汽车机械基础(教案)

工业职业技术学院冶金与工业设计系任教班级2016秋汽车制造与检修（中职）1-2班任教科目汽车机械基础教师姓名____杲金玉_2016——2017学年第一学期教学设计方案（首页）教学设计方案（副页）教学过程教学设计方案（首页）教学设计方案（副页）教学过程教学设计方案（首页）教学设计方案（副页）教学过程教学设计方案（首页）教学任务一、机构常识一、机器的组成机器是执行机械运动、用来变换或传递能量、物料、信息的装置。

1、人是不是机器机器的定义是:“机器是执行机械运动、用来变换或传递能量、物料、信息的装置。

”而人也可执行机械运动变换或传递能量、物料和信息。

2、一般机器包含四个基本组成部分动力部分、传动部分、控制部分、执行部分。

1）工业机器人铰接臂机械手,2.计算机控制器, 3.液压装置,4.电力装置。

二、机器与机构以及零件、构件及部件1．机构用来传递运动和力的、有一个构件为机架的、用构件间能够相对运动的连接方式组成的构件系统称为机构。

1）机构分类（1）平面机构：（2）)空间机构：不满足平面机构条件的机构。

2）机构实例削铅笔器、照相机快门、折叠椅、可调台灯、电风扇、雨伞骨架、食物搅拌器、汽车变速器等。

2、机器具有确定相对运动、可进行能量转换或做机械功的一种实体组合，如汽车、起重机、机床等。

3、机构和机器的区别（1）机器是由各种机构组成：只含有一个最简单的机构。

如电动机，只含有一个定子和转子组成的回转机构。

（2）机构只是一个构件系统：而机器除构件系统之外还包含电气、液压等其他装置,具有变换或传递能量、物料、信息的功能。

4、机械机器与机构的总称5．零件组成机械的各个制造单元，如螺钉、螺母、轴等。

6．构件组成机械的各个运动单元（可以是单独加工的单元体，如车床的主轴；也可是多个零件的组合体，如连杆）。

7．运动副两个零件或构件间既相接触又有相对运动的一种联接形式，如车轮与钢轨、一对轮齿以及轴与轴承之间的联接。

（1）平面机构的运动副1）低副：两构件间呈面接触的运动副，可分为回转副和移动副。

①回转副：组成运动副的两构件只能在一个平面内相对转动。

②移动副：组成运动副的两构件只能沿某一轴线相对移动。

2）高副：两构件间呈点、线接触的运动副。

教学任务二、汽车常见四杆机构一、曲柄连杆机构1）连杆机构——用低副联接构件组成的机构，又称低副机构。

2）连杆机构用于：转动、摆动、移动等运动形式之间的转换。

3）连杆机构应用广泛,而且是组成多杆机构的基础。

1、曲柄机构1）平面连杆传动机构：是由若干个构件用低副联接并作平面运动的机构。

2）平面连杆传动机构特点：运动副为低副，压强小、磨损轻、寿命较长。

2、铰链四杆机构当四杆机构中的运动副都是转动副时，称为铰链四杆机构。

①曲柄:能做整周转动的连架杆。

②摇杆：仅能在某一角度摆动的连架杆。

按照连架杆是曲柄还是摇杆，将铰链四杆机构分为三种基本型式：①曲柄摇杆机构；②双曲柄机构；③双摇杆机构。

1）曲柄摇杆机构:铰链四杆机构:两个连架杆，一个为曲柄，另一个为摇杆。

①功能：将转动转换为摆动，或将摆动转换为转动。

②调整雷达天线俯仰角的曲柄摇杆机构。

③缝纫机的踏板机构。

曲柄为从动件，带动主皮带轮作旋转运动。

2）双曲柄机构：两连架杆均为曲柄的铰链四杆机构称为双曲柄机构。

3）双摇杆机构）两连架杆均为摇杆的铰链四杆机构称为双摇杆机构。

功能:将一种摆动转换成另一种摆动。

起重机机构4）转向传动机构：两摇杆长度相等的双摇杆机构，称为等腰梯形机构。

3、铰链四杆机构存在曲柄的必要条件1）最短杆和最长杆长度之和小于或等于其余两杆长度之和。

2）满足这个条件的机构究竟有一个曲柄、两个曲柄或没有曲柄，还需根据取何杆为机架来判断。

3）当最短杆和最长杆长度之和大于其余两杆长度之和时，则不论取哪个构件为机架，都无曲柄存在，为双摇杆机构。

偏置曲柄滑块机构，滑块运动线与曲柄回转中心不共线；①对心曲柄滑块机构，滑块运动线与曲柄回转中心共线；②曲柄等速回转，滑块具有急回特性。

③活塞式内燃机，空气压缩机，冲床等。

4）曲柄滑块机构的应用：自动送料机构。

①若取曲柄为机架，则为演变为导杆机构；②若取其他机架支点，则为摆动导杆机构；③如：牛头刨床的摆动导杆机构。

5）摇块机构广泛应用于摆动式内燃机和液压驱动装置内。

自卸卡车翻斗机构。

在该机构中，因为液压油缸与主轴绕铰链摆动，故称为摇块。

4、四杆机构的特性曲柄摇杆机构的主要特性有：①急回特性；②压力与传动角；③死点。

1）牛头刨床、往复式运输机等机械就利用这种急回特性作用：来缩短非生产时间。

2）曲柄与机架共线的两位置出现最小传动角。

3）死点的缺陷：死点会使机构的从动件出现卡死或运动不确定的现象。

可以利用回转机构的惯性或添加辅助机构来克服。

如家用缝纫机中的脚踏机构。

教学任务三、凸轮机构1、作用按照发动机做功的顺序，定时开启进排气门。

2、组成气门组：气门、气门导管、气门弹簧、气门弹簧座、气门锁片、气门油封。

气门传动组：凸轮轴、凸轮轴正时齿轮、液力挺柱、摇臂、摇臂轴等。

3、凸轮机构的分类1）凸轮轴位置分类：①凸轮轴上置；②凸轮轴中置；③凸轮轴下置。

2）传动方式分类：①齿轮传动；②链传动；③皮带传动。

3）按气门数分类：①两气门（1进1排）；②四气门（2进2排）；③五气门（3进2排）。

4、配气相位配气相位：用曲轴来表示进排气门早开、迟闭的持续时间。

1）进气门的配气相位：2）排气门的配气相位：3)气门重叠角:由于进气门的早开、排气门的迟闭使进排气门有同时开启的情况，进排气门同时开启所对应的角称气门重叠角。

4)气门组：气门、气门弹簧、气门导管、气门座圈、锁片、气门油封、气门弹簧座。

5）气门传动组：凸轮轴、凸轮轴正时带轮、摇臂、液力挺柱、摇臂轴。

6）液力挺柱：为什么要装液力挺柱？①为了补偿气门间隙。

②为了补偿气门受热膨胀的量而留有气门间隙。

装有液力挺柱就不用预留气门间隙。

7）气门间隙过大或过小的危害？①气门间隙过大，使气门有效升程减少，气门进气量少。

②气门间隙过小，容易使气门关闭不严。

5、凸轮轴驱动气门的方式1）凸轮轴驱动摇臂，摇臂驱动气门。

2）凸轮轴通过液力挺柱驱动气门。

3）凸轮轴推动挺柱，挺柱推动推秆，推秆推动摇臂，摇臂推动气门。

6、气门正时为了保证发动机正常工作，气门凸轮轴必须与曲轴之间有相应关系，即配气有正时。

教学任务四、汽车轮系概述1）汽车变速器的功用是什么,如何实现变速的？2）轮系在传动中起何作用？1、轮系定义轮系——由一系列相互啮合的齿轮（蜗杆、蜗轮）组成的传动系统。

2、轮系类型1）根据轮系中各齿轮的轴线位置关系分为：①平面轮系；②空间轮系。

2）根据轮系运转时齿轮的轴线位置相对于机架是否固定，又将轮系分：?①定轴轮系；②周转轮系；③混合轮系。

A、定轴轮系——所有齿轮几何轴线的位置都是固定的轮系，称为定轴轮系。

如：减速器中的轮系。

B、周转轮系——至少有一个齿轮除绕自身轴线自转外，其轴线又绕另一个轴线转动的轮系称为行星齿轮系。

①周转轮系的组成：①太阳轮；②行星轮；③行星架或系杆。

②一个基本周转轮系中，行星轮可有多个，太阳轮的数量不多于两个，行星架只能有一个。

③行星架与两中心轮的几何轴线必须重合，否则无法运动。

C、差动轮系：齿轮均绕固定轴线转动，机构有二个自由度，工作时需要二个原动件。

D、混合轮系：既含有定轴轮系又含有周转轮系，或包含有几个基本周转轮系的复杂轮系。

3、轮系的功用1）实现远距离传动2）实现换向传动：在主动轴转向不变的情况下，利用惰轮可以改变从动轮的转向。

例：车床走刀丝杠的三星轮换向机构：3）实现变速传动5）实现分路传动：滚齿机轮系。

6）实现运动合成与分解：例：汽车后桥差速器。

二、齿轮的基本常识1、齿轮传动机构的分类2、齿廓啮合基本定律1）齿kuo廓啮合基本定律：要使一对齿轮的传动比为常数，那么其齿廓的形状必须是：不论两齿廓在哪一点啮合，过啮合点所作的齿廓公法线都与连心线交与一定点P——齿廓啮合基本定律（轮齿齿廓正确啮合的条件）2）共轭e齿廓，共轭曲线：凡满足齿廓啮合基本定律的一对齿轮的齿廓称共轭齿廓，共轭齿廓的齿廓曲线称为共轭曲线3）齿廓曲线的选择：①满足定传动比的要求；②考虑设计、制造等方面。

通常采用渐开线、摆线、变态摆线三、齿轮传动的受力分析1、啮合过程2、复合轮系传动比的计算在计算混合轮系传动比时，既不能将整个轮系作为定轴轮系来处理，也不能对整个机构采用转化机构的办法。

计算混合轮系传动比的正确方法是：①首先将各个基本轮系正确地区分开来。

②分别列出计算各基本轮系传动比的方程式。

③找出各基本轮系之间的联系。

④将各基本轮系传动比方程式联立求解，即可求得混合轮系的传动比。

3、轮系的应用①实现大传动比传动。

②实现变速、换向传动。

③实现结构紧凑的大功率传动。

在周转轮系中，多采用多个行星轮的结构形式，各行星轮均匀地分布在中心轮四周。

教学任务五、回转体的平衡1、机械的平衡问题机械运转时各运动构件将产生大小及方向均发生周期性变化的惯性力，这将在运动副中引起附加动压力，增加摩擦力而影响构件的强度。

2、机械的调速问题机械运转时，由于机械动能的变化会引起机械运转速度的波动，这也将在运动副中产生附加动压力，使机械的工作效率降低，严重影响机械的寿命和精度。

一、回转件的静平衡1、回转件的静平衡计算对于轴向宽度小，轴向长度与外径的回转件，例如砂轮、飞轮、盘形凸轮等，可以将偏心质量看作分布在同一回转面内，当回转件以角速度回转时，各质量产生的离心惯性力构成一个平面汇交力系，如该力系的合力不等于零，则该回转件不平衡。

2、回转件的静平衡试验1）静平衡试验的目的经过平衡计算后加上平衡质量的回转件理论上已完全平衡，但由于制造和装配的误差及材质不均等原因，实际上达不到预期的平衡。

2）静平衡试验的原理将需要平衡的回转件放置在两相互平行的刀口形导轨上，若回转件的质心不在回转轴线上，则回转件将在重力矩的作用下发生滚动，当停止滚动时质心必在正下方。

二、回转件的动平衡1、回转件的动平衡计算1）进行动平衡计算的原因对于轴向宽度大的回转件，如机床主轴、电机转子等，其质量不是分布在同一回转面内，但可以看作分布在垂直于轴线的许多相互平行的回转面内，这类回转件转动时产生的离心力构成空间力系。

2）任何一个回转体不管它得不平衡质量实际分布情况如何，都可以向两个任意选定的平衡平面内分解，在这两个平面内各加上一个平衡质量就可以使该回转体达到平衡。

2、回转件的动平衡试验对于回转件应作动平衡试验。

①利用专门的动平衡试验机可以确定不平衡质量、向径确切的大小和位置，从而在两个确定的平面上加上（或减去）平衡质量，这就是动平衡试验。

②动平衡机种类很多，除了机械式、电子式的动平衡机外，还有激光动平衡机、带真空筒的大型高速动平衡机和整机平衡用的测振动平衡仪等。