; (2) 泵在上述工况下的泵的容积效率机械效率; (3) 泵在上述工况下所需的电动功率; (4) 驱动泵的转矩多大？ 解:(1) 泵的理论流量 q t =v ·n=168×950=159600ml/min=159、6L/min=2、66×10-3m 3 /s (2)94.060 /106.15960 /101503 3=??==--t v q q η 93.094 .087 .0.=== ∴=v m m V ηηηηηη (3) 电机的驱动功率 6329.51015010/60 84770()84.770.87 O i P pq P W kW ηη-???===== (4) 驱动泵的转矩 284770852.53()22 3.14950/60 i i i i i p T nT P T N m n ωππ==∴= ==??? 另解: ) (77.8453.85260/95014.322)(53.85287 .060/95014.3260 /10150105.292236KW nT p m N n pq T nT pq i i i i =???==?=??????==∴= -πηππη 3-1、液压马达的排量V=250 ml/r,入口压力p 1=10、5MPa,出口压力p 2=1、0MPa,容积效率ηv =0、92,机械效率ηm =0、9,若输入流量q=22 L/min,求马达的实际转速n 、输出转矩T 、输入功率与输出功率各为多少？ 解:
《液压与气压传动》课教案《液压与气压传动》课程组
《液压与气压传动》课教案 本课共36学时，讲课32学时，实验4学时。属院级必修课。 每一节课都应做到承前启后。 1 液压传动概述（第一次课） 首先介绍什么是传动传动的类型有哪些（5分钟） 引导学生举生活中常见的实例说明以下五种传动。 （１）机械传动；（2）电传动；（3）气压传动；（4）液压传动；（5）复合传动。 使学生对传动及其类型有所认识和掌握。 液压传动的发展概况（5分钟） 讲清什么是液压传动，液压传动是如何发展的，液压传动的应用领域如何。 液压传动系统的组成及工作原理 液压传动系统的工作原理（15分钟） 用两个例子说明液压传动系统的工作原理： （1）手动液压千斤顶半结构图——最简单的例子，用于换轮胎等举升工作，生活中常见。 （2）磨床工作台的液压传动系统半结构图——涵盖的液压元件种类比较全，用于讲解液压传动系统的组成及液压系统的图形符号很适合。 通过动画演示磨床工作台向左运动、向右运动、过载溢流、油缸停止油泵卸荷等工况下各元件的工作状态，让学生了解液压系统的工作原理、组成及各液压元件的作用。 液压传动系统的组成（5分钟） 磨床工作台的液压传动系统半结构图——用于讲解液压传动系统的组成及液压系统的图形符号很适合，该系统涵盖的液压元件种类比较全。 介绍液压系统图及图形符号（5分钟） 将磨床工作台的液压传动系统半结构图改画成用职能符号表示的液压系统图：体现液压系统图的特点，强调液压图形符号的特点。 介绍液压传动系统的优缺点（10分钟） 第一章小结（5分钟） 习题： 2 液压泵和液压马达 液压泵和液压马达概述 液压泵和液压马达的工作原理（20分钟） 用“电机→油泵→马达→滚筒”图，讲解液压泵及液压马达的能量转换过程。 用单柱塞泵结构简图的吸入及排出过程，说明容积式泵及马达的基本工作原理。强调构成容积式泵必须具备的条件。强调常用的三大类泵及马达；强调泵及马达的职能符号。 液压泵和液压马达的性能参数（20分钟） 讲清液压泵(马达)的基本性能参数，使学生掌握以下几点： （1）什么是液压泵的压力液压泵的工作压力是如何变化的（2）什么是液压泵的排量和流量什么是流量损失流量损失受哪些因素影响 （3）什么是液压泵的输入功率和输出功率液压泵的功率损失有哪几方面 （4）什么是液压泵的容积效率和机械效率它们分别受哪些因素影响如何计算液压泵的总效率 （5）什么是液压马达的容积效率和机械效率强调其与液压泵的区别。 齿轮泵 外啮合齿轮泵的结构及工作原理（5分钟） 用实物录像或三维动画演示其结构组成及工作原理。为下一次课进行其结构分析奠定基础。 齿轮泵的流量和脉动率（5分钟） 根据泵的结构，讲解如何计算齿轮泵的流量、何谓液压泵的流量脉动率、如何计算流量脉动率。
液压与气压传动基本内容（知识点）复习 一，基本慨念 1，液压传动装置由动力元件，控制元件，执行元件，辅助元件和工作介质（液 压油）组成 2，液压系统的压力取决于负载，而执行元件的速度取决于流量，压力和流量是 液压系统的两个重要参数 其功率N=PQ 3, 液体静压力的两个基本特性是:静压力沿作用面内法线方向且垂直于受压面; 液体中任一点压力大小与方位无关. 4，流体在金属圆管道中流动时有层流和紊流两种流态，可由临界雷诺数 （Re=2000～2200）判别，雷诺数（Re ）其公式为Re=VD/υ，（其中D 为水力直 径）， 圆管的水力直径为圆管的内经。 5,液体粘度随工作压力增加而增大，随温度增加减少;气体的粘度随温度上升而 变大, 而受压力影响小;运动粘度与动力粘度的关系式为ρ μν=， 6，流体在等直径管道中流动时有沿程压力损失和局部压力损失，其与流动速度 的平方成正比.2 2ρλv l d p =?, 22 v p ρξ=?. 层流时的损失可通过理论求得λ=64e R ；湍流时沿程损失其λ与Re 及管壁的粗糙度有关；局部阻力系数ξ由试 验确定。 7，忽略粘性和压缩性的流体称理想流体, 在重力场中理想流体定常流动的伯努利方程为γρυ++22 P h=C(常数)，即液流任意截面的压力水头，速度水头和位置 水头的总和为定值，但可以相互转化。它是能量守恒定律在流体中的应用;小孔 流量公式q=C d A t ρp ?2,其与粘度基本无关；细长孔流量q=?l d μπ1284P 。平板缝隙流量q=p l bh ?μ123 ,其与间隙的 三次方成正比，与压力的一次与方成正比. 8,流体在管道流动时符合连续性原理,即2111V A V A =,其速度与管道过流面积成 反比.流体连续性原理是质量守衡定律在流体中的应用. 9,在重力场中,静压力基本方程为P=P gh O ρ+; 压力表示:.绝对压力=大气压力+ 表压力; 真空度=大气压力-绝对压力. 1Mp=10pa 6，1bar=105pa. 10,流体动量定理是研究流体控制体积在外力作用下的动量改变,通常用来求流
《液压与气压传动》教学大纲 课程代码：52968 课程名称：液压与气压传动 总学时：56 实验学时：6 学分：4 适用专业：机械类和近似机械类 一、课程的性质、目的和任务 随着科学技术的不断发展，工业生产自动化程度的不断提高，作为机械工程与自动化专业的学生，从将来从事机械工程技术研究工作的需要出发，除必须具备机械及其工艺知识外，同时还必须掌握有关自动化方面的一些知识。液压与气压传动是当代先进科学技术之一，它不但渗透在各种工业设备中，而且是科学实践研究，自动化生产的有机组成部分。“液压传动与气压传动”课是机械类专业必修的专业基础课。在整个教学计划中，该课程占有很重要的地位，它所介绍的内容，是机械工程技术人员必须掌握，不可缺少的基础技术知识。 课程教学所要达到的目的是：1、使学生了解和掌握液压与气压传动技术的基本知识，典型液压元件的结构特点和工作原理；2、掌握液压基本回路的组成，典型液压传动系统的工作原理；3、液压传动系统的设计计算及其在工程实际中的应用等；4、通过实验课使学生对液压元件结构及液压传动系统有更深刻的认识，并掌握必要的实验技能和一定的分析和解决问题的实际能力。 二、课程教学基本要求 学完本课程后，应达到下列基本要求： 1.掌握液压传动的基本知识。 2.掌握基本液压元件的结构特点、工作原理、性能及应用。 3.能对一般的机械设备的液压系统进行阅读、分析，具备按设备说明书进行调试和维修的初步能力。 4.能合理地设计一般机械设备的液压系统，具备初步的设计、计算能力，并能合理地选用液压元件。 5.了解液压伺服系统的工作原理、系统组成及性能特点。 6.了解气压传动的基本知识，气动元件的工作原理及气动传动基本回路。 7．具备一定的安装、调试、维修及使用一般液压及气压系统的能力。 三、教学内容和要求 （一）液压传动概述 1、教学内容和教学要求 教学内容： （1）液压传动发展概况
教师课堂教学备课纸 任课教师签名：教研室主任审阅签名：
第七章气源装置及辅助元件 第一节气压传动的工作原理及组成 一、气压传动系统的工作原理 图7-1为气动剪切机工作原理。图示位置为剪切前的预备状态，空气压缩机1产生的压缩空气→后冷却器2→油水分离器3→贮气罐4→空气过滤器5→调压阀6→油雾器7→气控换向阀9→气缸10。 图7－1气动剪切机的工作原理 二、气压传动系统的组成 1. 气压传动系统的组成 从上面实例可知气压传动系统由以下五个部分组成： （1）气源装置气源装置是压缩空气的发生装置，其主体部分是空气压缩机，并经净化装置净化，为各类气压传动设备提供洁净的压缩空气。 （2）执行元件执行元件是气压传动系统的能量输出装置，主要为气缸和气马达，它们将压缩空气的压力能转换为机械能。 （3）控制元件用以控制压缩空气的压力、流量、流动方向以保证系统各执行机构
具有一定的输出动力和速度的元件。即各类压力阀、流量阀、方向阀和逻辑阀等。 （4）辅助元件过滤器、油雾器、消声器、干燥器和转换器等。它们对保持系统正常、可靠、稳定和持久地工作起着十分重要的作用。 （5）工作介质气压传动系统中所用的工作介质是空气。 2．气压传动的特点 （1）气压传动的优点 1）工作介质为空气，来源经济方便，用过之后可直接排入大气，处理简单，不污染环境。 2）由于空气流动损失小，压缩空气可集中供气，作远距离输送。 3）气压传动具有动作迅速、反应快、维护简单、管路不易堵塞的特点，且不存在介质变质、补充和更换等问题。 4）对工作环境的适应性好，可安全应用于易燃易爆场所。 5）气压传动装置结构简单、重量轻、安装维护简单。 6）气压传动系统能够实现过载自动保护。 （2）气压传动的缺点 1）由于空气具有可压缩性，所以气缸的动作速度受负载的影响比较大。 2）气压传动系统工作压力较低，因而气压传动系统输出动力较小。 3）工作介质空气没有自润滑性，需要另设装置进行给油润滑。 三、气压传动的工作介质 工作介质为空气，理论上把完全不含有蒸汽的空气称为干空气。而实际上自然界中的空气都含有一定量的水蒸汽，这种由干空气和水蒸汽组成的气体称为湿空气。空气的干湿程度对系统的工作稳定性和使用寿命都有着一定的影响。 第二节气源装置 气源装置的作用是产生具有足够压力和流量的压缩空气，同时将其净化、处理及储存，其主体部分是空气压缩机。气源装置还包括气源净化装置，常见的气源净化装置有后冷却器、除油器、贮气罐、干燥器等。 图7-2为一般压缩空气站的设备布置示意图。
《液压与气压传动》 教案 2018--2019学年 主讲教师隶属专业教研室：机电教研室 课程名称：液压与气压传动 总学时数： 48 讲授时数：46 实验学时： 2 授课班级： 主讲教师（职称）：助教 使用教材：《液压与气压传动》左键民编 日期： 2018年 9 月 10 日
《液压与气压传动》课教案 每一节课都应做到承前启后。 1 液压传动概述 首先介绍什么是传动？传动的类型有哪些? （5分钟） 引导学生举生活中常见的实例说明以下五种传动。 （１）机械传动；（2）电传动；（3）气压传动；（4）液压传动；（5）复合传动。 使学生对传动及其类型有所认识和掌握。 1.1液压传动的发展概况（5分钟） 讲清什么是液压传动，液压传动是如何发展的，液压传动的应用领域如何。 1.2液压传动系统的组成及工作原理 1.2.1液压传动系统的工作原理（15分钟） 用两个例子说明液压传动系统的工作原理： （1）手动液压千斤顶半结构图——最简单的例子，用于换轮胎等举升工作，生活中常见。 （2）磨床工作台的液压传动系统半结构图——涵盖的液压元件种类比较全，用于讲解液压传动系统的组成及液压系统的图形符号很适合。 通过动画演示磨床工作台向左运动、向右运动、过载溢流、油缸停止油泵卸荷等工况下各元件的工作状态，让学生了解液压系统的工作原理、组成及各液压元件的作用。 1.2.2液压传动系统的组成（5分钟） 磨床工作台的液压传动系统半结构图——用于讲解液压传动系统的组成及液压系统的图形符号很适合，该系统涵盖的液压元件种类比较全。 1.2.3 介绍液压系统图及图形符号（5分钟） 将磨床工作台的液压传动系统半结构图改画成用职能符号表示的液压系统图：体现液压系统图的特点，强调液压图形符号的特点。 1.3 介绍液压传动系统的优缺点（10分钟） 第一章小结（5分钟） 习题：1.1 1.2 1.4 2 液压泵和液压马达 2.1液压泵和液压马达概述
1、动力粘度的物理意义是单位速度梯度下的切应力。 2、静压力的基本方程为p=p o+p gh。 3、般齿轮啮合系数&必须大于1。 4、解决齿轮泵困油现象的方法是在齿轮泵的两侧端盖上铣两条卸荷槽。 5、溢流阀的作用有调节系统的流量，并保持系统的压力基本稳定，用于过载保护，作卸荷阀，远程调压 6液压传动是利用液体的压力能来做功的。 7、液体在管内流动时有层流和端流两种流态，液体的流态由雷诺数判断。 8、液压系统中的压力损失有局部压力损失和沿程压力损失两种。 9、液压传动系统由动力元件、执行元件、控制元件、辅助元件及工作介质五部 分组成，各部分的作用分别为向系统提供动力源、将液压泵提供的液压能转变为机械能、对液体的流动方向、压力的高低以及流量的大小进行预期的控制、保证液压系统有效地传递力和运动，提高液压系统的工作性能、实现各种不同的控制功能。其中液压泵的作用为将原动机输出的机械能转换为工作液体的压力能 。 10、液压传动系统的调速方法有节流调速、容积调速、容积节流调速。 11、齿轮泵的瞬时流量是脉动的，齿轮泵的齿数越少，脉动率越大。 12、液压系统基本控制回路按其功能不同分方向、速度、压力控制回路。 13、油箱分总体式油箱和分离式油箱。油箱的作用是储存油液，散发油液中的热量、逸出混在油液中的气体、沉淀油中的污物。 14、液压泵单位时间内排出液体的体积称为泵的流量，它的大小与泵的排量和转速有关。 15、根据节流阀在油路中的位置，节流调速回路可分为进油节流调速回路，回油 节流调速回路，旁路节流调速回路。 16、当柱塞泵的柱塞数为奇数时，流量脉动系数较小。 17、单作用叶片泵通过改变定子和转子之间的偏心距来变量。它能否实现双向变量？能。 18、油液的粘度随温度的升高而降低，随压力的升高而增加。
《液压与气动技术》 电子教案（2005） 深圳职业技术学院 Shenzhen Polytechnic 第二单元：液压动力元件与执行元件
教学方法 本课程是一门专业基础课程，其实践性较强。在教学时应将理论教学与实践教学紧密结合起来。课堂教学中采用现实生活中的实例引导，要充分利用多媒体教学软件、透明元件、各种演示、动画图片、VCD、液压与气动训练设备等进行直观教学，以便加深学生的记忆和理解。 在教学过程中充分发挥教师为主导、学生为主体的作用，教师要多加启发式提问，通过“三W二H”法,让学生真正掌握好关键的知识点，在实践教学中，要多注意分析学生实践中产生的共性问题，并及时解决，以提高学生分析问题与解决问题的能力。在理论与实践的教学过程中加强与学生交流、培养学生的学习兴趣。 教学过程
液压系统是以液压泵作为向系统提供一定的流量和压力的动力元件，液压泵由电动机带动将液压油从油箱吸上来并以一定的压力输送出去，使执行元件推动负载作功。 液压执行元件是把液体的压力能转换成机械能的装置，辅助元件则是为使液压系统在各种状态下，都能正常运作所需的一些设备。 1、液压泵的工作原理：动画演示 2、液压泵的主要性能参数：压力（工作压力、额定压力和最高允许压力）、排 量、流量、效率（容积效率、机械效率、总效率）、功率 3、典型液压泵的结构：齿轮泵、螺杆泵、叶片泵、柱塞泵
4、液压泵的职能符号： 5、液压泵与电动参数选用： 6、液压缸的分类；
7、液压缸的结构：缸筒、盖板、活塞、活塞杆、缓冲装置、放气装置、密封装 置 8、液压杆的参数计算：速度和流量、推力和压力 9、其他液压缸：摆动缸、增压缸、伸缩缸、齿轮缸
1.液压系统的工作原理：1）．液压是以液体作为工作介质来进行能量传递和转换的；2）．液压以液体压力能来传递动力和运动的；3）．液压的工作介质是在受控制、受调节的状态下进行的。 2.液压传动系统的组成：动力装置、控制及调节装置、执行元件、辅助装置、工作介质。 3.液压传动系统的组成部分的作用：1）动力装置：对液压传动系统来说是液压泵，其作用是为液压传动系统提供压力油；对气压传动系统来说是气压发生装置（气源装置），其作用是为气压传动系统提供压缩空气。2）控制及其调节装置：用来控制工作介质的流动方向、压力和流量，以保证执行元件和工作机构按要求工作；3）执行元件：在工作介质的作用下输出力和速度（或转矩和转速），以驱动工作机构作功；4）辅助装置：一些对完成主要工作起辅助作用的元件，对保证系统正常工作有着重要的作用；5）工作介质：利用液体的压力能来传递能量。 4.液压传动的特点：优点：1）与电动机相比，在同等体积下，液压装置能产生更大的动力；2）液压装置容易做到对速度的无极调节，而且调速范围大，并且对速度的调节还可以在工作过程中进行；3）液压装置工作平稳，换向冲击小，便于实现频繁换向；4）液压装置易于实现过载保护，能实现自润滑，使用寿命长；5）液压装置易于实现自动化，实现复杂的运动和操作；6）液压元件易于实现系列化、标准化和通用化，便于设计、制造和推广使用；缺点：7）液压传动无法保证严格的传动比；8）液压传动有较多的能量损失（泄露损失、摩擦损失等），传动效率相对低；9）液压传动对油温的变化比较敏感，不宜在较高或较低的温度下工作；10）液压传动在出现故障时不易诊断。 5.在液压传动技术中，液压油液最重要的特性是它的可压缩性和粘性。 6.粘温特性：温度升高，粘度显著下降的特性。 7.静止液体的压力性质：1）液体的压力沿着内法线方向上相等；2）静止液体内任一点处的压力在各个方向上都相等。 8.帕斯卡原理：在密闭容器内，施加于静止液体上的压力可以等值传递到液体内各点，也称静压传递原理。 9.理想液体：既无粘性又不可压缩的假想液体。 10.定常流动：液体流动时，如果液体中任一空间点处的压力、速度和密度等都不随时间变化，也称稳定流动或恒定流动；反之，则称为非定常流动。 11.理想液体的伯努利方程的物理意义：理想液体作恒定流动时具有压力能、位能和动能三种能量形式，在任一截面上这三种能量形式之间可以相互转换，但三者之和为一定值，即能量守恒。 12.压力损失可分为两类：沿程压力损失和局部压力损失。 13.沿程压力损失：液体在等径直管流动时，因摩擦和质点的相互扰动而产生的压力损失。 14.局部压力损失：液体流经管道的弯头、接头、突变截面以及阀口、滤网等局部装置时，液体方向和流速发生变化，在这些地方形成漩涡、气穴，并发生强烈的撞击现象，由此造成的压力损失。 15.液体在管道中流动时有两种流动状态：层流和紊流（湍流）。 16.紊流：液体的流速较高，粘性的制约作用减弱，惯性力起主导作用，完全紊乱的流动状态，液体的能量主要消耗在动能损失上。 17.空穴现象：在流动的液体中，如果某处的压力低于空气分离压时，原先溶解在液体中的空气就会分离出来，从而导致液体中出现大量的气泡，这种现象称为
第3章液压元件 教学要求： 1．掌握液压泵和液压马达的工作原理和主要性能参数 2．掌握外啮合齿轮泵的工作原理、结构要点 3．掌握双作用叶片泵的工作原理 4．理解内啮合齿轮泵、单作用叶片泵、柱塞泵的工作原理5．掌握单向阀的工作原理及应用 6．掌握滑阀式换向阀的换向原理、位通及结构形式 7．掌握先导式溢流阀的工作原理 8．掌握节流阀的工作原理 9．理解顺序减压阀的工作原理 10．了解减压阀和溢流阀的主要区别 11．了解压力继电器的工作原理及应用 12．掌握蓄能器的结构及应用 13．掌握过滤器的主要性能指标及主要类型 14．掌握油箱的结构原理及应用 15．了解油管、管接头及密封装置的使用 教学重点： 1.外啮合齿轮泵和双作用叶片泵工作原理及结构特点 2.单向阀、换向阀、溢流阀的工作原理 3.活塞式液压缸的工作原理和结构 4.蓄能器、过滤器及油箱的结构、性能指标及应用 教学难点： 1.液压泵和液压马达的工作原理及主要性能参数 2.换向阀的换向原理、位通及结构形式 3.柱塞式液压缸的工作原理和结构 4.油箱的结构原理及应用 课时安排：
本章安排18课时。其中，理论讲授14课时，实验4课时。教学大纲： 3.1 液压泵 3.1.1 液压泵的工作原理 3.1.2 液压泵的主要性能参数 3.1.3 齿轮泵 3.1.4 叶片泵 3.1.5 柱塞泵 3.2 液压马达和液压缸 3.2.1 液压马达 3.2.2 液压缸 3.3 液压控制阀 3.3.1 方向控制阀 3.3.2 压力控制阀 3.3.3 流量控制阀 3.4 液压辅助元件 3.4.1 蓄能器 3.4.2 密封装置 3.4.3 其他辅助元件 主要概念： 1．容积式液压机械 2．额定压力 3．工作压力 4．允许压力 5．额定转速 6．最高转速 7．排量 8．流量 9．机械效率
教学内容第一讲腋芽与气压传动认识实训计划学时 2 教学目标1、掌握液压与气压传动系统的工作原理与组成 2、了解液压与气压传动的特点、应用及发展趋势 项目内容解决措施教学重点液压与气压传动的认识观看视频教学难点系统图的初步认知关键性名词重点讲教具PPT 黑板课本 教学过程结构设计 1简单介绍液压与气压的基本概念 液压与气压传动是以流体（液压油或压缩空气）为工作介质进行能量传递和控制的一种传动形式。 2 了解液压传动的基本结构和工作原理 下图为机床工作台液压传动系统结构原理图 图中：1-油箱、2-过滤器、3-液压泵、4-溢流阀、5-换向阀、6-节流阀、7-换向阀、8-液压缸工作原理：电动机驱动液压泵旋转，从油箱经过滤器吸油，泵输出的压力油→换向阀5→节流阀6→换向阀7→液压缸8左腔，推动活塞使工作台9向右运动。之后液压缸8右腔油液→换向阀7→回油管①→油箱。 将换向阀手柄转换成图ｂ所示状态，压力油→换向阀7→液压缸右腔，推动活塞使工作台向左运动。之后液压缸左腔油液→换向阀7→回油管①→油箱。 将换向阀5手柄转换成图ｃ所示状态，泵输出的压力油→换向阀5→回油管③→油箱。工作台停止运动，系统处于卸荷状态。 工作台受到的各种阻力越大，缸中的油液压力就越高；阻力小，压力就低。这就说明了液压传动的一个基本原理，即压力取决于负载。 液压系统的图形符号图：目前各国均用元件的图形符号来绘制液压和气压系统图。这些符号只表示元件的职能及连接通路，而不表示其结构和性能参数。 3了解气压传动的基本结构和工作原理 现以气动剪切机为例简述气压传动的工作原理，图示位置为剪切前的状态。
图中：1-空气压缩机，2-冷却器，3-分水滤气器，4-储气罐，5-空气过滤器，6-溢流减压阀， 7-油雾器，8-行程阀，9-气控换向阀，10-气缸 工作原理：空压机1输出的压缩空气→冷却器2→油水分离器3（降温及初步净化）→贮气罐4（备用）→分水滤气器5（再次净化）→减压阀6→油雾器7→换向阀9→气缸10。此时换向阀Ａ腔的压缩空气将阀心推到上位，使气缸上腔充压，活塞处于下位，剪口张开，处于预备工作状态。 当送料机构将工料11送入剪切机并到达规定位置时，工料将行程阀8的阀心向右推动，换向阀Ａ腔经行程阀8与大气相通，换向阀阀心在弹簧的作用下移到下位，气缸上腔与大气连通，下腔与压缩空气连通。此时活塞带动剪刀快速向上运动将工料切下。 工料被切下后，即与行程阀脱开，行程阀阀心在弹簧作用下复位，将排气口封死，换向阀Ａ腔压力上升，阀心上移，气路换向。气缸上腔进压缩空气，下腔排气，活塞带动剪刀向下运动，系统又恢复到图示预备状态，待第二次进料剪切。 4 总结液压与气压系统组成部分 （1）液压与气压传动系统的组成 a 能源装置：把机械能转换成流体的压力能装置。一般常见的是液压泵或空气压缩机。 b 执行元件：把流体的压力能转换成机械能的装置。可以是作直线运动的液压缸或气缸，也可与是作回转运动的液压马达或气压马达。 c 控制调节元件：对系统中流体压力、流量和流动方向进行控制和调节的装置。例如溢流阀、流量阀、换向阀等。 d 辅助元件：保证系统正常工作所需的上述三种以外的装置。如油箱、过滤器、分水滤气器、油雾器、消声器、蓄能器、管件等。 e 传动介质：传递能量的流体，即液压油或压缩空气。 （2）与机械传动和电力拖动系统相比液压与气压传动优点 （3）机械传动和电力拖动系统相比液压与气压传动缺点 5 讲解液压与气压系统的应用与发展 液压技术正向高压、高速、大功率、节能高效、低噪声、长寿命、高集成化等方面发展。
沈阳大学科技工程学院 教案 2012 ～2013学年第 1学期 课程名称：液压与气压传动 教师所在院、系：机电工程学院机械系学生所在专业、班级： 教师姓名： 教师职称：
“液压与气压传动”课程综述 （正文用5号宋体字，标题用四号黑体字） 本课程的主要内容： 理论教学与实验教学两部分内容。 理论教学内容包含有：流体力学基础、液压泵、液压马达与液压缸、液压阀、液压辅助元件、液压基本回路、典型液压系统、气压系统组成及元件、气压回路11部分内容。 实验教学内容包含有：本课程安排2个实验： 1.液压泵性能实验：要求学生掌握液压泵的效率特性、功率特性。 2.液压泵及液压阀拆装实验：要求学生通过拆装各种液压泵和三大类液压阀，了解各种液压元件的结构、每个零件的作用及结构特点，结合课堂教学的内容更好的掌握液压元件的原理和应用。 本课程与其他课程的关系： 为《数控机床与操作》、《数控机床故障诊断与维修》等后续专业课的学习和数控机床操作与加工、数控机床安装调试等专业技能训练奠定基础。 本课程总学时(学分)数：48学时，3学分 本课程的考核方式： 总成绩由期末考试成绩及平时成绩组成。 期末考试时间为120分钟，满分100，占总成绩的70%。 平时成绩：考核学生出勤、听课纪律、作业完成、课堂讨论、回答问题、实验完成等情况,满分100，占总成绩的30%。 平时成绩的平均分应在75-85左右。 本课程的教材：宋锦春，《液压与气压传动》，科学出版社，2006年。 本课程的主要参考书：[1].许福玲等. 液压与气压传动.北京：机械工业出版社， 2004 [2].苏尔皇. 液压流体力学. 北京：国防工业出版社，1979 [3].林建亚等.液压元件.北京：机械工业出版社，1988 [4].张利平等编. 液压气动系统设计手册. 北京：机械工业出版社，1997 [5].陈愈等.液压阀.北京：中国铁道出版社，1983 [6].官忠范.液压传动系统（修订本）.北京：机械工业出版社，1989 [7].郑洪生.气压传动及控制（第二版）. 北京：机械工业出版社，1992
随机选题自测 已用时间:0:00:07 / 剩余时间: 0:29:53 自测内容 1. 液体体积压缩系数的倒数，称为液体的体积模量K。当油从标准大气压开始加压时，随着压力升高，液压油的体积模量K与压力的关系应符合下述( ? )的规律 A.压力加大时K值增大，但其变化不呈线性关系，当压力超过某一值后，K值基本上不再加大； B.油是不可压缩的，K值是一个基本不变的恒值； C.在体积模量表达式中出现负号，表示压力增大时x值减小； D.压力加大时K值增大，其变化呈线性关系。 2. 温度对粘度的影响是( )。 A.没有影响； B.影响不大； C.温度升高，粘度降低； D.温度升高，粘度显著升高。 3. 流经固定平行平板缝隙的流量与缝隙高度值的( ? )成正比。 A.一次方； B.1／2次方； C.二次方； D.三次方。 4. 液体内部的静压力大小只与深度有关，其值随着深度增加而（）。 A.线性地减小； B.线性地增大； C.抛物线性减小； D.抛物线性增大。 5. 液体流经薄壁小孔的流量与小孔前后压力差的( )成正比。
A.一次方； B.1／2次方； C.二次方； D.三次方。 6. 液体流动时，其流量连续性方程是能量守恒定律在流体力学中的一种表达形式。 A.对 B.错 7. 薄壁小孔因其对油温的变化不敏感，因此，常用作调节流量的节流器。 A.对 B.错 8. 流经缝隙的流量随缝隙高度的增加而成倍增加。 A.对 B.错 9. 在一般情况下，液压系统中由液体自重引起的压力差，可忽略不计。 A.对 B.错 10. 标号为N32的液压油是指这种油在温度为40℃时，其运动粘度的平均值为32mm2/s。 A.对 B.错 11. 液压油的品种有三大类型：___、___和___。液压油的选择，首先选择油液的___，然后选择油液的___。 12. 液体的粘性是由分子间的相互运动而产生的一种___引起的，其大小可用粘度来度量。常用的粘度有：___，___，___。 13. 在研究流动液体时，把假设既___又___的液体称为理想流体。 14. 在液压系统中，由于某些原因使液体压力突然急剧上升，形成很高的压力峰值，这种现象称为 ___，其产生的原因有___和___。