汽车机械基础PPT（第3版）全套完整教学课件

汽车机械基础绪论汽车机械总体认识

什么是汽车？什么是机械？“汽车机械基础”是一门什么性质的课程？【任务引入】

汽车是由动力驱动，具有四个或四个以上车轮的非轨道承载的车辆。汽车是一个机械系统、是一个复杂的机电产品，汽车是人类重要的交通工具。机械是将已有的机械能或非机械能转换成便于利用的机械能，以及将机械能变换为某种非机械能或用机械能来做一定工作的装备或器具。

汽车机械是机械工业的重要组成部分。【任务分析】1．掌握汽车的主要组成。2．掌握机器的组成及特征。3．掌握机器、机构、机械、零件、构件、部件的概念。4．掌握零件、构件与部件的区别与联系。5．了解本课程的学习内容和学习目标。【学习目标】

一、机械的概念

二、本课程的学习内容和学习目标【相关知识】燃油汽车总体构造图一、机械的概念

（一）机器1.机器的组成

发动机是汽车的动力装置，它的作用是使燃料燃烧产生动力，然后通过底盘的传动系驱动车轮，使汽车行驶。（1）发动机曲柄连杆机构配气机构燃油汽车发动机分类：（燃料供给系统不同）点火方式为压燃式，无点火系统。★汽油发动机★柴油发动机燃料供给系统冷却系统润滑系统点火系统起动系统

两大机构五大系统①曲柄连杆机构：曲柄连杆机构是发动机实现工作循环、完成能量转换的主要运动部件。②配气机构：配气机构的功用是根据发动机的工作顺序和工作过程，定时开启和关闭进气门和排气门，使可燃混合气或空气进入气缸，并使废气从气缸内排出，实现换气过程。③燃料供给系统：

汽油机：根据发动机的要求，配制出一定数量和浓度的混合气，供入气缸，并将燃烧后的废气，从气缸内排到大气中去。

柴油机：将柴油和空气分别供入气缸，在燃烧室内形成混合气并燃烧，最后将燃烧后的废气排出。④冷却系统：冷却系统的功用是带走发动机内的热量，让发动机在适宜的温度下工作。⑤润滑系统：润滑系统的功用是润滑发动机内有相对运动的零件，减少摩擦和磨损。⑥点火系统：点火系统的功用是按照气缸的工作顺序，定时地在火花塞两电极间产生足够能量的电火花，确保点燃混合气，使发动机做功。⑦起动系统：起动系统的功用是通过起动机将蓄电池的电能转换成机械能，使发动机运转。（2）底盘

底盘的作用是支承、安装汽车发动机及其各部件、总成，形成汽车的整体造型，并接受发动机的动力，使汽车产生运动，保证正常行驶。①传动系：由离合器、变速器、万向传动装置、主减速器、差速器和半轴等组成。汽车发动机所发出的动力靠传动系传递到驱动车轮。

离合器—是汽车传动系中直接与发动机相连的总成；

变速器—用来改变发动机传到驱动轮上的扭矩和转速；

万向传动装置—传递在工作过程中相对位置不断改变的两根轴的运动；

主减速器—增大由传动轴或变速器传来的扭矩；

差速器—将动力合理地分配给左、右驱动轮，使汽车顺利转弯。②行驶系：由车架、车桥、悬架和车轮等部分组成。功用是支承全车质量，并保证汽车正常行驶。

车架—承受载荷，包括汽车自身零部件的质量和行驶时所受的冲击、扭曲、惯性力；

车桥—传递车架与车轮之间各方向的作用力；

悬架—车架与车桥之间的一切传力装置的总称，包括弹性元件、减震器和传力装置三部分，分别起到了缓冲、减震和力的传递作用；

车轮—作用是与地面接触使汽车得到所需的牵引力。③转向系：由转向盘、转向器、转向节、转向节臂、横拉杆、直拉杆等组成。功用是用来保持或者改变汽车行驶方向的机构，能够在汽车转向行驶时，保持各转向车轮之间有协调的转角关系。④制动系：由制动主缸、制动轮缸、比例分配阀、车轮制动器等组成。功用是使汽车以适当的减速度降速行驶直至停车，在下坡行驶时使汽车保持适当的稳定车速，使汽车可靠地停在原地或坡道上。（3）车身

车身不仅是驾驶员的工作场所，也是容纳乘客和货物的场所。车身有封闭作用、保证行车安全和减轻事故后果的作用。车身按承载方式分类，可分成非承载式车身、半承载式车身和承载式车身三大类。承载式车身（4）电气设备

汽车电气设备是汽车的重要组成部分，它控制着发动机、车灯，甚至汽车全身，是汽车的中枢神经系统。典型轿车构造图单缸内燃机1—活塞

2—进气门推杆

3—凸轮轴

4—大齿轮

5—小齿轮

6—曲轴

7—连杆

8—排气门推杆

归纳得出：从功能上看，一部完整机器由以下四个基本部分组成。控制部分机器动力部分执行部分传动部分

一、动力部分：是驱动机器完成预定功能的动力源，其作用是将其他形式的能量转换为机械能，以驱动机器各部件。二、执行部分：是机器中直接完成工作任务的组成部分，其运动形式依据机器的用途不同，可能是直线运动、回转运动或间歇运动等。三、传动部分：是机器中介于动力部分和执行部分之间，用来完成运动形式、运动和动力参数转换的组成部分。可以减速、增速、调速（如机床和汽车的变速箱）、改变转矩以及改变运动形式等，满足执行部分的各种要求。四、控制部分：是使上述三个基本职能部分彼此协调运作，并准确、安全、可靠地完成整机功能的组成部分。①各类机器都是人为的实体组合。②机器的各部分之间具有确定的相对运动。③机器能完成有用的机械功或实现能量转换。2.机器的特征汽车内燃机热（内）能转换成机械能。化学能转换成机械能。具备机器前两个特征的多构件组合体，称为机构。（二）机构脚踏缝纫机脚踏自行车内燃机中的机构：组成：曲轴、连杆、活塞、气缸。改变转速。连续转动→往复直线运动。1.曲柄滑块机构往复直线运动→连续转动。2.齿轮机构组成：大小齿轮、气缸。3.凸轮机构组成：凸轮、推杆、气缸。几个概念：3.部件：机器中一组协同工作的零件组成的独立制造或装配的组合体。离合器、减速器2.零件：机器中最小制造单元（不可拆的）。齿轮、螺钉通用零件：各种机器中普遍使用。螺栓、轴、弹簧专用零件：特定机器中使用。内燃机中的曲轴、活塞1.构件：组成机构的具有确定相对运动的实体。活塞、连杆通用部件：滚动轴承、减速器专用部件：汽车转向器连杆机械：“机器”和“机构”的总称。抛开机器的第三个特征，机器和机构就没什么区别了!机构是一个构件系统，机器包含构件系统和其他组成装置。机构与机器的区别：零件是制造单元，构件是运动单元，部件是装配单元。零件、构件与部件的区别：

构件可能由多个零件刚性连接而成，也可能是一个单独零件；部件中的各零件之间不一定具有刚性连接。机械的典型实例:二、本课程的学习内容和学习目标“汽车机械基础”是高职高专汽车类各专业必修的一门专业技术基础课，因此本课程务求为同学们打下一个基础的平台。为给同学们学习专业课提供必要的机械基础知识，该课程内容包括汽车常用机构、汽车机械传动装置、汽车常用机械零部件、汽车液压传动、汽车工程材料、汽车制造技术（金属成形热加工和金属成形冷加工）、汽车构件力学分析等知识。1．本课程的学习内容①掌握汽车常用机构工作原理、结构特点及其在汽车中的应用。②掌握汽车机械传动装置的类型、特点及其在汽车中的应用。③掌握汽车常用机械零部件的类型、特点及其在汽车中的应用。④掌握液压传动相关知识及其在汽车中的应用。⑤掌握汽车常用材料的主要性能、铁碳合金、热处理方法和汽车典型零件选材知识。⑥掌握金属成形热加工方法及其在汽车中的应用。⑦掌握金属成形冷加工方法及其在汽车中的应用。⑧掌握汽车构件静力分析方法与强度分析方法。2．本课程的学习目标1．汽车是由动力驱动，具有四个或四个以上车轮的非轨道承载的车辆。汽车是一个机械系统、是一个复杂的机电产品。2．机械是指机器与机构的总称。3．“汽车机械基础”是高职高专汽车类各专业必修的一门专业技术基础课。【任务实施】项目一汽车常用机构任务一平面机构的结构分析任务二汽车常见四杆机构任务三汽车凸轮机构与棘轮机构任务一平面机构的结构分析

汽车常用的机构有刮水器机构、前轮转向机构、内燃机配气机构等。这些机构的各组成部分之间是通过运动副连接的。那么，内燃机配气机构采用了哪些运动副？内燃机配气机构的各构件之间具有确定的相对运动。那么，内燃配气机构具有确定相对运动的条件是什么？【任务引入】图1-1内燃机配气机构1—挺柱2—气门3—弹簧

4—摇臂

5—推杆6—凸轮

机构是多个构件的实体组合，且各构件之间具有确定的相对运动。使两构件直接接触并能产生一定相对运动的连接为运动副。然而，任意拼凑的构件组合不一定能够运动，即使能够运动，也不一定具有确定的运动。因此，掌握运动副知识和机构具有确定相对运动的条件非常必要。【任务分析】图1-1内燃机配气机构1—挺柱2—气门3—弹簧

4—摇臂

5—推杆6—凸轮1．掌握平面机构的组成。2．掌握运动副的概念、形式和符号。3．能够绘制平面机构运动简图。4．掌握机构具有确定相对运动的条件。【学习目标】

一、平面机构的组成

二、机构运动简图的绘制

三、机构具有确定相对运动的条件

【相关知识】构件在同一平面或在相互平行的平面内运动的机构。平面机构同一平面相互平行的平面至少有两个构件能在三维空间中相对运动。常用的机构大多数为平面机构。平面机构：空间机构：机构分类

空间机构一、平面机构的组成1.构件的自由度自由度：构件可能出现的独立运动。一个做平面运动的自由构件有3个自由度。2.运动副

运动副：两个构件直接接触又能产生一定相对运动的连接称为运动副。轴与轴承传动齿轮约束：对构件独立运动的限制。活塞与连杆点接触线接触面接触（1）面接触--低副；

运动副中两个构件的接触形式主要有点、线、面（运动副元素）三种。（2）点或线接触--高副。移动副回转副回转副①回转副：组成运动副的两构件，只能绕某一轴线在一个平面内做相对转动的运动副；（1）低副

面接触的接触部分压强较低，不易磨损，使用寿命较长。②移动副：组成运动副的两个构件，只能沿某一方向做相对直线运动的运动副。（2）高副

齿轮副凸轮副点接触或线接触的接触部分压强较高，故容易磨损。高副提供约束及自由度情况：引入1个约束，保留2个自由度。低副提供约束及自由度情况：引入2个约束，保留1个自由度。回转副移动副平面机构自由度与约束情况

根据组成运动副的两构件之间的相对运动是平面运动还是空间运动，运动副可分为平面运动副和空间运动副。

螺旋副球面副空间运动副机架-原动件-从动件-按给定运动规律独立运动的活动构件必有一个。其余活动构件，其活动取决于原动件的运动规律及机构的组成情况。固定构件只有一个。构件机构由构件和运动副组成。3.组成机构的构件类型二、机构运动简图的绘制回转副（1）运动副的表示方法1.机构运动简图图形符号若构件固连在一起，则涂以焊接记号；画有斜线的构件代表机架。移动副凸轮副齿轮副齿轮副外啮合齿轮副内啮合（2）构件的表示方法两副构件

轴、杆等构件图形符号的图线用两倍粗实线表示，块类构件图形符号用小方块表示。三副构件步骤如下：①分析机构的运动情况，找出机构的机架、原动件和从动件。②分析构件间相对运动的性质，确定运动副的类型。③以与机构运动平面相平行的平面作为绘制运动简图的平面。④按比例尺用规定的符号和线条绘制机构运动简图。2.机构运动简图的绘制方法和步骤例1-1绘制图示0-6单缸内燃机的运动简图。1—活塞2、8—推杆3—凸轮轴4—大齿轮

5—小齿轮6—曲轴7—连杆9-气缸体10-凸轮自由度计算公式：设平面机构有n个活动构件，PL个低副，PH个高副。

F=3n-2PL-PHF=33-24-0=

1

机构的自由度是指机构中各构件相对于机架所具有的独立运动数目。三、机构具有确定相对运动的条件1.机构的自由度n=3，PL=4，PH=0

解：n=3，PL=4，PH=0

F=3n–2PL–PH=3×3–2×4–0=1解：n=2，PL=2，PH=1

F=3n–2PL–PH=3×2–2×2–1=1解：

计算实例n=5，PL=7，PH=0

F=3n–2PL–PH=3×5–2×7–0=1解：例1-2计算图1-9所示单缸内燃机机构的自由度。F=3n–2PL–PH

=3×5–2×6–2=1解：（1）复合铰链：两个以上构件在同一处构成同轴线的回转副。处理：三个构件在同一轴线处，有两个回转副。n个构件时，有n–1个回转副。推理：2.计算机构自由度的注意事项412356n=5，PL=7，PH=0

F=3n–2PL–PH=3×5–2×7–0=1解：（2）局部自由度：不影响其它构件相对运动的自由度，只与局部运动有关。F＝33-23-1＝2（）F＝32-22-1＝1（）

在计算机构自由度时，局部自由度可预先排除。（3）虚约束：与其他约束重复而不起限制运动作用的约束。①两构件形成多个轴线重合的回转副。F＝31-21-0＝1（）

在计算机构自由度时，应当除去虚约束不计。

②两构件形成多个导路平行或重合的移动副。F＝32-22-1＝1（）F＝32-22-1＝1（）

在计算机构自由度时，应当除去虚约束不计。

F＝33-24-0＝1（）F＝34-26-0＝0（）③两构件上连接点的运动轨迹互相重合。

在计算机构自由度时，应当除去虚约束不计。

④机构中具有对运动不起作用的对称部分。

虚约束对机构运动虽然不起作用，但可以增加构件的刚性，改进受力，减少磨损，因而在机构中经常出现。F＝33-23-2＝1（）例1-3计算图示筛料机构的自由度。F=3n–2PL–PH

=3×7–2×9–1=2解：例1-4计算图示冲压机构的自由度。F=3n–2PL–PH=3×9–2×12–2=1解：机构自由度原动件结论F＝33-24=11

F=原动件数目

机构有确定运动。F＝33-24

=12

F＜原动件数目

机构将破坏。3.机构具有确定运动的条件机构自由度原动件结论F＝34-25=21

F＞原动件数目

机构运动不确定。F＝32-23

=00

F=0

机构为桁架结构，不能运动。F≤0F>0原动件数=F，运动确定。原动件数<F，运动不确定。原动件数>F，机构破坏。

结论构件间无相对运动，不成为机构。构件机架原动件从动件运动副高副低副回转副移动副平面机构自由度计算平面机构运动简图1、

F

=

3n-2PL-PH2、注意事项复合铰链局部自由度虚约束具有确定运动的条件F＞0

=原动件数

总

结1.内燃机配气机构运动副的类型分析2.内燃机配气机构具有确定相对运动的条件【任务实施】1.内燃机配气机构运动副的类型分析

解：图1-1所示内燃机配气机构由凸轮轴、推杆、摇臂和气门组组成。发动机工作时，曲轴通过正时齿轮驱动凸轮轴旋转，凸轮旋转推动挺柱上下运动，挺柱的上下运动通过推杆推动摇臂像杠杆一样绕着摇臂轴摆动。当摇臂的长臂端向下摆动时，压缩气门弹簧使气门开启；向上摆动时，气门在弹簧力的作用下逐渐关闭。从机械角度分析，内燃机配气机构的运动由凸轮6输入，凸轮6与挺柱1之间是点或线接触，组成高副；气门2与弹簧3组成移动副；气门2与摇臂4之间是点或线接触，组成高副；摇臂4与推杆5组成回转副；挺柱1与机架（内燃机壳体和气缸体）组成移动副。2.内燃机配气机构具有确定相对运动的条件机构的自由度数大于零，且等于机构的原动件数。项目一汽车常用机构任务一平面机构的结构分析任务二汽车常见四杆机构任务三汽车凸轮机构与棘轮机构任务二汽车常见四杆机构汽车风窗刮水器汽车前轮转向机构汽车车门启闭机构【任务引入】汽车风窗刮水器、汽车前轮转向机构、汽车车门启闭机构分别采用的是哪种四杆机构？是怎样进行工作的？【任务分析】汽车风窗刮水器、汽车前轮转向机构、汽车车门启闭机构采用的是平面四杆机构。铰链四杆机构是平面四杆机构中最基本的形式，学习铰链四杆机构学生能对机械运动有较为直观的认识，同时为以后各类机构的学习打下必要的基础。1．掌握铰链四杆机构的基本类型。2．掌握铰链四杆机构的基本性质。3．掌握铰链四杆机构的演化形式。【学习目标】一、平面连杆机构二、铰链四杆机构类型的判别三、铰链四杆机构的基本性质四、铰链四杆机构的演化形式【相关知识】一、平面连杆机构

平面连杆机构是由一些刚性构件用回转副和移动副相互连接而组成的机构。平面连杆机构能进行多种运动的变换及实现一些简单的运动规律和运动轨迹。运动副都是低副，是面接触，不易磨损，使用寿命长。

低副的接触表面是圆柱面和平面，易于加工，成本较低。

低副中存在间隙，将不可避免地引起机构的运动误差。

数目较多的低副会引起运动累积误差，降低运动精度。

低副不容易精确地实现复杂的运动规律。

在各种运动精度要求不高、运动规律不复杂的机械和仪器中获得广泛使用。优点：缺点：应用范围：

铰链四杆机构：全部用回转副相连的平面四杆机构，简称铰链四杆机构。由四个构件组成的平面连杆机构称为平面四杆机构。平面四杆机构

铰链四杆机构

滑块四杆机构：凡含有移动副的平面四杆机构，简称滑块四杆机构。

滑块四杆机构连架杆：与机架相连的构件1、3连杆：不与机架相连的构件2机架：机构固定不动的构件4曲柄：作整周转动的连架杆1摇杆：作往复摆动的连架杆31.铰链四杆机构的组成1234铰链2.铰链四杆机构的基本类型（1）曲柄摇杆机构（2）双曲柄机构（3）双摇杆机构曲柄连杆摇杆连架杆连架杆机架（1）曲柄摇杆机构主要用途：改变运动形式。

应用：雷达天线俯仰机构将转动变为摆动！应用：缝纫机踏板机构将摆动变为转动！应用：搅拌机机构实现所需的运动轨迹！（2）双曲柄机构主要用途：改变运动速度。

应用：惯性筛机构改变运动速度！

双曲柄机构中有两种特殊机构：正平行四边形机构和反平行四边形机构。

反平行双曲柄机构两曲柄转向相反，角速度不等。

正平行双曲柄机构：两曲柄转向相同，角速度始终相等。应用：机车车轮联动机构被联动的各轮与主动轮作相同的运动！（3）双摇杆机构主要用途：改变摆角。应用：港口起重机应用：飞机起落架双摇杆机构有一种特殊机构：等腰梯形机构（两摇杆长度相等）。

等腰梯形机构运动时，两个摇杆AB与CD的摆角不等，使其与机架AD所夹的角度也不相同。最长杆最短杆a.若最短杆为连架杆，该机构一定是曲柄摇杆机构；

b.若最短杆为机架，该机构一定是双曲柄机构；c.若最短杆为连杆，该机构一定是双摇杆机构。①当最短杆

+最长杆

≤其余两杆之和。②当最短杆+最长杆＞其余两杆之和。不论取哪一杆为机架，均为双摇杆机构。二、铰链四杆机构类型的判别③当构件的长度具有特殊的关系，如不相邻的杆长度两两分别相等。不论取哪一杆为机架，均为双曲柄机构。最长杆最短杆综上，铰链四杆机构存在曲柄的条件是：①最短杆与最长杆的长度之和≤其他两杆长度之和；②连架杆和机架中必有一杆是最短杆。

最短杆AB与最长杆BC之和与其他两杆之和的关系为：

例1-5如图所示铰链四杆机构中，杆AB长L1=70mm，杆BC长L2=160mm，杆CD长L3=120mm，杆AD长L4=170mm，试判断其类型。解：L1+L4=240mm又因为最短杆AB为连架杆，所以，该铰链四杆机构为曲柄摇杆机构。L2+L3=280mmL1+L4

＜L2+

L3三、铰链四杆机构的基本性质曲柄摇杆机构急回特性曲柄摇杆右极限:

连杆与曲柄拉伸共线左极限:

连杆与曲柄重叠共线正行程（推程、慢行程）：

曲柄转过：180º；反行程（回程、快行程）：

曲柄转过：180º

。

极位夹角：从动件处于两极限位置时，连杆在对应位置所夹的锐角。1.急回特性行程速比系数K：有效分力

Ft

FcosFsin

有害分力

Fn

Fsin

Fcos

压力角

—作用在从动件上的力的方向与受力点的绝对速度之间所夹锐角。

传动角

—压力角的余角。2.压力角与传动角

角越大，Ft越大，Fn越小，对机构的传动越有利。连杆机构中，常用传动角的大小及变化情况来衡量机构传力性能的优劣。

不管在主动件上作用多大的驱动力，都不能在从动件上产生有效分力的机构位置，称为机构的死点位置。连杆与曲柄在两个共线位置时，主动件摇杆通过连杆作用于从动件曲柄上的力F通过其回转中心，0°，曲柄不能转动。3.死点位置死点位置有其不利的一面，也有其有利的一面。死点位置有其不利的一面，也有其有利的一面。1.曲柄滑块机构曲柄摇杆机构中一个回转副转化为移动副。四、铰链四杆机构的演化形式对心曲柄滑块机构

偏置曲柄滑块机构

应用：内燃机中的曲柄滑块机构2.曲柄摇块机构曲柄滑块机构中，当将连杆改为机架时，就演化成曲柄摇块机构。

应用：自卸车翻斗机构应用：自卸车翻斗机构

一、汽车风窗刮水器分析二、汽车前轮转向机构分析三、汽车车门启闭机构分析【任务实施】一、汽车风窗刮水器分析二、汽车前轮转向机构分析三、汽车车门启闭机构分析项目一汽车常用机构任务一平面机构的结构分析任务二汽车常见四杆机构任务三汽车凸轮机构与棘轮机构任务三汽车凸轮机构与棘轮机构内燃机配气机构驻车制动锁止机构【任务引入】汽车内燃机配气机构是发动机中的重要机构，工作时要求在一个工作循环内，气门要迅速打开，随即迅速关闭，然后保持关闭不动。汽车停在斜坡上不会下滑是驻车制动锁止机构在起作用。那么，内燃机配气机构采用的是哪种机构，是怎样进行工作的？驻车制动锁止机构采用的又是哪种机构，是怎样进行工作的？内燃机配气机构驻车制动锁止机构【任务分析】控制内燃机配气机构的是凸轮机构，凸轮机构是一种常用的高副机构。凸轮机构可以将匀速转动变换为非匀速运动，或间歇运动。汽车可靠地停在斜坡上保持不动，只有用机械驻车制动系统才能实现，驻车制动系统多应用棘轮机构实现驻车锁止。1．掌握凸轮机构的组成、特点和分类。2．掌握压力角的大小对凸轮机构传动效率的影响。3．掌握凸轮机构在汽车中的应用。4．掌握棘轮机构的组成和工作原理。5．掌握棘轮机构在汽车中的应用。【学习目标】

一、凸轮机构

二、棘轮机构【相关知识】一、凸轮机构（一）凸轮机构的组成与特点凸轮：具有曲线轮廓或凹槽的构件1。从动件：由凸轮直接推动的构件2。机架：固定的构件3。（推杆）1.凸轮机构的组成2.凸轮机构的特点

优点：结构简单、工作可靠、设计方便，只要设计适当的凸轮轮廓，便可使从动件得到所需的运动规律。缺点：凸轮轮廓加工较为困难，凸轮轮廓精度要求高时，需用数控机床进行加工。而且，凸轮副是点接触或线接触的高副，接触应力较大，易磨损。

凸轮运动时，其上的曲线轮廓与从动件高副接触。若凸轮轮廓曲线或凹槽曲线按从动件的预期运动规律设计而成，可获得预期的运动。1.按凸轮的形状分类：盘形凸轮、移动凸轮、圆柱凸轮。

结构简单，易于加工，应用最为广泛。

它可视为盘形凸轮的回转轴心处于无穷远处时的演化型式。

空间凸轮机构，可使从动件获得大的工作行程。（二）凸轮机构的类型

平板凸轮圆柱凸轮盘形凸轮2.按从动件的形状分类：尖顶从动杆、曲面从动杆、滚子从动杆、平底从动杆。

结构复杂、耐磨损，可承受较大载荷，在工程实际应用最为广泛。

结构简单、但易磨损，用于受力不大、低速及要求传动灵敏的场合，如仪表、记录仪。

受力好、能减小磨损，故用于高速传动，但不能用于具有内凹轮廓曲线的凸轮。尖顶从动杆滚子从动杆平底从动杆3.按从动件的运动方式分类：移动从动杆、摆动从动杆。（三）凸轮机构的应用凸轮机构在汽车中主要应用于发动机配气机构（在凸轮轴上）。凸轮轴是汽车中不可缺少的、非常重要的零件。按凸轮轴的布置位置，凸轮轴可分为凸轮轴上置式、凸轮轴中置式和凸轮轴下置式三种。按凸轮轴的数量，凸轮轴可分为单顶置凸轮轴和双顶置凸轮轴两种。单顶置凸轮轴直接驱动进、排气门；双顶置凸轮轴一根控制进气门、一根控制排气门。双顶置凸轮轴是多气门发动机必不可少的配备，现在的发动机大都采用双顶置凸轮轴（奥迪、丰田等）设计。有些V型气缸的发动机，甚至会配备四根凸轮轴。靠模车削机构

自动送料机构自动进刀机构

若达到一定值时，会有：Fx-

有害分力，垂直于导路；Fy-

有效分力，沿导路方向。

越大→Fy越小，

Fx越大。Fx>Fy→机构发生自锁。为了保证凸轮机构正常工作，要求：

max≤[]

定义：从动件运动方向和接触处轮廓法线方向所夹的锐角称为压力角

。推程时：对于移动从动件[]=300；对于摆动从动件[]=450；回程时：通常取[]=700～800。

注：回程一般不会出现自锁，通常只需校核推程压力角。（四）凸轮机构的压力角二、棘轮机构棘轮机构主要由棘爪、棘轮和机架组成。棘轮机构1.棘轮机构的组成2.棘轮机构的工作原理当摇杆逆时针摆动时，驱动棘爪便插入棘轮的齿槽中，推动棘轮转过一定角度，而制动棘爪，则在棘轮的齿上滑过；当摇杆顺时针摆动时，驱动棘爪在棘轮的齿上滑过，而制动棘爪将阻止棘轮做顺时针转动，故棘轮静止不动。因此，摇杆做连续的往复摆动时，棘轮做单向间歇转动。棘轮机构应用：制动！3.棘轮机构的应用自行车后轮轴棘轮机构当人脚蹬自行车踏板时，经自行车前轮轴上链轮和其上链条带动后轮轴上的链轮（内圈具有棘齿）转动，链轮再通过棘轮和棘爪带动后轮轴转动，后轮轴与自行车后轮之间为刚连接，使后轮也随之转动，从而驱使自行车前行。

一、内燃机配气机构工作情况分析二、驻车制动锁止机构工作情况分析【任务实施】内燃机配气凸轮机构一、内燃机配气机构工作情况分析当凸轮等角速度转动时，通过凸轮的轮廓驱使气门杆做有规律的往复直线运动，从而使气门按预定时间打开或关闭（关闭是借弹簧的弹力作用），并保证气门开启或关闭的时间和开度，使可燃物质进入气缸或使废气排出。二、驻车制动锁止机构工作情况分析驻车制动时，将操纵杆向上扳起，通过平衡杠杆将驻车制动操纵拉绳拉紧，促动两后轮制动器制动。由于制动锁止机构中棘爪的单向作用，棘爪与棘轮啮合后，操纵杆不能反转，故整个驻车制动系统能可靠地被锁定在制动位置。驻车制动系统的机械传动装置，如图所示。解除制动时，先将操纵杆扳起少许，再压下操纵杆端头的压杆按钮，通过棘爪压杆使棘爪离开棘轮，然后将操纵杆向下推到解除制动位置。此时，拉绳放松，驻车制动解除。随后，放松操纵杆端头的压杆按钮，使棘爪得以将整个驻车制动系统锁在解除制动位置。项目二汽车机械传动装置任务一带传动任务二链传动任务三齿轮传动任务四蜗杆传动任务五轮系传动任务六螺旋传动

传动方式可以分为机械传动、电气传动、液压传动和气压传动。其中机械传动最为常见。

传动方式按照传动原理，机械传动可分为两大类：

1.摩擦传动――依靠构件接触面的摩擦力来传递动力和运动的传动，如带传动。

2.啮合传动――依靠构件间的相互啮合来传递动力和运动的传动，如链传动、齿轮传动和蜗杆传动。机械传动是利用机械方式传递动力和运动的传动。汽车机械式传动系任务一带传动

轿车发动机中，内燃机配气机构采用带传动传递运动和动力。那么，它采用的是哪种带传动，为什么？汽车生产中常采用哪几种带传动？【任务引入】

带传动用于原动机与工作机之间的传动，调整工作机部分与原动机部分的速度关系，实现减速、增速和变速要求。带传动属于挠性传动，挠性传动是通过中间挠性件传递运动和动力的传动形式，其主要作用就是传递扭矩和改变转速。【任务分析】1．掌握带传动的类型和不同类型的特点。2．掌握带传动在汽车中的应用。3．掌握带传动的弹性滑动和打滑产生的原因及二者之间的区别。4．掌握带传动的张紧方法。【学习目标】一、带传动的组成、传动比与特点二、带传动的类型及在汽车中的应用三、带传动的受力分析四、带传动的打滑和弹性滑动五、带传动的张紧、安装和维护【相关知识】一、带传动的组成、传动比与特点1.带传动的组成与传动比1—主动带轮

2—从动带轮

3—传动带

带传动是由两个带轮1、2和一根紧绕在两轮上的传动带3组成，靠带与带轮接触面之间的摩擦力（或啮合力）来传递运动和动力的一种挠性传动。带传动的传动比：设主动带轮1的转速为n1，从动带轮2的转速为n2，比值n1/n2称为带传动的传动比i。理论传动比：带传动中的两轮转速与带轮直径成反比。☻摩擦带传动，有弹性滑动，传动比不稳定；优点：☻摩擦带传动，过载时打滑可防止其他零件损坏；☻具有良好的弹性，能够缓冲和吸振，传动平稳、噪声小；☻结构简单，便于加工，无需润滑，成本低廉；☻适用于中心距较大的两轴间的传动。缺点：☻不宜在高温、易燃易爆、有油、水等腐蚀介质场合下使用；☻常需要张紧装置，对轴和轴承的压力较大。☻传动效率低，传动带的寿命较短，对使用不利；2.带传动的特点1.摩擦带传动：靠带与带轮之间的摩擦力来传递运动和动力（平带和V带传动）；

2.啮合带传动：靠带内侧凸齿与带轮外缘上的齿槽相啮合来传递运动和动力（同步带传动）。摩擦带传动按工作原理不同：二、带传动的类型及在汽车中的应用啮合带传动（一）带传动的类型（1）平带传动：最简单，适合于中心距较大的情况；（2）V带传动：产生的摩擦力比平带大，应用最广泛；（3）多楔带传动：适于传递功率较大，要求结构紧凑场合；（4）圆形带传动：常用于缝纫机、仪器等低速小功率场合。1.摩擦带传动按截面形状分为：圆形带多楔带平带V带金属传动带：在现代汽车上最为常见的无级式变速器采用的是金属带式无级变速器（VDT-CVT）。金属传动带由几百个金属摩擦片和两束金属环带组成，金属摩擦片通过插入其两个狭槽的金属环带连接在一起。两组环带相互平行，均由十层左右很薄的挠性环带叠合而成。金属环带导向并连接几百个金属摩擦片传递动力。2.啮合带传动曲轴同步带轮凸轮轴同步带轮张紧轮水泵同步带轮同步带汽车配气机构同步带传动帘布芯结构：制造方便，抗拉强度高，价格低廉。绳芯结构：韧性好，适用转速较高、带轮直径较小的场合。（二）普通V带1.普通（包边）V带的结构帘布芯结构绳芯结构2.普通V带的参数3.普通V带的型号★普通V带按截面尺寸不同，分为Y、Z、A、B、C、D、E七种型号。YZABCDE截面逐渐增大普通V带参数：基准长度Ld、节宽bp、基准直径dd等。4.普通V带的带轮的结构和材料带轮由轮缘、轮辐和轮毂三部分组成。

带轮常用的材料有灰铸铁、铸钢或非金属材料等，其中，灰铸铁应用最广。

轮缘轮辐带轮轮辐的结构形式：轮毂（a）实心式（b）腹板式

（c）孔板式（d）轮辐式（1）平带传动（2）V带传动（3）多楔带传动（4）圆形带传动

汽车V带汽车V带是标准件，根据公称顶宽分为AV10、AV13、AV15、AV17、AV22等五种型号，AV后面的数字表示顶宽的大小（mm）。汽车V带的标记内容和顺序：型号

×

有效长度公称值

标准号。

例如：AV13×1000GB12732-2008表示型号为AV13，有效长度公称值为1000mm，标准号是GB12732—2008的汽车V带。1.汽车V带（三）汽车用传动带2.汽车多楔带

多楔带

汽车多楔带的尺寸特性包括带楔数、型号和有效长度，采用数字和字母进行标记。

例如：6PK1500表示带楔数为6，型号为PK型，有效长度为1500mm的汽车多楔带。

汽车多楔带一般采用PK型号（GB13552-2008）。3.汽车同步带

同步带

汽车同步带标记由齿数、型号和带宽组成，用数字和字母表示。

例如：80ZA19表示齿数为80，型号为ZA型，宽度为19mm的汽车同步带。汽车同步带共有十种型号，梯形齿汽车同步带有ZA型（用于较轻负荷）和ZB型（用于较重负荷）两种型号（GB/T12734-2017）。（四）带传动在汽车中的应用1.V带传动在汽车中的应用汽车发动机附件（发电机、空调压缩机和水泵）常采用两根V带驱动。图示为捷达1.6L二气门EA827发动机附件，曲轴通过V带驱动水泵和空调压缩机，再通过空调压缩机驱动发电机。2.多楔带传动在汽车中的应用3.同步带传动在汽车中的应用1—主动轮2—从动轮3—张紧轮4—同步带4.金属带传动在汽车中的应用汽车无级变速CVT通过两个可以改变直径的传动带轮和传动带（金属带）来传递发动机的能量，实现扭矩输出，即通过控制主、被动轮的可动部分的轴向移动，来改变金属带的回转半径，从而得到连续的传动比。带传动在工作时：

传动带与主动轮和从动轮在接触面上产生摩擦力。静止时的受力工作时的受力三、带传动的受力分析★★带传动所传递的功率：F

－有效拉力，即有效圆周力：紧边拉力增加量＝

F1-F0紧边拉力增加量＝松边拉力减少量＝△F

松边拉力减少量＝F0-F2设带的总长度不变：★四、带传动的打滑和弹性滑动1.打滑

带传动是靠摩擦工作的，当初拉力一定时，带与带轮之间的摩擦力总和有一个极限值。当传递的有效圆周力F的值超过极限摩擦力时，带将在带轮轮面上发生明显的滑动，这种现象称为打滑。

因为小带轮包角小于大带轮包角，所以，打滑首先发生在小带轮上。因此，小带轮上的包角不能太小，设计时为了保证带传动具有一定的传动能力，小带轮上的包角α1≥120°。2.弹性滑动v1>v带，v带>v2v1>v2F2F2n1n2F1F1

弹性滑动后果：传动比不准确；使带磨损，效率降低。

产生的原因：带的弹性变形与拉力差。滑动率：3.打滑和弹性滑动的区别项目弹性滑动打滑现象局部带在局部轮面上发生的滑动整个带在整个轮面上发生的滑动产生的原因带两边的拉力差超载结论不可避免可以避免五、带传动的张紧、安装和维护1.带传动的张紧（1）当两轮的中心距能够调整时（2）当两轮的中心距不能调整时

张紧轮位置：①松边内侧靠大轮；②松边外侧靠小轮。利用自重滑道式张紧装置摆架式张紧装置自动张紧装置张紧轮装置①安装传动带时，不能硬撬。应先缩短中心距，然后再装传动带。②安装时，两带轮轴线应保持平行，否则传动带会被扭曲而过早磨损，降低带的寿命。③要保证V带在带轮轮槽中的正确位置，过高和过低都不利于带的正常工作。④同组使用的V带应型号相同、长度相同，不同厂家的V带、新旧V带不能混用。⑤V带的张紧度要合适。一般中等中心距的带传动，带的张紧度以大拇指能将带按下15mm左右为宜，如图所示。新V带使用前，最好预先拉紧一段时间后再使用。⑥带传动应设置防护罩，防止带与酸、碱或油接触而受腐蚀，以保证安全。⑦要定期对传动带进行检查，如有一根带松弛或损坏，则应更换所有的带。2.带传动的安装和维护一、内燃机配气机构带传动分析二、汽车中带传动应用分析【任务实施】

内燃机配气机构采用的是同步带传动。汽车工作时，同步带传动靠传动带内侧凸齿与带轮外缘上的齿槽相啮合实现传动。其传动噪声小、传动能力强、传递功率大、传动比准确。一、内燃机配气机构带传动分析

汽车配气正时传动常采用同步带传动；汽车发动机附件（发电机、空调压缩机和水泵）常采用V带或多楔带传动；汽车无级变速CVT采用金属带传动。二、汽车中带传动应用分析项目二汽车机械传动装置任务一带传动任务二链传动任务三齿轮传动任务四蜗杆传动任务五轮系传动任务六螺旋传动任务二链传动汽车发动机配气机构中，按凸轮轴的布置位置，凸轮轴可分为凸轮轴上置式、凸轮轴中置式和凸轮轴下置式三种。图示为凸轮轴上置式正时链传动系统构造图。那么，这种正时链传动装置工作情况是怎样的？【任务引入】链传动与带传动同属于挠性传动，其主要作用就是传递扭矩和改变转速。链传动主要用于要求平均传动比准确，而且两轴间距较远，工作条件恶劣，不宜采用带传动和齿轮传动的场合。【任务分析】1．掌握链传动的特点和类型。2．掌握链传动的布置方式和张紧方法。3．掌握链传动在汽车中的应用。【学习目标】一、链传动的组成与特点二、传动链的类型三、链传动的布置方式四、链传动的张紧【相关知识】一、链传动的组成与特点1.链传动的组成

链传动通常由分别安装在两根平行轴上的主动链轮1、从动链轮3和链条2组成。从动链轮主动链轮链条☻对制造和安装精度要求比带传动高；☻不需要初拉力，作用在轴上的力小，轴承寿命长；☻啮合传动，能保持平均传动比恒定不变；☻可在恶劣环境下可靠地工作；☻能传递较大的圆周力，相同条件下，其结构更小、更轻便；☻过载时不能起保护作用；☻铰链磨损后，使链节距变大，链条易脱落。☻运动平稳性差，噪声和振动大；优点：缺点：2.链传动的特点☻传动效率比带高，一般达0.95～0.98。根据用途不同链分为：传动链、起重链、牵引链。牵引链传动链起重链根据结构不同，传动链根据结构不同分为：齿形链、滚子链。二、链传动的类型齿形链滚子链1.齿形链传动

齿形链传动平稳，噪声很小，故又称无声链。与滚子链相比，齿形链允许的工作速度可达40m/s，承受冲击载荷能力强，但制造成本高，重量大、结构较复杂。所以，齿形链传动多用于高速或运动精度要求较高的场合。日产VQ35发动机的正时链传动和日产（轩逸）MR20发动机的正时链传动，采用的就是齿形链传动。（1）滚子链的结构滚子链由内链板1、外链板2、销轴3、套筒4和滚子5组成。1—内链板2—外链板3—销轴4—套筒5—滚子

2.滚子链传动滚子链的接头形式：偶数节：开口销（大节距）或弹簧夹（小节距）奇数节：过渡链节（会产生附加弯矩，一般不采用）开口销固定弹簧夹固定过渡链节连接滚子链有单排或多排结构。滚子链上相邻两滚子中心的距离。节距：

排数越多，承载能力越高，但制造、安装误差也越大，各排链受载不均匀现象越严重。一般的排数不超过4排。（2）链轮的结构和材料实心式

孔板式

组合式

链轮轮齿应具有足够的接触强度和耐磨性，常用材料为中碳钢（35钢、45钢），不重要的场合用Q235、Q275，高速重载时采用合金钢，低速时大链轮可采用铸铁。三、链传动的布置方式

链传动的布置方式有：水平布置（最好）、垂直布置、倾斜布置三种。水平布置倾斜布置垂直布置1.调整两轮中心距。

2.用张紧轮张紧。张紧轮直径稍小于小链轮直径，张紧轮应设在松边的内侧靠近大链轮或外侧靠近小链轮处。

3.拆除1~2个链节，缩短链长。

链传动张紧的目的：主要是为了避免链条的垂度过大时，产生啮合不良和链条振动现象，同时也为了增加链条与链轮的啮合包角。张紧时不取决于链条的工作能力，而是由链条垂度大小决定。四、链传动的张紧张紧方法：另外，还可以用压板或托板张紧链条。弹簧自动张紧重力自动张紧托架自动张紧张紧轮自动张紧凸轮轴上置式正时链传动系统工作情况分析

图示凸轮轴上置式正时链传动系统，采用的是滚子链传动。当发动机工作时，凸轮轴通过正时链条由曲轴带动旋转，凸轮轴上凸轮通过吊杯形机械挺柱（或吊杯形液力挺柱）驱动气门，使进、排气门有规律地开启与关闭。为避免振动、噪声以及发生脱链现象，工作时应将链条张紧，因此，在链传动装置中装有导链板，并在链条的松边设置张紧轮。这种直接驱动式配气机构的刚度最大，驱动气门的能量损失最小。因此，在高度强化的轿车发动机上得到广泛应用。【任务实施】项目二汽车机械传动装置任务一带传动任务二链传动任务三齿轮传动任务四蜗杆传动任务五轮系传动任务六螺旋传动任务三齿轮传动汽车后桥主减速器【任务引入】汽车齿轮齿条转向器和汽车后桥主减速器采用的都是齿轮传动。那么，它们采用的是哪种类型的齿轮传动，工作原理是怎样的？【任务分析】齿轮传动是一种啮合传动，是应用最为广泛和特别重要的一种机械传动形式，它可以用于传递空间任意轴之间的运动和动力。汽车传动部分中，常用齿轮传动来传递动力、改变转速或方向。汽车后桥主减速器1．掌握齿轮传动的特点和类型。2．掌握渐开线直齿圆柱齿轮各部分名称、几何参数与算法。3．掌握齿轮传动的失效形式。4．掌握不同类型齿轮传动在汽车生产中的应用。【学习目标】一、齿轮传动的组成、传动比与特点二、齿轮传动的类型三、渐开线直齿圆柱齿轮传动四、斜齿圆柱齿轮传动五、锥齿轮传动六、齿轮传动的失效形式七、齿轮的结构和材料【相关知识】1.齿轮传动的组成与传动比一、齿轮传动的组成、传动比与特点齿轮传动由主动齿轮、从动齿轮直接啮合传动组成。汽车后桥齿轮主动齿轮从动齿轮齿轮传动的传动比：设主动齿轮的齿数为z1，转速为n1；从动齿轮的齿数为z2，转速为n2，则传动比i为：☻需要专用设备和刀具制造齿轮，成本较高；优点☻传动效率高，工作可靠性使用寿命长；☻传动比稳定，传动准确可靠；☻适用功率、速度和尺寸范围大；☻结构紧凑，体积小。缺点☻制造和安装精度要求较高，精度低时噪声和振动较大；☻不适用于两轴间距离较大的传动；2.齿轮传动的特点☻没有过载保护作用。☻可用来传递空间任意两轴之间的传动；二、齿轮传动的类型2.空间齿轮传动（两轴不平形）圆柱齿轮传动相交轴齿轮传动交错轴齿轮传动1.平面齿轮传动（两轴平形）（一）根据一对齿轮是否在同一平面运动分类外啮合内啮合齿轮齿条直齿斜齿弧齿（曲齿）直齿斜齿人字齿锥齿轮传动准双曲面齿轮传动交错轴斜齿轮传动蜗杆传动1.开式齿轮传动（二）根据齿轮的工作条件分类

齿轮传动没有防尘罩或机壳，齿轮完全暴露在外边。这种传动不仅外界杂物极易侵入，而且润滑不良，轮齿也容易磨损，故只宜用于低速或低精度场合，如水泥搅拌机。2.半开式齿轮传动

齿轮传动有简单的防护罩但不封闭，有时还把大齿轮的部分齿轮进入油池中。它的工作条件虽有改善，但仍不能做到严密防止外界杂物侵入，润滑条件也不算最好。卷扬机3.闭式齿轮传动齿轮传动装在经过精确加工而且封闭严密的箱体内，故密封条件好，且易于保证良好的润滑，使用寿命长，多用于较重要的场合，如汽车变速箱齿轮、减速器齿轮。三、渐开线直齿圆柱齿轮传动1.渐开线的形成及性质渐开线的性质：①发生线长度等于它所对应的基圆弧长。②渐开线上任意点的法线，必定与基圆相切。③渐开线的形状取决于基圆的大小。④基圆内无渐开线。2.渐开线齿廓的压力角

渐开线齿廓上某点的法线与速度方向线所夹的锐角αk称为该点的压力角。3.渐开线直齿圆柱齿轮各部分名称（1）齿顶圆da：齿顶圆柱面与端平面的交线。（2）齿根圆df：齿根圆柱面与端平面的交线。（3）分度圆d：齿轮计算和加工基准的圆。（4）齿厚s：分度圆上轮齿两侧齿廓间的弧度称为齿厚。（5）槽宽e：分度圆上齿槽两侧齿廓间的弧长。（6）齿距p：相邻两齿同侧齿廓间的弧长。

p＝s+e（7）齿顶高ha：齿顶圆与分度圆之间的径向距离。

ha

＝（da-d）/2（8）齿根高hf：齿根圆与分度圆之间的径向距离。

hf

＝（d-df）/2（9）齿高h：齿根圆与齿顶圆之间的径向距离。

h＝ha+hf（1）齿数z（2）模数m

分度圆直径:令:

渐开线齿廓在分度圆上的压力角—齿轮压力角。m为标准值（3）压力角标准压力角=20°4.渐开线直齿圆柱齿轮主要参数分度圆周长:5.渐开线标准直齿圆柱齿轮的几何尺寸当模数确定后，齿轮的齿顶高、齿根高和齿高可以表示为ha*：齿顶高系数，c*：顶隙系数，c：顶隙（mm）。式中：正常齿：ha*＝1.0，c*＝0.25；短齿：ha*＝0.8，c*＝0.3。按国家标准：标准齿轮（具有标准模数和标准压力角的直齿圆柱齿轮）：标准中心距（两齿轮轮心之间的距离）：齿顶圆直径和齿根圆直径计算公式为：例2-1已知一对外啮合标准直齿圆柱齿轮的中心距a

=

160mm，齿数z1=20，z2=60，求模数和分度圆直径。解：求得模数为再由公式

求得分度圆直径为因为是标准直齿圆柱齿轮传动，所以，由公式例2-2一对渐开线标准直齿圆柱齿轮，主动齿轮齿数z1=19，从动齿轮齿数z2=81，试计算传动比。并判断该齿轮传动是减速增扭，还是增速减扭?因为传动比即小齿轮带大齿轮。所以，该齿轮传动是减速增扭传动。解：四、斜齿圆柱齿轮传动

螺旋角β越大，轮齿就越倾斜，传动的平稳性也越好。

螺旋角β：螺旋线的切线与轴线的夹角β称为斜齿轮的螺旋角。它表示轮齿的倾斜程度。

接触线是斜直线，逐渐接触，逐渐脱开，传动平稳，冲击和噪声小。1.斜齿圆柱齿轮齿面的形成2.斜齿圆柱齿轮传动的特点及应用

从啮合开始时起，接触线长度由零逐渐增大，到某一位置后又逐渐减小，直至脱离啮合。所以，斜齿轮啮合是逐渐进入和逐渐退出的，且斜齿轮啮合的时间比直齿轮长，故斜齿轮传动平稳、噪声小、承载能力强。

锥齿轮传动传递两相交轴之间的运动和动力，常见轴交角为90,加工和安装比较困难，一般用于轻载、低速场合。五、锥齿轮传动斜齿锥齿轮传动弧齿锥齿轮传动1.锥齿轮传动的类型直齿锥齿轮传动

直齿锥齿轮在汽车机械中广泛应用于减速机构。弧齿锥齿轮应用于轿车驱动桥的主减速器和差速器中。2.锥齿轮传动的特点及应用六、齿轮传动的失效形式齿轮在传动过程中，在载荷的作用下，如果齿轮发生折断、齿面损坏等现象，则齿轮就失去了正常的工作能力，这种现象称之为失效。齿轮传动的失效主要是轮齿的失效。（a）齿面点蚀（b）齿面磨损（c）齿面胶合（d）齿面塑性变形（e）轮齿折断七、齿轮的结构和材料

齿轮结构一般由轮缘、轮毂和轮辐三部分组成，其中轮缘的齿面、轮毂的内孔是主要的功能面。齿轮轴实心式腹板式轮辐式

常用的齿轮材料为各种牌号的优质碳素结构钢、铸钢、合金结构钢、铸铁和非金属材料等，一般多采用锻件或轧制钢材。一、汽车齿轮齿条转向器齿轮传动分析二、汽车后桥主减速器齿轮传动分析【任务实施】汽车齿轮齿条转向器采用的是齿轮齿条传动。当驾驶员转动转向盘时，转向盘带动转向齿轮转动，转向齿轮与转向齿条啮合，带动转向齿条左右直线移动，并推动汽车转向车轮左右摆动，从而实现转向功能。转向齿轮是特殊的螺旋形状，可以改善转向时的柔顺感。一、汽车齿轮齿条转向器齿轮传动分析二、汽车后桥主减速器齿轮传动分析

汽车后桥主减速器采用的是弧齿锥齿轮传动。由于弧齿锥齿轮传动齿轮副采用90°角垂直布置方式，所以可以将动力的传递方向改变90°。当汽车行驶时，弧齿锥齿轮传动中的主动锥形齿轮通过传动轴，接收来自发动机的动力，并将动力旋转90°传递给与之相啮合的从动锥形齿轮，再由从动锥形齿轮经过差速器等一系列装置，将动力传递给两边的车轮。由于弧齿锥齿轮传动是小齿轮带大齿轮，所以，主减速器有改变力的方向和减速增扭的作用。项目二汽车机械传动装置任务一带传动任务二链传动任务三齿轮传动任务四蜗杆传动任务五轮系传动任务六螺旋传动任务四蜗杆传动【任务引入】在四轮驱动汽车上，托森差速器一般作为中央差速器使用。托森差速器采用的是蜗杆传动。那么，托森差速器由哪些部分组成？工作原理是怎样的？【任务分析】蜗杆传动用于传递交错轴之间的回转运动和动力，通常两轴交错角为直角。蜗杆传动可以降低转速，主要用于要求传动比大，传动功率不大，需要自锁功能的场合。1．掌握蜗杆传动的特点和类型。2．掌握蜗轮旋转方向的判定方法。3．掌握蜗杆传动在汽车中的应用。【学习目标】一、蜗杆传动的组成、传动比与特点二、蜗杆传动的类型三、蜗杆传动旋转方向的判定四、蜗杆、蜗轮的结构和材料【相关知识】1.蜗杆传动的组成

蜗杆传动由蜗杆、蜗轮和机架组成。通常蜗杆、蜗轮轴线在空间成直角交错（90º），用以传递两轴间的运动和动力。蜗杆蜗轮一、蜗杆传动的组成、传动比与特点蜗杆蜗轮啮合时是线接触，而不是点接触。2.蜗杆传动的传动比

蜗杆的头数为z1，蜗轮的齿数为z2，则传动比为：单头蜗杆多头蜗杆

蜗杆的头数一般取z1=1～4。当传动比大于40或要求蜗杆自锁时，常取z1=1（单头蜗杆）；当传递功率较大时，为提高传动效率，常取z1=2～4。蜗杆有单头、双头和多头多种形式。蜗杆头数越多，加工精度越难保证。3.蜗杆传动的特点①传动比大，在动力传动中，一般传动比为8～100；在分度机构中，传动比可达1000。

②传动平稳，噪声小，结构紧凑。

③可以实现自锁。当蜗杆导程角小于蜗杆蜗轮啮合轮齿间的当量摩擦角时，传动具有自锁性，可实现反向自锁，即只能蜗杆带动蜗轮，而不能由蜗轮带动蜗杆。

④磨损较严重，因此蜗轮齿圈部分常用减摩性能好的有色金属（如青铜）制造，成本较高。

⑤传动效率较低，故大功率连续传动一般不用。二、蜗杆传动的类型圆柱蜗杆传动环面蜗杆传动锥蜗杆传动三、蜗杆传动旋转方向的判定右旋蜗杆左旋蜗杆1.蜗杆螺旋方向的判定蜗杆与斜齿圆柱齿轮一样，也有左旋和右旋之分，如图所示。判断旋向时，将蜗杆轴线垂直放置，螺旋线左高右低为左旋，螺旋线左低右高为右旋。2.蜗轮旋转方向的判定当已知蜗杆的螺旋方向和转动方向时，可根据螺旋副的运动规律，用“左右手法则”来确定蜗轮的旋转方向。当蜗杆为右旋时，则用右手四指沿着蜗杆转动方向弯曲，与大拇指所指方向相反的方向为蜗轮的旋转方向（即蜗轮上啮合点的线速度方向），因此，蜗轮逆时针旋转。当蜗杆为左旋时，则用左手按同样的方法判定。蜗杆螺旋部分的直径不大，所以常和轴做成一个整体。1.蜗杆、蜗轮的结构四、蜗杆、蜗轮的结构和材料蜗杆高速重载低碳合金钢（15Cr、20Cr）+渗碳淬火；中碳钢（45）或中碳合金钢（40Cr）+表面淬火。低速中载中碳钢（45）+调质。蜗轮vs≥12~26m/s

重要传动铸造锡青铜铸造铝青铜灰铸铁和球墨铸铁vs≤10m/s一般传动vs<2m/s不重要传动2.蜗杆、蜗轮的材料托森差速器主要由差速器外壳、前轴蜗杆、后轴蜗杆、蜗轮（6个）、直齿圆柱齿轮（12个）和蜗轮轴（6个）等组成。空心轴和差速器外壳通过花键连接而一同转动。每个蜗轮轴的中间有1个蜗轮、两端有2个尺寸相同的直齿圆柱齿轮。蜗轮和直齿圆柱齿轮通过蜗轮轴安装在差速器外壳上，其中3个蜗轮与前轴蜗杆相啮合，另外3个蜗轮与后轴蜗杆相啮合，构成六对蜗杆蜗轮啮合副。分别与前、后轴蜗杆相啮合的蜗轮彼此通过直齿圆柱齿轮相啮合，前轴蜗杆和驱动前桥的前齿轮轴为一体，后轴蜗杆和驱动后桥的后齿轮轴为一体。【任务实施】托森差速器的组成和工作原理分析1.托森差速器的组成当汽车直线行驶时，来自发动机的动力通过空心轴传至差速器外壳，差速器外壳通过蜗轮轴传到蜗轮，再传到蜗杆。前轴蜗杆通过前齿轮轴将动力传至前桥，后轴蜗杆通过后齿轮轴传至后桥，从而实现前、后驱动桥的驱动牵引作用。当汽车转弯时，前、后齿轮轴（驱动轴）出现转速差，通过啮合的直齿圆柱齿轮相对转动，使一轴转速加快，另一轴转速下降，实现差速作用。如果蜗轮的转速不是很大，由于蜗杆传动的不可逆性，不会对蜗杆施加驱动力，从而可以吸收前后轮的转速差。当前轮或后轮空转打滑，即转速差很大时，蜗轮与蜗杆中间的摩擦力就会增大，对蜗杆施加驱动力，从而驱动不打滑的后轮或前轮前进。2.托森差速器的工作原理项目二汽车机械传动装置任务一带传动任务二链传动任务三齿轮传动任务四蜗杆传动任务五轮系传动任务六螺旋传动任务五轮系传动【任务引入】汽车手动变速器和汽车后桥差速器采用的传动装置是轮系。那么，它们采用的是哪种轮系，工作原理是怎样的？【任务分析】轮系是机械传动系统中典型的传动形式，由多对相互啮合的齿轮组成。轮系传动能够获得大的传动比，还能够实现变速和换向。1．掌握轮系的类型、功用和在汽车中的应用。2．掌握定轴轮系传动比计算方法。3．掌握周转轮系的组成和传动比计算方法。【学习目标】一、轮系的类型二、轮系的功用三、轮系的传动比计算【相关知识】一、轮系的类型一系列齿轮组成的齿轮传动系统称为轮系。

按轮系中各齿轮轴线在空间的相对位置是否固定，可分为三类：定轴轮系周转轮系混合轮系1.定轴轮系：传动时轮系中所有齿轮的几何轴线都是固定的轮系。平面定轴轮系空间定轴轮系平面定轴轮系空间定轴轮系2.周转轮系：传动时至少有一个齿轮的几何轴线绕另一个齿轮轴线转动的轮系。3.混合轮系：既含有定轴线，又含有周转轮系。1.实现远距离传动二、轮系的功用2.获得大的传动比3.实现变速和换向传动实现换向4.实现分路传动5.实现运动的分解与合成汽车差速器三、轮系的传动比计算

在轮系中，输入轴与输出轴的转速或角速度之比，称为轮系的传动比，用iab表示。

轮系的传动比计算，包括计算传动比的大小和确定转向两个内容。

（一）定轴轮系的传动比计算1.定轴轮系中齿轮传动方向的确定箭头法判断方向：

例题试找出简图绘制错误之处，并确定轮系中各轮的转向。2.定轴轮系的传动比计算（1）平面定轴轮系的传动比计算

齿轮4既是从动轮，又是主动轮，其存在不影响传动比，但改变了外啮合的次数，称为过桥齿轮或惰轮。轮系传动比的一般表达式：①对于圆柱齿轮组成的定轴轮系确定传动比正负的方法：

a.外啮合的次数；b.画箭头。②当轮系中包含圆锥齿轮、蜗杆蜗轮时，传动比的计算仍用上式计算，但各轮的转向必须画箭头确定。

a.当首末两轮轴线平行时，仍用正负表示两轮之间的关系。

b.当首末两轮轴线不平行时，不能用正负表示，只能依次画箭头。n表示外啮合的次数。（2）空间定轴轮系的传动比计算解：由公式因为齿轮1转动方向向下，所以齿轮6的转动方向向左。例2-4图示轮系中，各齿轮的齿数分别为z1=z2=z3=25、z3′=25、z4=75、z4′=30、z5=60，求传动比i15。解：（1）由公式（2）用标注箭头的方法确定从动轮的转向，箭头如图所示。1.周转轮系的组成

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。（二）周转轮系的传动比计算行星轮太阳轮行星架周转轮系机架轴线位置固定既自转又公转又称系杆行星轮太阳轮行星架太阳轮机架太阳轮与行星架几何轴线必须重合！差动轮系行星轮系定轴轮系周转轮系的分类差动轮系：太阳轮都能转动的周转轮系；行星轮系：有一个太阳轮固定不动的周转轮系。定轴轮系：行星架的转速为0。2.周转轮系的传动比计算

用“反转法”，给整个轮系加上一个（-nH），各构件间的相对运动不变。构件原来的转速转化轮系中的转速1n1n1H=n1-nH2n2n2H=n2-nH3n3n3H=n3-nHHnHnHH=nH-nH=0转化轮系中，轮1、3间的传动比可以按定轴齿轮系传动比求解：各构件前、后的转速：对上式作以下说明：①只适用于转化齿轮系的首末轮的回转轴线平行