资源简介

课题 发现身边的液压设备——液压传动概述
课时 2课时（90 min）
教学目标 知识技能目标： 1．掌握液压传动装置的工作原理及组成 2．了解液压传动系统的特点 3．了解液压传动技术的发展及应用 思政育人目标： 培养脚踏实地、认真负责、求真务实、团结协作的工作作风
教学重难点 教学重点：液压传动装置的工作原理及组成 教学难点：液压传动装置的工作原理及参数之间的关系
教学方法 问答法、讨论法、讲授法
教学用具 电脑、投影仪、多媒体课件、教材
教学设计 第1节课： 课前任务→考勤（2 min）→新课预热（8 min）→任务导入（6 min）→传授新知（29 min） 第2节课：问题导入（5 min）→传授新知（22 min）→知识拓展（5 min）→探索训练（8 min）→课堂小结（3 min）→作业布置（2 min）
教学过程 主要教学内容及步骤 设计意图
第一节课
课前任务 【教师】布置课前任务，和学生负责人取得联系，让其提醒同学通过文旌课堂APP或其他学习软件，完成课前任务 请大家思考生活中你见过哪些液压设备，并用手机拍照记录。 【学生】完成课前任务 通过课前的预热，让学生了解所学课程的大概内容，激发学生的学习欲望
考勤
（2 min） 【教师】使用文旌课堂APP，让学生登录签到 【学生】使用文旌课堂APP签到 培养学生的组织纪律性，掌握学生的出勤情况
新课预热
（8 min） 【教师】自我介绍，与学生简单互动 【学生】聆听、互动 【教师】介绍一些自己对液压传动和气压传动的认识，吸引学生听课兴趣 在生活中，我们只要稍加注意就能看到利用液压传动技术的机械设备。仔细想一想，应用液压机械的地方不可尽数。从航空航天领域到海底油田开采领域，液压的应用范围上天入地，广泛而又深入。在工程中使用液压传动技术，能够高效、快速地完成人力所不及的“力气活”。液压传动是以液体作为工作介质来进行能量传递的传动方式，而气压传动是以压缩空气作为工作介质来进行能量传递的传动方式。它们都属于自动控制领域的重要学科。液压与气压传动的应用极为普遍。 【学生】聆听、记录、了解 通过老师自我介绍，与学生相互熟悉，并让学生了解这门课的大致内容和考核要求
任务导入 （6 min） 【教师】让学生扫描二维码，领取“任务工单1-1”。提问：“小黄的车在路上爆胎了需要换备胎，那么用什么设备可以顶起几吨重的汽车呢？”，并随机邀请学生回答 【学生】聆听、思考、回答 【教师】总结学生的回答 “小黄的车在路上爆胎了，同行的小王从后备厢取出千斤顶，顶起了汽车，很快就换好了备胎。“为什么小小的千斤顶能顶起几吨重的汽车呢？”小黄既感叹又困惑道。 小王回答说：“因为千斤顶采用了液压传动的原理。” 小黄感叹之余不禁又想，在我们身边还有哪些液压设备使我们的生活、生产变得更加便利呢？这些液压设备又是由哪些机构组成的，是如何工作的呢？ 通过互动导入，引导学生思考，调动学生的主观能动性，激发学生的学习兴趣
传授新知
（29 min） 【教师】展示图片“液压与气压传动的应用场景”（详见教材），导入知识 在生活中，我们只要稍加注意就能看到利用液压传动技术的机械设备。仔细想一想，应用液压机械的地方不可尽数。从航空航天领域到海底油田开采领域，液压的应用范围上天入地，广泛而又深入。在工程中使用液压传动技术，能够高效、快速地完成人力所不及的“力气活”。 液压传动是以液体作为工作介质来进行能量传递的传动方式，而气压传动是以压缩空气作为工作介质来进行能量传递的传动方式。它们都属于自动控制领域的重要学科。液压与气压传动的应用极为普遍，如图1-1所示为液压与气压传动的应用场景。 本任务将先从液压传动入手，讲解其工作原理、组成及优缺点等知识。通过本任务的学习，同学们将对液压传动有一个初步的了解。 【学生】聆听、理解、记忆 一、液压传动装置的工作原理及组成 液压传动装置的工作原理 【教师】展示“液压千斤顶的工作原理图”，以液压千斤顶为例来介绍液压传动装置的工作原理 如下图所示，液压千斤顶由12部分组成。 大液压缸9和大活塞8组成举升液压缸。手柄1、小液压缸2、小活塞3、单向阀4和7组成手动液压泵。 ……（工作过程详见教材） 通过对液压千斤顶工作过程的分析，可以看出液压传动装置的基本工作原理是：以液压油作为工作介质，通过密封容积的变化来传递运动，通过液压油内部的压力来传递动力。液压传动装置实质上是一种能量转换装置，首先将机械能转换成液压油的压力能，然后再将液压油的压力能转换为机械能做功。 【教师】提示学生注意： 气压传动装置的工作原理与液压传动装置的工作原理相似：首先将机械能转换成气体的压力能，然后再将气体的压力能转换为机械能做功。 【学生】聆听、理解、记忆 1）压力与负载的关系 【教师】解析并推导压力与负载的关系 根据帕斯卡原理分析可推出压力与负载的关系如下（推导过程详见教材）： （1-1） 或 （1-2） 由（1-1）可知，在液压传动中系统的工作压力取决于外负载，而与流入的流体多少无关。由（1-2）可知，当 时，作用在小活塞上一个很小的力，便可以在大活塞上产生一个很大的力，用以推动重物。 【学生】聆听、理解、记忆 2） 速度与流量的关系 【教师】让学生思考：“若不考虑液体泄漏、液体的可压缩性和液压传动装置的弹性变形等因素，速度与流量有什么关系呢？” 【学生】思考 【教师】速度与流量的关系 若不考虑液体泄漏、液体的可压缩性和液压传动装置的弹性变形等因素，可推出速度与流量的关系如下（推导过程详见教材）： （1-6） 式中， ——活塞的平均运动速度； ——液压缸输出的平均流量； ——活塞的面积。 式（1-6）是液压传动中速度调节的基本公式，它是液压传动装置能够实现无级调速的基本原理。同时，式（1-6）还表明活塞的运动速度取决于进入液压缸、液压马达液压油的流量，而与流体压力大小无关。 【学生】聆听、思考、理解、记忆 3） 液压功率与输出功率的关系 【教师】解析液压功率与输出功率的关系 大活塞（即液压缸）工作时输出的瞬时功率为负载与速度的乘积： （1-7） 式中， P——液压缸输出的功率。 式（1-7）表明，液压传动装置的功率等于液体的压力p和流量q的乘积。由此可知，压力和流量是液压传动装置中的两个重要的基本参数。它们相当于机械传动过程中的力和速度，两者的乘积为功率。 从以上分析可知，液压传动装置是以流体的压力能来传递动力的。 【学生】聆听、思考、理解、记忆 液压传动系统的组成 【教师】提出问题：“通过对液压千斤顶工作原理的分析，一个完整的液压传动系统由哪几部分组成？” 【学生】思考、回答 【教师】展示表格“液压传动系统的组成”，讲授液压传动系统的组成 【学生】聆听、思考、理解、记忆 液压传动系统的图形符号 【教师】让学生扫描二维码（详见教材），了解“常用液压与气动元件图形符号”，展示图片“液压磨床液压传动系统”，通过讲解图形符号绘制的必要性导入 如图1-2所示的液压传动系统图是一种半结构式的工作原理图。虽然这样的工作原理图直观性强、容易理解，但难于绘制，故在实际工作中通常用一些特定的图形符号将工作原理图转化成简单易懂的图形。 【教师】讲解液压传动系统的图形符号 在实际工作中，通常采用《流体传动系统及元件 图形符号和回路图 第1部分：图形符号》（GB/T 786.1—2021）所规定的液压图形符号来绘制，称为回路图。如图1-3所示为液压磨床液压传动系统的工作原理图和回路图。 图形符号反映元件的功能，而不反映元件的具体结构和参数；反映各元件在系统中的连接关系，而不反映其空间安装位置；反映静止位置或初始位置的工作状态，而不反映其过渡过程。使用图形符号既便于绘制，又可使液压传动系统看起来简单明了。 【学生】聆听、思考、理解、记忆 通过老师的讲解，使学生了解液压传动装置的工作原理及组成
第二节课
问题导入 （5 min） 【教师】阐述问题详情 学习了液压传动的工作原理，同学们开动脑筋思考一下液压传动系统有什么优点和缺点呢？ 【学生】思考、回答 通过询问问题，让学生思考液压传动系统的优点和缺点
传授新知 （22 min） 二、液压传动系统的特点 【教师】通过学生的发言，讲解液压传动系统的优点和缺点 1.液压传动系统的优点 ① 在功率相同的情况下，液压传动系统的体积小、质量轻，因而动作灵敏、惯性小。 ② 易于在较大的速度范围内实现无级变速，而且调速性能好。 ③ 液压传动系统工作平稳，吸振能力强，便于实现快速启动、制动和频繁的换向。 ④ 操纵简便，易于采用电气液压联合控制的方式来实现自动化。 ⑤ 由于采用液压油为工作介质，液压传动系统的一些零部件之间可自行润滑，使用寿命长。 ⑥ 在液压传动系统中，功率损失所产生的热量可由流动着的液压油带走，可避免机械本体温度过高。 ⑦ 易于获得很大的力或力矩，承载能力大。 ⑧ 液压元件实现了标准化、系列化、通用化，便于设计、制造和使用。 【学生】聆听、思考、理解、记忆 2.液压传动系统的缺点 ① 有一定的泄漏现象，使容积效率降低，不易实现定比传动，而且会污染环境，还可能引起火灾和爆炸事故，同时对运动的平稳性有一定的影响。 ② 工作性能易受温度变化的影响，不宜在很高或很低的温度条件下工作。 ③ 维修保养较困难，工作量大。当液压传动系统产生故障时，故障原因不易查找，排除较困难。 ④ 为了减少泄漏，液压元件在制造精度上要求较高，因此它的造价高，且对液压油的污染比较敏感。 ⑤ 液压传动中有较多的能量损失（摩擦损失、压力损失、泄漏损失等），因而传动效率低，不宜做远距离传动。 【学生】聆听、思考、理解、记忆 三、液压传动技术的发展及应用 【教师】让学生扫描二维码（详见教材），了解“液压传动技术的应用”，展示表格“液压传动系统在机械行业中的应用”，讲解液压传动技术的发展及应用 1．液压传动技术的应用 由于液压传动系统有许多突出的优点，因而在国民经济各领域中都得到了广泛的应用，包括机床工业、工程机械、汽车工业、农业机械等。 ……（详见教材） 2．液压传动技术的发展 我国的液压技术开始于20世纪50年代，液压元件最初应用于机床和锻压设备，后来又用于拖拉机和工程机械。自1964年从国外引进了一些液压元件生产技术后，我国便开始自行设计液压产品。经过几十年的艰苦探索和发展，目前我国的液压元件已从低压到高压形成系列，并生产出了许多新型的液压元件，如插装式锥阀、电液比例阀、电液数字控制阀等。 ……（详见教材） 【学生】聆听、思考、理解、记忆 【教师】讲解课堂思政内容（详见教材） 【学生】聆听、思考、理解 通过讲解，让学生了解液压传动系统的特点、发展及应用
知识拓展 （5 min） 【教师】提问：在全球新冠疫情的肆虐下，液压行业的发展如何？ 【学生】思考、回答 【教师】拓展讲解 某公司在疫情期间营业收入不降反增，采取的突破点是技术创新。技术创新也是该公司不断赢得国内、国外两方面市场的“核心逻辑”。这半年来，该公司创新开发电动缸系列产品、高空作业车用摆动液压缸、风电项目用活塞蓄能器等系列产品，特别加大了对70 t以上大型挖掘机用整体式液压多路阀、高压柱塞泵产品的研发力度。不断“上线”的新技术、新产品，才是让该公司在全球工业市场中异军突起的动力源。 【学生】聆听、思考、理解、记忆 通过案例讲解，拓展学生的认知
探索训练
（8 min） 【教师】组织关于生活中还有哪些是液压传动的讨论 一、小组活动 （1）学生以小组为单位，每4～6人一组，在网上查找与液压传动相关的案例并进行整理，以加深对液压传动的了解。 （2）各小组成员在组内轮流发言，阐述自己对液压传动的理解。 （3）在学生讨论期间，教师需要参与到每组的讨论中，及时为学生答疑解惑。 【学生】聆听、思考、讨论 通过小组活动，加深学生对液压传动的了解，并让学生主动思考液压传动在生产生活中的应用，激发学生的主观能动性
课堂小结
（3 min） 【教师】简要总结本节课的要点 本节课学习了液压传动装置的工作原理及组成，知道了液压传动系统的特点，讲解了液压传动技术的发展及应用。同学们要重点掌握液压传动装置的工作原理及组成，为后续知识的学习打下基础。希望大家通过学习本节液压传动的基本知识，充分认识到液压传动在生产生活中应用的广泛性。 【学生】总结回顾知识点 总结知识点，巩固学生对液压传动相关知识的印象
作业布置
（2 min） 【教师】布置课后作业 课本上的“思考与练习”简答题第1题和第2题。 完成“任务工单1-1” 【学生】完成课后任务 复习巩固学到的知识
教学反思 本节课中互动环节安排得较少，以后应该更多地运用多媒体演示法，让学生能够更加直观地学习相关内容。

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