汽车底盘构造教案.docx

1、汽车底盘构造教案汽车底盘构造教案学校名称：班级： 教师： 日期： 汽 车 构 造 教 案 第 1 次课教学课型：理论课 实验课 习题课 实践课 技能课 其它主要教学内容（注明：重点* # 难点 ）：第十章 汽车传动系统概述*教学目的要求：了解传动系的基本功用掌握传动系常用的几种组成及布置形式各种型式的特点。教学方法和教学手段：课堂讲授讨论、思考题、作业：1传动系统的基本功用2传动系统常用的几种组成及布置形式参考资料：多媒体材料，网络资料讲 稿 内 容备注上节内容回顾：冷却系的功能组成、润滑系的功能第十章 汽车传动系概述1.1 汽车传动系基本功用： 将发动机产生的驱动力矩和转速，以一定的关系和要

2、求传递给驱动车轮。1、汽车传动系统的组成：离合器、变速器、万向传动装置、主减速器、差速器、半轴2、汽车传动系统得功用（1）实现减速增矩（2）实现汽车变速（3）实现汽车倒驶（4）必要时中断动力传递（5）使两侧车轮具有差速作用离合器：传递或者切断动力；在正常工作时接通，在起步、换档、制动、滑行时断开；在驾驶员的操纵下，通过主动、从动部分结合或分离实现传递或断开；注意：在正常使用中滑行是一种危险状态，一般我们做的滑行是为了通过滑行试验获得车辆的路面阻力。变速器：实现车辆的变速，保证发动机工作在高效区；设置多个档位，依次为1、2、3、4、5档，传动比依次减小，最小可以小于1，传动比为1为直接档，小于1

3、的传动比称为超速档，此外还有空档、倒档；或者传动比在一定的范围内连续可调，此时称之为无级变速。变速器的传动比一般用ig 表示；万向节：消除变速器与驱动桥之间因相对运动而产生的不利影响，允许驱动轮在一定的空间范围内跳动；便于传动轴的在底部的布置，降低地板的高度。主减速器：进一步减速增扭；原因：发动机的转速高，扭矩小。原理：P=nT主减速器的传动比一般用i0 表示；与变速箱的传动比ig共同构成整车传动比I。I=i0ig差速器、半轴：实现左右车轮的差速；原因：在汽车转向时，左右驱动轮，在相同的时间内，行驶的距离不同，需要获得不同的线速度，内侧车轮的线速度较小，外侧车轮的线速度较大。实现方法：动力经：

4、主减差速器半轴，传递到驱动轮。1.2汽车传动系统的类型:分类方法：按传动元件的特征分类。机械式：全部传动部件均由机械部件组成的传动系。液力式：分为液力机械式和静液式。液力机械式指由部分液压传动部件和机械部件组成的传动系。静液式又称容积式，传动系统的主要部件均由液压部分组成。电力式：由电力部件和机械部件组成的传动系。1.3汽车机械式传动系统的布置方案FR发动机前置后驱动；应用范围：大、中型载货汽车，部分轿车、客车。优点：获得比较合理的轴荷分布。 在满载情况下可以获得更好的动力性，并保证制动性。 方便布置； 便于维护和保养；缺点： 需要较长的传动轴，增加整车重量； 使用多个万向节，降低了传动系统的

5、效率； 影响地板的布置。FF发动机前置前驱动；应用范围：大部分轿车。发动机布置：可以横置或纵置。优点：无传动轴穿过地板，增加乘坐空间。 相对于FR布置，可以获得比较好的隔振效果； 传动系统效率较高。 提高车辆的操纵稳定性； 结构紧凑；缺点： 前轮既是转向轮又是驱动轮，结构和运动关系复杂 需使用等速万向节，前轮轮胎寿命短 汽车爬坡能力相对较差 发动机舱布置部件过多，影响散热和维修；RR发动机后置后驱动；应用范围：大、中型客车优点：容易做到前后轴荷的分配合理。 空间利用高； 降低车厢内的噪声。缺点： 稳定性差； 操纵距离长，操纵机构复杂； 无迎风，不容易散热，发动机的冷却条件差。MR发动机中置后驱

6、动；应用范围：跑车、方程式赛车，一些大中型客车将卧式发动机装在地板下面。优点：可以采用较大功率的发动机。 将发动机放在驾驶员座椅之后和后轴之前，有利于获得最佳的轴荷分配； 缩短了传动轴的长度； 空间利用率较高； 散热效果较好；缺点： 稳定性一般； 操纵距离较长，操纵机构比较复杂；nWD全轮驱动方案(n- Wheel Drive)；应用范围：越野车、军事车辆，高级轿车。优点：最大限度的利用地面附着条件，获得尽可能大的牵引力。缺点： 结构复杂； 成本高； 重量大；1.4 液力式传动系统的布置方案液力式传动系统分为：液力机械式（动液式）；静液式。1.5电力式传动系统的布置方案因为环境污染、能源危机等

7、问题日益突出，目前电动汽车越来越得到企业和社会的关注。电动汽车的发展，在近几年来得到了快速的发展。 电力传动系统方案也由过去的发动机发电机电动机模式，转向电池单元电动机模式。电动机由过去的直流电机向交流异步电机转变。燃料电池、混合驱动、车载蓄电池、电动轮等技术越来越成为研究的热点。 目的在于：降低排放、甚至做到零排放，缓解环境污染； 避免石油危机，解决能源的安全问题； 对我国来说：更在于抓住发展机遇，缩短与国外的差距。根据装用的发电机和牵引电机的形式可分为： 1）直流发电机-直流电动机 2）交流发电机-直流电动机 3）交流发电机-直流变频-交流电动机 4）交流发电机-交流电动机汽 车 构 造

8、教 案 第 2 次课教学课型：理论课 实验课 习题课 实践课 技能课 其它主要教学内容（注明：重点* # 难点 ）：第十一章 离合器第一节概述第二节摩擦离合器*#第三节 离合器操纵机构教学目的要求：了解和掌握离合器的功用和类型。典型周布弹簧离合器的构造及工作原理。膜片弹簧离合器的构造及工作原理。离合器从动盘及扭转减振器的功用。教学方法和教学手段：课堂讲授讨论、思考题、作业：3离合器的组成和功用4膜片弹簧离合器与螺旋弹簧离合器的优缺点比较参考资料：多媒体材料，网络资料讲 稿 内 容备注上节内容回顾：传动系的组成和功用、传动系统常用的布置形式第十一章 离合器第一节 概述1. 离合器的基本功用保证汽

9、车起步平稳 保证换档工作平顺 防止传动系统过载2. 对离合器的要求a.由主动部分和从动部分组成；b.主动部分和从动部分可以暂时分离，又可以逐渐接合。c.主动部分和从动部分要非刚性连接，因此可以相对运动。3. 离合器的分类摩擦离合器：靠机械摩擦传动。根据压紧力不同：弹簧压紧、液力压紧、电磁铁吸力压紧。液力耦合器：靠液体之间的耦合作用传动。电磁离合器：靠电磁之间的耦合作用传动。4. 离合器的组成主动部分、从动部分、压紧机构、操纵机构组成；主动部分、从动部分、压紧机构作用是保证离合器处于压紧状态并传递动力；操纵机构保证离合器分离。5. 离合器的工作原理 靠主动盘与从动盘之间的摩擦力矩传递扭矩；在经常

10、状态下，通过压紧弹簧将主动盘与从动盘压在一起；只有在需要脱离时，通过操纵系统压缩压紧弹簧，同时带动从动盘离开主动盘；在离合器由脱离状态向结合状态恢复过程中，适当控制离合器踏板的恢复速度，以避免冲击，并使传动系统工作平稳。在传递的力矩大于主动盘和从动盘之间的最大静摩擦力时，离合器打滑，起到避免过载、保护系统的作用；6. 摩擦离合器的基本性能要求分离彻底；结合柔和；从动部分的转动惯量小。散热性能好；第2节 摩擦离合器1.摩擦离合器的类型按摩擦片的数目分为：单盘离合器；双盘离合器。按压紧弹簧的结构形式分为：膜片弹簧离合器；螺旋弹簧离合器。按操纵机构的形式分为：人力式操纵机构 ；气压助力式机构；2.单

11、盘周布弹簧离合器 的结构特点主动部分飞轮2与压盘16都是主动部分；离合器盖19与压盘之间用沿圆周切向均匀布置的传动片33连接，离合器盖19用螺钉连接在飞轮2上，因此压盘也是主动部分；从动部分从动盘4处于压盘16与飞轮2之间，从动盘铆接在从动盘毂上 。从动盘毂上的内花键与变速器输入轴上外花键相配合。压紧部分通过压盘四周均匀排列的螺旋弹簧31，将压盘、从动部分、飞轮压紧在一起；分离部分分离时分离杠杆25的外端推动压盘16，克服压紧弹簧力，使主动部分与从动部分分离。（分离杠杆的支点）离合器需要与曲轴一起作动平衡，为保证拆卸后的安装，离合器盖与飞轮之间用定位销来保证相对角位置；3. 双盘周布弹簧离合器

12、特点： 可以传递较大的转矩，用于重型车辆。4. 中央弹簧离合器的结构特点采用一个或者两个位于离合器中央的压紧弹簧的离合器。主动部分飞轮、中间盘、压盘、离合器盖从动部分摩擦片压紧机构中央弹簧、分离套筒、拉杆、压紧杠杆分离机构分离套筒、分离弹簧、分离摆杆5. 膜片弹簧离合器的工作原理膜片弹簧：整体呈锥形；由分离指和碟簧两部分组成。膜片弹簧离合器的优缺点优点：膜片弹簧离合器转矩容量大且较稳定；操纵轻便；结构简单紧凑；高速平衡性好；散热通风好；摩擦片的使用寿命长。特性曲线好缺点：膜片弹簧难制造；分离指部分刚度低，导致分离效率低；分离指根部应力集中，容易产生裂纹或损坏；分离指舌尖易磨损，且难以恢复。膜片

13、弹簧离合器的结构形式按膜片弹簧离合器根据分离指在分离时所受力方向分类：推式膜片弹簧离合器拉式膜片弹簧离合器推式膜片弹簧离合器与拉式膜片弹簧离合器的比较1)定义： 当分离离合器时，分离指内端受力方向指向压盘，称之为：推式膜片弹簧离合器。 当分离离合器时，分离指内端受力方向离开压盘，称之为：拉式膜片弹簧离合器2)结构特点： 推式膜片弹簧离合器的膜片的锥顶向后，大端在压盘上，对压盘施加压力。 拉式膜片弹簧离合器的膜片的锥顶向前，大端在离合器盖上，中部对对压盘施加压力3）优缺点： 拉式膜片弹簧离合器在同样的压盘直径下具有高的压紧力和转矩容量，在要求同样的传递转矩时，结构紧凑、简单、质量轻、从动盘转动惯

14、量小、工作平稳冲击小的优点； 缺点是分离轴承制造难度大，装配精度要求高、不便维护的6. 从动盘和扭转减振器从动盘的组成：从动盘本体；摩擦片；从动盘毂。为了使离合器结合时柔和、平稳，从动盘应该具有轴向弹性。安装扭转减振器原因： 发动机传到传动系的扭矩有周期性，因此产生扭转振动。可能产生系统的共振，而影响零部件的寿命或者损坏零部件。 在特殊工况下（紧急制动），也有可能产生较大的冲击。措施： 在离合器从动盘上安装扭转减振器，可以避免系统的共振，衰减冲击载荷。原理一般采减振弹簧，作为吸能元件，吸收系统的振动，利用摩擦作用衰减弹簧的吸收的能量。第3节 离合器的操纵机构定义： 通过驾驶员使离合器分离，而后

15、又使离合器柔和结合的机构。离合器操纵机构的分类： 按照分离离合器的操纵能源，分为： 人力式：全部操纵能量又驾驶员给出； 气压助力式：以空气压缩机产生的压缩空气作为主要操纵能源，人力作为辅助或者在气压系统失效时的后备能源。汽 车 构 造 教 案 第 3 次课教学课型：理论课 实验课 习题课 实践课 技能课 其它主要教学内容（注明：重点* # 难点 ）：第十二章 变速器与分动器第一节 变速器的变速传动机构*#教学目的要求：重点掌握典型固定轴线式齿轮变速器的结构和换挡原理。教学方法和教学手段：课堂讲授讨论、思考题、作业：轴线固定式齿轮变速器的结构和换档原理参考资料：多媒体材料，网络资料讲 稿 内 容

16、备注上节内容回顾： 离合器的基本功用、对离合器的要求、离合器的工作原理、单盘周布弹簧离合器的结构特点、膜片弹簧离合器的工作原理变速器的功用与类型变速器的功用：改变传动比，扩大驱动轮的转矩和转速的范围，以适应经常变化的行驶工况，使发动机工作在高效区。实现倒车；利用空档，中断动力传递。变速传动机构按传动比变化方式不同，可分为三种变速器：1）有级式：采用齿轮传动，有几个定值传动比，按所用轮系形式不同分为：轴线固定式和轴线旋转式2）无级式：传动比可以在一定的范围内按无限多级变化，常见的有电力式和液力式3）综合式：是指由液力变矩器和齿轮式有级变速器组成的液力机械变速器，传动比可以在 最大值和最小值之间的

17、几个间断范围内作无级变化。按操纵方式不同，可以分为：1）强制操纵式2）自动操纵式3）半自动操纵式第1节 变速器的变速传动机构普通齿轮式变速器一般将轴线固定的有级变速器称为普通齿轮式变速器。包括：两轴式和三轴式组合式变速器以12种变速器为主体，通过更换齿轮副或者配备不同的副变速器，得到一组不同档数不同传动比范围的变速器系列。一、三轴变速器a.传动链：输入轴动力输入轴齿轮/中间轴齿轮中间轴齿轮/输出轴齿轮输出轴动力。并通过改变不同中间轴齿轮/输出轴齿轮啮合，实现不同的档位。b.支撑方式：采用圆柱滚子轴承、滚针轴承、向心球轴承作为支撑。滚针轴承具有可承受较大的径向刚度大；径向尺寸小，可以不安装内圈和

18、外圈，因此便于安装在狭小空间内。c.操纵方式：通过各档拨叉，推动同步器（或者结合套）实现换档操作。d.润滑方式与密封：变速箱壳体内注入齿轮油，采用飞溅方式润滑齿轮副、轴、轴承等，同时也通过在齿轮上钻径向孔，或者在齿轮轮毂上开径向油槽的方式，来润滑所在部位的轴承； 变速器的润滑油应避免流入到前端的离合器和后端的万向节 。 三轴变速器各档位传动比的计算 直接档的定义：将输入轴和输出轴直接连接输出动力的档位，该档效率最高。超速档：有些汽车设置了传动比小于1的档位，称之为超速档，用于在良好路面或者轻载行驶，提高汽车的燃油经济性。 如果发动机的功率不高，超速档的应用率不高，节油效果不明显，还导致在该档位

19、汽车的驱动力不足，影响动力性（加速、爬坡）。防止跳档的结构和措施原因：接合套与接合齿圈的结合长度短；经常换档引起接合套的齿端磨损等原因，使汽车在正常行驶时因振动造成接合套与接合脱离，发生自动跳档。典型的防止跳档的结构措施： 齿端制成倒斜面； 花键毂齿端的齿厚切薄；二、两轴式变速器应用：发动机前置前轮驱动，发动机后置后轮驱动的汽车。 特点：输入轴与输出轴平行，无中间轴。 组成：输入轴、输出轴、倒档轴、轴承、变速齿轮两轴变速器特点：无中间轴，输入轴和输出轴平行；没有直接档，因此高速档的效率比三轴变速器低；在传动线路中只有一对齿轮啮合，机械效率高，噪音小。输入轴和输出轴旋转方向相反；结构简单，紧凑、

20、容易布置；在FF或RR布置的汽车上广泛采用，一般将主减速器和差速器也集成在变速箱内。三、组合式变速器主要用于重型车上，档位一般为10个以上。汽 车 构 造 教 案 第 4 次课教学课型：理论课 实验课 习题课 实践课 技能课 其它主要教学内容（注明：重点* # 难点 ）：第十二章 变速器与分动器第二节同步器*#第三节变速器操纵机构第四节 分动器教学目的要求：了解和掌握无同步器变速器的换挡过程，惯性式同步器的构造及工作原理。变速器操纵机构。分动器的功用及结构特点。教学方法和教学手段：课堂讲授讨论、思考题、作业：惯性式同步器的结构和工作原理参考资料：多媒体材料，网络资料讲 稿 内 容备注上节内容回

21、顾： 变速器的功用与类型、普通齿轮式变速器的工作原理第2节 同步器无同步器时变速器的换档过程自低速档换入高速档：齿轮2、齿轮4及其端部接合齿圈的转速由离合器输出轴的转速决定，并跟随其变化。自高速档换入低速档：接合套及其端部接合花键的转速由汽车行驶速度决定并，并跟随其变化同步器的作用无同步器的普通变速器的操纵复杂，换档过程中容易产生冲击，对驾驶员的熟练程度要求高，容易造成驾驶员的疲劳。为克服上述缺点，在普通变速箱上采用同步器，使换档时即将啮合齿轮的接合部位与 接合套的速度相等，即实现同步。惯性式同步器的的构造和原理特点： 惯性同步器靠齿圈的惯性力矩，产生的摩擦作用工作，惯性同步器特点是:在结构上

22、保证了接合部位在未达到同步时不能接触，因此可以避免冲击和发生的噪音。 分为：锁环式和锁销式。 锁环式广泛应用于轿车和轻型、中型车辆 锁销式应用于中型及大型载货汽车变速器上惯性式同步器的构造：组成：同步环、结合套、花键毂、滑块、定位销与弹簧；惯性式同步器工作过程在同步环上作用着两个力矩：拨环力矩M2和惯性力矩M1，只有当M2M1,才能作到结合。M1正比于F1；M2正比于F2。二者均是Fn的分力，相对关系取决于锁止角。通过设置合理的锁止角可以保证在未达到同步前，无论驾驶员施加多大的力，都保证M2M1，而使结合套与同步环不能结合。因为这个锁止作用是由惯性力矩造成的，因此称之为惯性同步器。锁环式同步器

23、的特点结构紧凑；径向尺寸小；锥面间产生摩擦力不大；结合齿端面作为锁止面，容易磨损而失效；适用于转矩不大的高速档或者轿车和轻型车辆。第3节 变速器的操纵机构变速器操纵机构的功用和类型功用：让驾驶员根据路面情况能准确地将变速器挂上或者摘下所需要的某个档位，以保证汽车安全行驶。分类：直接操纵式操纵机构； 间接操纵式操纵机构（远距离操纵）第4节 分动器作用： 在多轴汽车上采用分动器，将变速器的输出动力分配到各驱动桥。因此分动器一般具有一个输入轴、多个输出轴。在一些越野汽车上装有两档分动器，兼起到副变速箱的作用。汽 车 构 造 教 案 第 5 次课教学课型：理论课 实验课 习题课 实践课 技能课 其它主

24、要教学内容（注明：重点* # 难点 ）：第十三章 液力机械传动和机械式无级变速器第一节 液力机械变速器* 第二节 机械式无级变速器教学目的要求：重点掌握液力变矩器与行星齿轮变速器组成的液力机械变速器的工作原理。教学方法和教学手段：课堂讲授讨论、思考题、作业：5液力变矩器工作原理6液力变矩器与液力耦合器的异同点参考资料：多媒体材料，网络资料讲 稿 内 容备注上节内容回顾： 变速器的功用与类型、三轴变速器结构和工作原理、防止跳档的结构和措施、无同步器时变速器的换档过程、惯性式同步器的的构造和原理第十三章 液力机械传动和机械式无级变速器第1节 液力机械传动液力耦合器和液力变矩器都是动液传动装置。所谓

25、动液传动是指靠液体在循环流动过程中动能的变化而传递动力的液压传动方式。一、液力耦合器泵轮刚性连接在外壳上，与曲轴一起旋转。泵轮刚性连接在外壳上，与曲轴一起旋转。泵轮与涡轮装合后，其通过输入轴或者输出轴的断面为环形，成为循环圆，传递动力的液体即绕轴线作圆周运动，又在循环圆内从高能区向低能区作循环运动。在工作轮之间留有一定的间隙（ 3-4mm ），一方面保证安装精度，另一方面过小的间隙会增加液体流动的阻力，甚至引起涡流。工作液充满液力耦合器壳体，同时通过补偿阀和泄油阀补充或者排除工作液。液力耦合器的工作原理流动的液体在动能变化过程中吸收或者放出能量液力耦合器的工作过程工作轮旋转，工作液体在离心力的

26、作用下，外端的动能高于内端的动能；因此工作液在绕轴线作圆周运动的同时，沿工作轮叶片由内部向外部流动。其速度取决于曲轴的速度和工作轮的半径。 泵轮与涡轮的半径相同，而泵轮的速度高于涡轮的速度，因此泵轮内外部工作液压高于涡轮外部的工作液压，工作液自泵轮的外部流向涡轮，并形成首尾相连的螺旋线。 泵轮对液体做功时其能量增高， 液体对涡轮做功，并由涡轮将动力传递给输出轴。汽车上采用液力耦合器的优缺点优点：泵轮与涡轮之间允许较大的转速差，可以保证汽车的平稳起步和加速；衰减传动系统扭转振动并防止转动系统过载，延长传动系统的使用寿命；在暂时停车时也可以不脱开传动系统，可以减少换档的次数；缺点：液力耦合器只能传

27、递扭矩，而不能改变扭矩的大小，因此必须与变速机构一起使用。增加质量和尺寸。因为液力耦合器不能完全的中断动力，因此在换档时仍然需要离合器来中断动力，减少换档时的冲击载荷。存在液流损失，传动效率低。二、液力变矩器液力变矩器与液力耦合器的不同点：在结构上多一个不动的导轮。不仅能传递转矩，还能在泵轮转速和转矩不变的前提下，改变涡轮转矩的大小。液力变矩器的工作原理设发动机转速和负荷不变，即泵轮的（nb）和转矩（Mb）不变。以起步工况为例。nw=0 Mw =Mb + Md Mw Mb液力变矩器起到了增大转矩的作用。当涡轮的转矩随着泵轮的转矩增大而增大到克服汽车的起步阻力，则汽车实现起步。汽车已经实现起步，

28、涡轮转速逐渐增加此时由涡轮叶片出口处的速度为：v= w + u u牵连速度；w沿叶片的相对速度。 V方向改变 Mw =Mb + Md Md逐渐变小 当v与导轮的出口方向一致时 Md=0 此时：Mw=Mbnw 继续增大V继续向左倾斜 Md变为负值此时：Mw=Mb Md直至:nw = nb时，工作液停止流动，不再传递动力。经过上述分析： 液力变矩器的输出转矩可以根据涡轮的转速变化：具体为： 涡轮速度低转矩大于泵轮转矩； 涡轮速度等于一设定值转矩等于泵轮转矩； 涡轮速度高转矩小于泵轮转矩； 涡轮速度等于泵轮速度不传递转矩。 液力变矩器能够改变扭矩的原因是在泵轮和涡轮之间加入了导轮。液力变矩器的特性表

29、征液力变矩器的特性的参数为：传动比i：输出速度与输入速度之比。 i=nw/nb变矩系数K：输出转矩与输入转矩之比。 k=Mw/Mb最大变矩系数：涡轮转速为0时的变矩系数。结论： 液力变矩器的传动比为小于等于1的连续可变的数； 液力变矩器的转矩随着汽车的行驶工况自动的改变。当涡轮的速度低时具有较大的转矩；涡轮速度为0时的转矩最大；当涡轮的速度高时具有较小的转矩；涡轮速度与泵轮的速度相等时的转矩最小为0； 液力变矩器同时具有液力耦合器保证汽车平稳起步，衰减传动系的扭转振动，防止系统过载的特点。在涡轮速度高于nw1时，涡轮的输出转矩小于泵轮的输入转矩，效率低、降低了动力性。三、典型液力变矩器结构a. 三元件综合式液力变矩器单向离合器的作用在液力变矩器的涡轮速度达到一定的程度时，让液力变矩器转化为液力耦合器工作，以增大涡轮在高速时的输出的转矩，提高动力性。因为这个液力变矩器可以转化为液力耦合器工况，因此称之为