《汽车底盘构造与维修（高职版）》教案 第5课 手动变速器（一）.docx

课题手动变速器课时2 课时(90 min )教学目标知识技能目标：(1 )掌握变速器的类型(2 )掌握手动变速器的构造及工作原理(3 )能够拆装手动变速器思政育人目标：(1 )培养安全操作的意识(2)提高科学、辩证统一认识和分析事物的能力(3 )培养环境保护意识教学重难点教学重点：变速器的类型，手动变速器的构造及工作原理 教学难点：拆装手动变速器教学方法任务引入法、问答法、讨论法、实践操作法教学用具电脑、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 )一案例导入(5 min )一传授新知(28 min )-课堂讨论(10 min ) 第2节课：实践操作(40 min ) 一课堂小结(3 min ) 一作业布置(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，组织学生下载任务工单手动变速器拆装，并根据任务工单进行组内分工，同时提醒同学 通过文旌课堂APP或其他学习软件，收集普通齿轮传动机构的工作原理. 手动变速器的构造的相关资料，并进行了解【学生】提前上网观看相关资料，熟悉教材通过课前的 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进行签到【学生】按照老师要求签到培养学生的 组织纪律性，掌 握学生的出勤 情况案例导入 (5 min)【教师】讲述刘先生买车的案例，然后提出以下问题：汽车的档位是越多越好吗？为什么？【学生】聆听、思考.举手回答以情景故事 引出该案例的 重要知识点，激 发学生的学习 兴趣，让学生初 步了解将要学 习的知识及需 要掌握的技能传授新知 (28 min)【教师】通过大家的发言，引入新知，讲解变速器的功用、分类、普通齿轮传 动机构的工作原理.手动变速器的构造通过讲解、图 片展示、课堂互 动等教学方法，自锁装置：能够对各挡位拨叉轴进行轴向定位锁止，防止其自动产生轴向移 动而造成自动换挡或掉挡，其构造及外观如图所示。自锁装置的每根拨叉轴上方 沿轴向设有三个凹槽，自锁钢球被自锁弹簧压在某一凹槽内时，拨叉轴的轴向位 置即被固定，便起到了对某一挡位的自锁作用。(a)ta°(b)外观1 一白粉群簧；2一三锁钢球；3T叉轴；4互锁钢球;5互雌。目锁装置的构造及外观互锁装置：能够阻止两个拨叉轴同时移动(即拨动一根拨叉轴时，其他拨叉 轴锁止)，可防止换挡时同时挂入两个挡位。互锁装置的结构形式很多，最常用 的有锁球式和锁销式。锁球式互锁装置的构造如图所示，当其中一个拨叉轴移动 挂挡时，另外两个拨叉轴会被互锁钢球锁住，从而阻止同时挂入两个挡位。(a)拨叉轴6移诩至(b)拨叉部移动期(c)拨叉轴1移动挂挡L 5、I&叉轴；2、4互锁钢球;3互锁销。的求式互锁装置的构造倒挡锁装置：能够防止汽车在行驶中误挂倒挡，提高行车安全性。倒挡锁装 置由倒挡拨块中的倒挡锁销和倒挡锁弹簧组成，其构造如图所示。倒挡时，须用 较大力度摆动变速杆，变速杆下端推动倒挡锁销压缩倒挡锁弹簧后，才能进入 拨块凹槽，从而换入倒挡。换入倒挡后，倒挡拨叉轴会接通装在壳体上的倒挡开 关，倒挡指示灯就会亮起提示，有效防止误挂倒挡。(a)构造图(b)简1一倒挡锁箱：2倒挡锁伸,* 3倒打拨叉轴t 4变速杆【知识链接】拓展知识面【教师】讲述什么是分动器及其特征分动器一般装在越野车等多轴驱动的汽车上，用来将变速器输出的动力分配 到各驱动桥。其基本结构也是齿轮传动系统。分动器一般装于变速器之后，兼起副 变速器的作用，通常设有两挡。分动器由传动机构和操纵机构两大部分组成。其中， 传动机构由齿轮、轴和壳体等组成，也分为三轴式(见下图)和两轴式；操纵机构 由操纵杆、杠杆机构(或摆板机构)、拨叉轴、拨叉、自锁装置及互锁装置等组成。课堂讨论(10 min )实践操作(40 min )【学生】聆听、思考【学生】聆听、思考、理解、记忆 【教师】组织学生以小组为单位讨论以下问题：两轴式变速传动机构各挡位的传动路线是怎样的？ 【学生】聆听、思考、小组讨论，由小组代表发表讨论结果 【教师】与学生一起评价各组的发言第二节课【教师】组织学生扫码观看拆装手动变速器视频，然后带领学生到实操间 进行实践操作准备物品：2009款北京现代伊兰特轿车操作步骤：1 .准备工作拆装手动变速器所需的主要工具等物品如表所示。通过课堂讨 论，激发学生的 学习兴趣，加深 学生对所学知 识的理解以实际工作 中需要的技能 为出发点，采用 一步一图的形 式，清晰展现了 操作步骤和操 作场景，能够切 实帮助学生掌 握操作技能，通 过理论结合实 践，加深对知识 的理解和运用， 提高学生的行 动能力、反应能 力名称汽车车升装置序号7报会手二二三速器所需的王要工具等物品图示名称；柞淮修工*2.拆装手动变速器托盘千斤顶车外防护三拆装手动变速器的具体步骤如表所示。拆卸手动变速器的具体步骤同康作图示1举升汽车89将托盘千斤 顶支撑在手动 变速器的下方拆直手动变 速器支架各国 定雌拆意各黜 支架固定雌拆卸车轮， 打开发动机 盖r铺设车外 嬲三件套图示序号 具礴作分离离合 器的工作缸| （的）拆卸传感器 支架固定填检03礴 速器支架与! 手动变速器的 固定,取 出手动变速器 支架速器固定摞I 栓，取出手动 会器朝图小安装手前变速器的具体步骡序号 具体操作图示序号具体操作图示装回车轮撤除车外防 护三4转，美装入手动变 速器总成，安 装手动变速器 支架，安装手 受液速器固定 雌安装各稣 支架固定摆桂 及传感器支架 固定填栓，并 装回离合器工 面紧固手动变 速器支架摞检【学生】以小组为单位，进行实操，根据分工填写任务工单一手动变速器 拆装”【教师】根据学生表现，填写考核评价表考核评价表项目名称评价内容考勤6分仪容仪表6分安全意识、委任意识10»团队合作与交流6分劳动纪律6分r则环城性6分积极参力做学活动，按时完成工作活页12»操作规范18分操偿阕度、工作效率12分任务完成情况18分100»(20%)(20%) + 综得级：耐(60%)= 教师(签8) ：目评 互评 师评总评职业素美 考核项目 40%专业能力 考核项目 60%【教师】简要总结本节课的要点课堂小结本节课学习了变速器的类型，手动变速器的构造及工作原理；希望大家课下能多(3 min ) 练习，对变速器有一定的认识，并能正确、熟练的拆装手动变速器【学生】总结回顾知识点总结知识点， 巩固印象作业布置 (2 min)【教师】布置课后作业(1 )复习所学知识，观看拆装手动变速器，熟练掌握操作步骤、操作内容 及实施过程中遇到的问题和解决办法(2 )依据手动变速器拆装任务实施记录表，整理拆装思路，形成项目报告【学生】完成课后任务复习巩固学 到的知识,并能 学以致用教学反思本节课效果不错。激发了学生的学习兴趣,引导学生个体不断探究。其中，教师主要是鼓励学生主 动参与活动并获取积极的体验，主动提出解决问题的途径,教师成为学生学习的组织者、参与者、帮助 者、引导者、促进者。学生主体性的展现需要自由，宽容则是自由的保障，没有宽容也就没有自由可二。 而教师角色的转变是我们主动和积极营造宽容氛围的表现。让学生了解变 速器的功用、分 类、普通齿轮传 动机构的工作 原理、手动变速 器的构造变速器是一套用于协调发动机转速和汽车实际行驶速度的变速装置，它能改 变发动机输出转矩，进而改变汽车的行驶速度。变速器的好坏对于汽车能否发挥 发动机最佳性能具有重要作用。变速器的功用I .改变汽车行驶速度2.实现汽车倒向行驶3.中断发动机动力传递【课堂互动】随机挑选学生回答问题在一些非乘用车中，变速器还有什么功用？【学生】聆听、思考、回答问题【教师】总结学生的回答在一些非乘用车中，变速器还可以作为动力输出装置驱动其他装置。例如，自 卸车上的变速器可为液压举升装置提供动力，汽车起重机上的变速器可为工作装置 提供动力。变速器的分类1 .按传动比的级数不同分类按传动比的级数不同，变速器可分为有级变速器、无级变速器、综合变速器。【课堂互动】随机挑选学生回答问题不同类型车辆的挡位数量一样吗？【学生】聆听、思考.回答问题【教师】总结学生的回答轿车和轻、中型货车通常有3 5个前进挡和1个倒挡。重型汽车挡位较多，有 的重型汽车还装有副变速器。2 .按操纵方式不同分类按操纵方式不同，变速器可分为手动变速器（强制操纵式变速器）、自动变 速器（自动操纵式变速器）、手动/自动一体变速器（半自动操纵式变速器）。3 .1.3普通齿轮传动机构的工作原理1 .变速原理普通齿轮传动机构主要依靠不同齿数的齿轮啮合传动来实现变速。不同齿数的齿轮啮合时会产生同速、减速、增速三种结果。（a）同速（b）频（c）iO普通齿轮传动机构的变速原理2 .换挡原理一对齿轮只有一个固定的传动比，因此只能得到一种输出速度，构成一个挡 位。而采用多组大小不同的齿轮传动，就可构成多个不同的挡位。换挡就是把原本啮合的一对齿轮脱开，让另一对齿轮啮合，将原来的齿轮传 动比变为另一个传动比，从而改变输出速度。如图所示，将图中的齿轮3与齿轮4脱开,让齿轮5与齿轮6啮合，传动比即发 生变化，输出轴的转速、转矩随之发生变化，也就改变了挡位。I一您人轴；口一施土轴；印一中间轴;L 2、3、4、5、6T轮。普通齿轮传动机构的换挡原理【课堂互动】随机挑选学生回答问题什么是变速器空挡？【学生】聆听.思考、回答问题【教师】总结学生的回答若上图中的齿轮3与齿轮4不啮合，齿轮5与齿轮6也不啮合，动力便不能传 到输出轴上，这就是变速器的空挡。3 .变向原理由于外啮合的一对齿轮旋转方向相反，每经历一个传动副，输出轴的旋转方 向就会改变一次。因此，改变输出轴旋转方向的最简单方法就是在原来的传动齿 轮副上增加一个齿轮进行传动。汽车能实现前进和倒车就是在变速器内设置了偶 数对和奇数对外啮合齿轮副。1 ）前进挡如图（a ）所示，啮合的一对齿轮旋转方向相反，因此从动齿轮所在轴与主动 齿轮所在轴的旋转方向相反,而经两对齿轮（“1和2”“3和4”）传动后，输出轴的旋 转方向便与输入轴一致，此时汽车向前行驶。通常将这种汽车向前行驶的挡位称 为前进挡。2 ）倒挡如图（b ）所示，若在齿轮3和齿轮4之间增加一个轴和一个齿轮5，经力和2”“3 和5""5和4”三对齿轮传递动力后，输出轴与输入轴的旋转方向就会相反，此时汽车 向后行驶。通常将这种汽车向后行驶的挡位称为倒挡，增加的轴就称为倒挡轴， 增加的齿轮5就是倒挡齿轮，也称为惰轮。（a ）前蛙（b ）辘1、2、3、4、5一齿轮。普通齿轮传动机构的变向原理3 .1.4手动变速器的构造手动变速器主要由变速传动机构和操纵机构两大部分组成，如图所示。IT队机构;2变速传动机构。手动变速器变速传动机构：主要由齿轮、传动轴、同步器、手动变速器壳和支承件等组 成。操纵机构：主要由换挡拨叉机构和定位锁止装置组成。1.变速传动机构变速传动机构的主要作用是改变输出轴转速和变向，其按前进挡工作轴的数 量可分为两轴式和三轴式。1）两轴式变速传动机构（1）构造。两轴式变速传动机构有两根前进挡工作轴：输入轴（主动轴）、 输出轴（从动轴），故称其为两轴式。两轴式变速传动机构的结构简单、紧凑， 适用于发动机前置前轮驱动的中、小型汽车。两轴式变速传动机构的构造如图所1 一主减速器从动锥齿轮；2输入轴；3输入轴4挡齿轮；4一3、4挡同步器；5输入轴3挡齿轮；6一输入轴2挡齿轮一输入轴倒挡齿轮;8输入轴1挡齿轮；9一输出入轴5挡齿轮；105挡同步器； 11一输出轴5挡齿轮；12一输出轴1挡齿轮；131、2挡同步器；14一输出轴倒挡齿轮；15输出轴2挡齿轮；16一输出轴3挡齿轮；。一输出轴；18输出轴4挡齿轮；19主减速器主动推齿 轮两轴式变速传动机构的构造（2 ）传动路线。两轴式变速传动机构的传动路线如图所示。（a）l挡（b）2挡（c）3挡（d）4挡（e）5挡（f）醐当1输入轴；2输入轴1挡齿轮;3输出轴1挡齿轮；41、2挡同步器；5输出轴；6输入轴2挡齿 轮；7输出轴2挡齿轮；8-3. 4挡同步器；9Ti入轴3挡齿轮；10输出轴3挡齿轮；11一输入轴4挡 齿轮；12一输出轴4挡齿轮；135挡同步器；14输入轴5挡齿轮；15输出轴5挡齿轮；16输入轴倒 挡齿轮；17一倒挡中间齿轮；18一输出轴倒挡齿轮两轴式变速传动机构的传动路线【知识链接】拓展知识面【教师】讲述挂入倒挡时，中间齿轮变化情况挂入倒挡时，倒挡中间齿轮才会移动至与输入轴倒挡齿轮和输出轴倒挡齿轮同 时啮合的位置。【学生】聆听.思考2）三轴式变速传动机构（1 ）构造。三轴式变速传动机构有三根前进挡工作轴：输入轴、输出轴、中 间轴，故称其为三轴式。除前进挡工作轴之外，三轴式变速传动机构还设有倒挡 轴。三轴式变速传动机构适用于发动机前置后轮驱动的汽车。三轴式变速传动机 构的构造如图所示。1城入轴；2一域入轴常咕合齿轮；34. 5挡同步器；4Tt出轴5挡齿轮；5博出轴3挡齿轮；62、3挡同步器；7一显出轴2挡齿轮;8嘘出轴1挡齿轮;9一L色挡同步器；10-博出轴至挡齿轮；11骑出轴；12里挡齿轮；13一里挡轴；14中间轴1挡齿轮；15中间轴2挡齿轮；16中间轴3挡齿轮； 17中间轴5挡齿轮；18中间轴；19中间轴常啮合齿轮。三轴式变速传动机构的（2 ）传动路线。三轴式变速传动机构的传动路线如图所示。（a）l挡（b）2挡（c）3挡（d）4 挡（e）5 挡（f）媚三轴式变速传动机构的传动路线3）同步器挂挡时，所选挡位的一对待啮合齿轮转动速度必须一致(即同步)才能够平 顺啮合，从而顺利挂挡。若在两齿轮不同步时强制挂挡，两齿轮必会因速度差发 生冲击，产生噪声，甚至无法挂挡。为了让待啮合齿轮能够平顺同步，手动变速器中便设置了同步器这一装置。 同步器能够消除换挡冲击、简化换挡过程、缩短换挡时间、延长手动变速器的使 用寿命。同步器有多种类型，如常压式、惯性式、惯性增力式等。惯性式同步器一般由同步装置、锁止装置和接合装置组成。按其锁止装置不 同，惯性式同步器又可分为锁环式惯性同步器、锁销式惯性同步器等。(1)锁环式惯性同步器。锁环式惯性同步器的构造如图所示。它结构紧凑、 径向尺寸小、锥面间摩擦力矩小，常用在所传递转矩不大的乘用车和轻型货车的 手动变速器中。L 7 ;2T建毂；3T蟹感;4滑块运动的轴向槽；5T合齿； Jg合套； 8T阪缺口 ； 9滑块;10. 12T轮；财式惯性同步器的构造(2 )锁销式惯性同步器。锁销式惯性同步器的构造如图所示。其的摩擦锥面 间可产生较大的摩擦力矩，能更有效地缩短同步时间，因此多用在中、重型汽车 的手动变速器中。98IT入轴齿轮；2摩奈维窟；3摩奈堆环；4定位销；5Tg套；6城出轴齿轮；7T出轴；嵯；9花键毅。锁销式惯性同步器的构造【课堂讨论】随机挑选学生回答问题如何正确使用同步器？【学生】聆听.思考.回答问题【教师】总结学生的回答同步器虽然可以让换挡过程更平顺、轻松，但换挡时依然不建议用力过猛，应 尽量有空挡停顿。频繁进行过于猛烈的换挡操作会损坏同步器，使换挡越来越困难。2.操纵机构手动变速器的操纵机构可以保证驾驶人根据驾驶需要挂入所需要的挡位。根据变速杆与变速传动机构相对位置的不同，操纵机构可分为直接操纵式操 纵机构和远距离操纵式操纵机构两种，分别如图所示。7 8一变速杆；2T挡锁机构;3变速叉;4互钳侬；5目魅$簧； 7T ; 8T速叉轴。直接操双式操纵机构:1一变速杆；2一纵向拉浅；3横向拉浅,远距离操纵5濯纵机构手动变速器的操纵机构基本都由换挡拨叉机构和定位锁止装置两部分组成。1 ）换挡拨叉机构下面以6挡手动变速器的换挡拨叉机构为例，介绍换挡拨叉机构的构造，如 图所示。1 一朝杆；2-» ; 3-5. 6t轴；4-3、45.轴;51, 2 轴；6手挡拨叉轴；7T挡拨叉；81. 2挡拨叉;9- ； 10-1. 2挡% ; 113. 4 ; 12-5. 6 ; 13-5. 6 ;14XJIFo锲拨叉机构的构造（6挡手动变速器）在换挡拨叉机构中，变速杆的下端球头插在叉形拨杆下端球座内，变速杆在 驾驶人的操纵下，以中间球节为支点前后摆动，带动叉形拨杆下端球头滑动。拨 叉轴的两端均插入壳体上对应的孔中，可轴向滑动；所有的拨叉和拨块都固定在 相应的拨叉轴上，拨块和3、4挡拨叉的顶部有凹槽，叉形拨杆下端球头可伸入 其中，带动拨叉轴和拨叉移动。手动变速器处于空挡时，各凹槽在横向平面内居中对齐；换挡时，横向扳动 变速杆，使叉形拨杆下端球头伸入选定挡位的拨块顶部凹槽中，再纵向扳动变速 杆，该挡位拨块带动拨叉轴和拨叉沿纵向（轴向）向前或向后移动，便可实现换 挡。2）定位锁止装置为保证手动变速器能够准确、安全、可靠地工作，手动变速器的操纵机构必 须具备自锁、互锁和倒挡锁装置，这些装置统称为定位锁止装置，如图所示。1一1 挡、里轴；2-2. 3轴;3-2. 3 ; 4杆；5、5挡拨块;6三毋舞簧；7巨锁钢球；84, 5挡拨叉轴；9巨雌；U互锁钢球；111挡、空挡拨块。定位锁止装置