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1、QMSD-0507-02课 时 计 划（首页）学科机械基础第九章 液压传动的基本概念9-2液压传动系统的流量和压力（1）教师 班级略审批签字略授课时数2H教学方法课堂讲授与练习相结合授课教具挂图、手工绘图、液压千斤顶授课时间略教学目的与要求1.了解液压传动中流量和压力的基本概念。2.熟悉液压传动中压力、流量、速度等的基本计算。3.掌握液流连续性原理和静压传递原理及应用。考核对象略 复习旧课要点重点提问液压传动的工作原理，引出有关油液流动的一些基本概念和规律。教学重点、难点及解决措施重 点：1.液流的连续性。2.静压传递原理。难 点：静压传递原理。解决措施：可运用挂图、手工绘图来强化概念的理解，
2、结合实物并联系学生以前学过的知识，通过必要的练习，使学生熟练掌握新知识。授课提纲9-2液压传动系统的流量和压力（1）一、流量和平均流速1.流量 2.平均流速3.活塞（或液压缸）的运动速度二、液流的连续性三、液压系统中压力的形成及传递1.压力的概念 2.静压传递原理课后回忆本次课基本概念、公式及计算比较多，采取归纳比较法，效果较好。边讲边练学生易掌握，今后在教学中应进一步培养学生积极思考，独立分析和解决问题的能力。教 案 用 纸 附 页共7 页 第1 页教 学 过 程 和 内 容教 学 方 法组织教学：（约1min） 1.课前准备：教师提前五分钟到教室检查授课教具及各项准备工作。2.组织上课：稳
3、定课堂秩序，师生相互致礼问候,了解学生的出勤情况。复习提问：（约5min）1.简述液压传动系统的工作原理?2.简述液压传动系统的组成?请两名同学回答上一节课重点内容，为新课作准备。导入新课：（约2min）前面我们学习了液压传动的工作原理及液压传动系统的组成，液压传动是以油液作为工作介质,依靠密封容积的变化来传递运动的，而密封容积的变化必然引起油液的流动，为此需要了解有关油液流动的一些基本概念和规律。这就是我们本次课所要研究的主要内容。以旧引新，连贯性导入。简要回顾上一次课内容，导入本次新课。讲解新课：（约72min）9-2 液压传动系统的流量和压力（1）流量和平均流速是描述油液流动时的两个主要
4、参数。一、流量和平均流速：1.流量：指单位时间内流过管路或液压缸某一截面的油液体积。qv= V/t（m3/s） 注意标题板书课堂讲授注意：解释单位换算1m3/s= 6104 L/min教 案 用 纸 附 页共7 页 第2 页2.平均流速V() V()=qv /A式中：V() 油液通过管路或液压缸的平均流速，m/s;qv 油液的流量，m3/s;A 管路的通流面积或液压缸（或活塞）的有效作用面积，m2。设疑：为什么要用平均流速？（提问）（由于油液与液压缸壁、油液内部之间摩擦力大小不同，油液在管道或液压缸内流动时，在同一截面上各点的真实流速不相同，所以用平均流速）。3.活塞（或液压缸）的运动速度图9
5、-3 液压千斤顶压油过程1柱塞泵活塞 2液压缸活塞 3.4液压缸油腔 5油管根据图分析可知：qv2=A2H2/t H2/t= qv2/A2活塞(或液压缸)的运动速度 V= H2/t = qv2/A2 =V()式中：H2/t 活塞（缸）运动速度（用V表示）qv2/A2液压缸内油液的平均流速（用V()表示）由以上分析可得：（1）活塞（或缸）的运动速度等于液压缸内油液的平均流速。（2）活塞（或缸）的运动速度仅仅和活塞（或缸）的有效作用面积及流入液压缸的流量两个因素有关，而和压力P的大小无关。解释式中各部分的含义。通过设疑，启发学生积极思考，激发学生学习的积极性。出示挂图9-3分析压油过程，注意启发学
6、生,培养学生独立思考的能力。引导学生根据公式，通过分析得出结论，加深理解。教 案 用 纸 附 页共7 页 第3 页（3）当活塞（或缸）有效作用面积一定时，活塞（或缸）的运动速度，决定于流入液压缸中的流量。以上三点，是液压传动两大问题（速度和力）中有关速度的主要概念。二、液流的连续性 根据物质不灭原理，油液流动时既不增多，也不会减少，而油液的可压缩性极小，通常可视作理想液体。理想液体（不可压缩的液体）在无分支管路中作稳定流动时，通过每一截面的流量相等，这称为液流的连续性原理。图9-4 液流连续性原理qv1= qv2 A1V()1=A2V()2式中:A1、A2截面1、2的面积，m2。 V()1、V
7、()2液体流过截面1和2的平均流速，m/s。显然，液体在无分支管道中流动时，流经管路不同截面的平均流速与其截面的大小成反比，即管径细的地方平均流速大，管径粗的地方平均流速小。 设疑：油液流经有分支管道时，情况怎样？（同样符合液流连续性原理）例9-1 如图9-2所示液压千斤顶在压油过程中，已知柱塞泵活塞1的面积A1=1.1310-4m2，液压缸活塞2的面积A2=9.6210-4m2，管道5的截面A5=1.310-5m2，假定活塞1的下压速度V1=0.2m/s，试求活塞2上升速度V2和管路内液体的平均流速V()5。教学重点：注意学生的理解能力。启发学生根据物质不灭原理,得出结论。出示挂图9-4解释
8、说明举例说明： 开水龙头，让学生理论联系实际。通过教师的启发，学生积极思考，由师生共同得出结论。教 案 用 纸 附 页共7 页 第4 页解：（1）柱塞泵所排出的流量qv1qv1=A1V1=1.1310-40.2=2.2610-5m3/s（2）根据液流连续性原理： qv1= qv2 V2= qv2/A2=2.2610-5/(9.6210-4)=0.0235m/s（3） qv5 = qv1 = qv2 V()5= qv5/A5=2.2610-5/(1.310-5)=1.74m/s综上所述，液压传动是依靠密封容积的变化传递运动的，而密封容积的变化所引起流量的变化要符合等量原则，所以液流连续性原理是液
9、压传动的基本原理之一。（第一节课结束） 三、液压系统中压力的形成及传递：1.压力的概念：油液中的压力是由油液的自重和油液表面受到外力作用所产生的。（一般油液自重忽略不计）油液单位面积上承受的作用力称为压强，工程上习惯称为压力，用符号P表示。（参考挂图9-5）P=F/A（N/m2） 式中：P油液的压力，Pa； F作用在油液表面上的外力，N； A油液表面的承压面积，即活塞的有效作用面积，m2。由上式可知：压力P是由外界负载F决定的，或者说压力决定于负载。2.静压传递原理（1）静止油液中，任何一点所受到的各个方向的压力都相等，让学生自己计算得出正确答案，进一步检验学生对新知识的掌握情况。发挥师生“互
10、动”效应，通过教师启发，共同归纳总结得出结论。运用启发式让学生和以前物理学中学过的压强作比较。注意单位换算1 N/m2=1pa1kgf/m21105pa注意：分析油液的压力关键是取分离体。出示挂图9-5教 案 用 纸 附 页共7 页 第5 页 这个压力称为静压力。（2）油液静压力作用的方向总是垂直指向受压表面。（3）密闭容器内静止油液中任意一点的压力如有变化，其压力的变化值将传递给油液的各点，且其值不变。这称为静压传递原理，即帕斯卡定理。具体见下图：绘图9-1 密封连通器内压力处处相等液压千斤顶的工作原理就是利用静压传递原理传递动力的，如图9-2所示由图9-2可知: P1=F1/A1 P2=F
11、2/A2P1=P2 F1/A1=F2/A2 F2=(A2/A1)F1或F2/F1=A2/A1此式表明，活塞2所受的液压作用力F2与活塞2有效作用面积A2成正比，这就是液压千斤顶在人力作用下能顶起很重物体的原理。例9-2 如图9-3所示液压千斤顶，已知A1=1.1310-4m2，A2=9.6210-4m2，压油时，作用在活塞1上的力F1=5.78103N，试问柱塞泵油腔4内的油液压力P1为多少？液压缸能顶起多重的重物？ 解：（1）小液压缸内的压力P1为P1=F1/A1=5.78103/(1.1310-4)=5.115107pa=51.15Mpa（2）活塞向上的推力即作用在活塞2上的液压作用力F2
12、P1=P2 F2=P1A2=5.1151079.6210-4 =4.92104 N（3）能顶起重物的重量为 G=F2=4.92104 N出示绘图9-1解释说明。图9-1为手工绘图，提前用小黑板绘出。教学难点,注意用彩色粉笔标出，同时注意启发学生来激发学生的思维活动。让学生联系物理学中所学连通器知识。出示实物:液压千斤顶让一名学生在黑板上解题，其他同学在下面练习,得出正确答案，检验学生对新知识的掌握情况。教 案 用 纸 附 页 共7页 第6页由具体数值可知：通过液体压力的传递，作用力放大了F2/F18.5倍。综上所述，液压传动是依靠油液内部的压力来传递动力的，在密闭的容器中压力是以等值传递，所以
13、静压传递原理也是液压传动的基本原理之一。通过理论联系实际的方法，利用所学知识解决实际问题，激发学生学习的主动性和积极性。小结：（约5min） 1.流量和平均流速： qv = V/t V()= qv /A V = qv /A 2.液流连续性原理： qv1= qv23.液压系统中压力的形成及传递： P =F/A P1=P2（静压传递原理）归纳总结法:引导学生归纳总结,使学生对所学内容有一个完整、清晰的印象，便于学生巩固、掌握所学知识。布置作业：（约2min）P166 6、7、8、9复习、理解、巩固、运用所学知识。答疑： 对学生提出的疑问进行答疑。附：板书设计解疑过程中注意设疑，引导学生课下带着问题
14、有目的地进行预习。教 案 用 纸 附 页 共7 页 第7 页第一节课板书设计:一、流量和平均流速：1.流量：指单位时间内流过管道或液压缸某一截面的油液体积。qv = V/t（m3/s）2.平均流速V() V()= qv /A3.活塞（或液压缸）运动速度与流量的关系：qv 2=A2H2/t H2/t= qv 2/A2（1）V= qv/A（2）活塞的运动速度只与qv和A有关，与压力的大小无关。（3）A一定时，活塞的运动速度，决定流入液压缸中的流量。二、液流的连续性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。qv1= qv2 A1V()1=A2V()2例9-1已知A1=1.1310-
15、4m2, A2=9.6210-4m2, A5=1.310-5m2, V1=0.2m/s，求V2、V()5?解：（1） qv 1=A1V1=1.1310-40.2=2.2610-5m3/s（2）qv 1= qv 2 V2= qv 2/A2=2.2610-5/(9.6210-4)=0.0235m/s（3）qv 5= qv 1= qv 2V()5= qv 5/A5=2.2610-5/(1.310-5)=1.74m/s9-2 液压传动系统的流量和压力（1）第二节课板书设计:解：（1）P1=F1/A1=5.78103/（1.1310-4)=5.115107pa=51.15MPa（2）P1=P2F2=P1
16、A2=5.1151079.6210-4 =4.92104 N（3）G=F2=4.92104 N通过液体压力的传递，作用力增大了F2/F18.5倍。小结：1.流量和平均流速： qv = V/t V()= qv /A V = qv /A2.液流连续性原理： qv 1= qv 23.压力的建立与压力的传递：（1）P =F/A （2）P1=P2作业：P166 6、7、8、9三、液压系统中压力的形成及传递：1.压力的概念：油液单位面积上承受的作用力称为压强，工程上习惯称为压力，用符号P表示。P=F/A N/m22.静止油液中压力特征：（1）静止油液中，任何一点所受到的各个方向的压力都相等，这个压力称为静压力。（2）油液静压力作用的方向总是垂直指向受压表面。（3）密闭容器内静止油液中任意一点的压力如有变化，其压力的变化值将传递给油液的各点，且其值不变。P1=P2 F1/A1=F2/A2F2=(A2/A1)F1例2 已知A1=1.1310-4m2，A2=9.6210-4m2，F1=5.78103N，求P1=？G=？8
