汽车机械基础

职业教育汽车专业“十三五”规划教材

中高职贯通实践与研究成果

汽车机械基础

主编何晓荣吕冬梅

参编毛雅楠杨晓燕季文琴

内容简介

年度上海市教育科研市级课题汽车检测与维修专业中高职专业贯通与资源共享的实践

２０１５“

与研究立项汽车机械基础一书的编写为其课题内容之一主要针对中高职贯通的中职

”，《》，

学生

。

汽车机械基础是汽车类专业一门必修的专业基础课是连接基础课和专业课的桥梁具

“”，，

有承上启下的作用本书根据中职学生的学习特点专业特点和技能需求合理编排教学内容

。、，，

将其分为七个项目采用项目活动式编写重点突出力求符合中职学生的学习特点

，，，。

本书适合作为中等职业学校汽车类机械类等专业的教材也可作为相关人员岗位培训和自

、，

学用书

。

图书在版编目（ＣＩＰ）数据

汽车机械基础何晓荣吕冬梅主编北京中国铁道出版社

／，ư—：，

２０１９ư１

中高职贯通实践与研究成果职业教育汽车专业十三五

“”

规划教材

ＩＳＢＮ９７８－７－１１３－２５２５２－６

汽何吕汽车机械学中等

Ⅰư①…Ⅱư①…②…Ⅲ．①－－

专业学校教材

－Ⅳư①Ｕ４６３

中国版本图书馆数据核字第号

ＣＩＰ（２０１８）２８４１４６

书名：汽车机械基础

作者：何晓荣吕冬梅主编

策划编辑：李中宝尹娜读者热线：

（０１０）６３５５０８３６

责任编辑：尹娜

封面设计：刘颖

责任校对：张玉华

责任印制：郭向伟

出版发行：中国铁道出版社北京市西城区右安门西街号

（１０００５４，８）

网址：

ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗưｔｄｐｒｅｓｓưｃｏｍ／５１ｅｄｓ／

印刷：北京虎彩文化传播有限公司

版次：年月第版年月第次印刷

２０１９１１２０１９１１

开本：印张：字数：千

７８７ｍｍ×１０９２ｍｍ１／１６１３ư５３０２

书号：

ＩＳＢＮ９７８－７－１１３－２５２５２－６

定价：元

３９ư８０

版权所有侵权必究

凡购买铁道版图书如有印制质量问题请与本社教材图书营销部联系调换电话

，，。：（０１０）６３５５０８３６

打击盗版举报电话

：（０１０）５１８７３６５９

年度上海市教育科研市级课题汽车检测与维修专业中高职专业贯通

２０１５“

与资源共享的实践与研究立项汽车机械基础一书的编写为其课题内容之

”，《》

一主要针对中高职贯通的中职学生

，。

汽车机械基础是汽车类专业的一门必修的专业基础课是连接基础课和

“”，

专业课的桥梁具有承上启下的作用本书根据中职学生的学习特点专业特点

，。、

和技能需求合理编排教学内容采用项目活动式编写突出重点力求符合中

，，，，

职学生的学习特点

。

本书从中职学生对知识接受能力出发从汽车的结构入手使学生认知一般

，，

的机械原理及其在汽车中的应用掌握常用机构的结构工作原理和应用场合

。、，

掌握机械传动的类型组成工作原理传动特点会计算传动比掌握主要机

、、、，；

械零部件的结构特点常用材料和应用场合初步掌握其选用的方法掌握液压

、，；

传动的基本概念液压泵液压缸控制阀的性能工作原理能看懂液压基本

、、、、，

回路能分析和处理一般机械运行中发生的问题会正确选用材料具备改善润

，，，

滑降低能耗减小噪声等方面的基本能力养成学生自主学习的习惯具备良

、、；，

好的职业道德和职业情感提高适应职业变化的能力

，。

通过本书的学习使汽修专业的学生掌握必备的机械基本知识懂得机械工

，，

作原理在汽车中的应用了解汽车常用材料的性能培养学生分析问题和解决问

，；

题的能力使其形成良好的学习习惯具备继续学习汽车维修专业技术的能力

，，；

对学生进行职业意识培养和职业道德教育使其形成严谨敬业的工作作风为

，、，

今后解决生产实际问题和职业生涯的发展奠定基础

。

本书在编写过程中广泛征求了相关院校维修技术人员和中职毕业学生的意

、

见针对中职生突出汽车相关机械的认知注重知识和实践技能的有机结合

，，，，

着重培养学生的职业能力

。

本书在内容的编排上注重多样化尽可能符合中职生的认知规律力求图

，，“

文并茂以图表代文字大量应用实物图以求充分调动学生的学习兴趣通

、”，，。

过对知识的归纳用表格图片直观形式表达抽象的定义结构和原理方便学

，、、，

生自主学习增加发现问题和解决问题的能力促进学生职业素养的养成具体

，，。

课时安排见下表

。

Ⅰ

··

课时安排

教学单元建议学时数

项目一从机器的角度认识汽车的组成

３～４

项目二汽车常用机构的认知和应用

１２～１６

项目三汽车机械传动的认知和应用

２７～３６

项目四汽车支承零部件的认知和应用轴系零件

（）１８～２４

项目五汽车构件连接方式的认知和应用常用零部件

（）１５～２０

项目六汽车液压传动的认知和应用

１５～２０

项目七汽车常用材料的认知和应用

１８～２４

小计

１０８～１４４

本书由何晓荣吕冬梅主编毛雅楠杨晓燕季文琴参编

、，、、。

由于编者水平有限加之汽车技术的快速发展和职业教育理念的不断更新

，，

书中不足之处在所难免恳请广大读者批评指正

，。

编者

２０１８ư３

Ⅱ

··

项目一从机器的角度认识汽车的组成

活动机器的组成２

…………

项目二汽车常用机构的认知和应用

活动一平面连杆机构９

……………………

活动二曲柄滑块机构１７

…………………

活动三凸轮机构１９

………………………

项目三汽车机械传动的认知和应用

活动一带传动２７

……………

活动二链传动３８

……………

活动三直齿圆柱齿轮传动４７

……………

活动四其他齿轮传动５８

…………………

活动五蜗杆传动６６

………………………

活动六轮系７２

………………

项目四汽车支承零部件的认知和应用轴系零件

（）

活动一轴８１

…………………

活动二滑动轴承９０

………………………

活动三滚动轴承１００

………………………

项目五汽车构件连接方式的认知和应用常用零部件

（）

活动一键连接１１３

…………

活动二销连接１２０

…………

活动三螺纹连接１２２

………………………

活动四联轴器１２９

…………

Ⅰ

··

项目六汽车液压传动的认知和应用

活动一液压传动１３５

………………………

活动二动力元件１４１

………………………

活动三执行元件１４７

………………………

活动四控制元件１５４

………………………

活动五基本液压回路１６６

…………………

项目七汽车常用材料的认知和应用

活动一汽车常用的金属材料１７４

…………

活动二汽车常用的非金属材料１８３

………

活动三汽车燃料和润滑油１９１

……………

活动四汽车其他工作油液２０１

……………

参考文献２１０

Ⅱ

··

从机器的角度认识

项目一

汽车的组成

汽车机械基础

活动机器的组成

理解机器和机构的定义特征及组成

１ư、。

明确构件和零件的区别

２ư。

知道运动副的定义和分类

３ư。

人类为了适应生产的需要创造和发展了各种各样的机器利用机器可以减轻或者替代

，，

人的体力劳动能够大大提高劳动生产率和产品

，

质量创造出更多的物质财富随着科学技术的

，。

发展人类不断地用自己的聪明才智设计和制造

，

出各种新的机器

。

当今汽车的发展速度非常快它将燃料燃烧

，

产生的动力转变为机械能驱动汽车行驶汽车

。

见图作为一种机器请分析其特征和

（１－１），

应用图汽车

。１－１

机器是执行机械运动的装置用来变换或传递能量物料与信息本活动就是对汽车上

，、。

常用轴的种类轴上零件的定位及固定方式进行认知和分析

、。

一、机器与机构

１ư机器

机器的种类很多其构造性能和用途也各不相同

，、。

机器的共同特点

（１）

任何机器都是由许多构件组合而成的

①。

各运动实体之间具有确定的相对运动

②。

能实现能量转换代替或减轻人的劳动完成有用的机械功

③、，。

机器的定义

（２）

机器就是人为实体构件的组合它的各部分之间具有确定的相对运动并能代替

（），，

２

··

项目一从机器的角度认识汽车的组成

或减轻人类的体力劳动完成有用的机械功或实现能量转换

，。

机器的分类

（３）

按其用途机器可分为发动机和工作机

，。

发动机是将非机械能转换成机械能的机器例如电动机是将电能转换成机械能的

①。，

机器内燃机是将热能转换成机械能的机器

，。

工作机是用来改变被加工物料的位置形状性能尺寸和状态的机器工作机是

②、、、。

利用机械能来做有用功的机器例如车床铣床磨床等金属切削机床都是工作机

，，、、。

机器的组成

（４）

机器基本上都是由动力部分工作部分和传动装置三部分组成动力部分是机器动力的

、。

来源常用的发动机有电动机内燃机和空气压缩机等工作部分是直接完成机器工作活动

。、。

的部分处于整个传动装置的终端其结构形式取决于机器的用途例如金属切削机的主

，，。，

轴拖板工作台等传动装置是将动力部分的运动和动力传递给工作部分的中间环节例

、、。。

如汽车里的带传动变速器等机器中应用的传动方式主要有机械传动液压传动气压

，、。、、

传动及电气传动等

。

在自动化机器中除了上述三部分外还有

，，

自动控制部分如图所示

，１－２。

机构图机器的组成

２ư１－２

定义人为的实物组合其各部分之间也具有确定的相对运动主要用来传递运动

①：，，

和变换运动形式

。

类型连杆机构凸轮机构齿轮机构螺旋机构和楔块机构棘轮机构和槽轮机

②：、、、、

构摩擦传动机构挠性件机构弹性件机构液气机构电气机构等

、、、、、。

３ư机器与机构的区别见表

（１－１）

机器的主要功用是利用机械能做功或实现能量转换机构的主要功用在于传递或转

①；

变运动形式

。

通常机器包含一个或一个以上的机构

②。

机械就是机构与机器的统称

③。

表１－１机器与机构的区别

名称特征功用

任何机器都是人为的实物构件组合体

①（）。

各运动实体之间具有确定的相对运动一般情况下当其中

②，，

机器某构件的运动一定时其余各构件的运动也就随之确定利用机械能做功或实现能量转换

，。

在生产过程中它们能代替或减轻人们的劳动完成有用的

③，，

机械功或转换能量

机构具有机器特征中第和两项特征无第项特征传递或转换运动或实现某种特定的运动形式

①②，③

３

··

汽车机械基础

二、运动副

１ư定义

使两物体直接接触而又能产生一定相对运动的连接称为运动副

，。

２ư分类

根据运动副中两构件接触形式不同运动副可分为低副和高副

，。

３ư低副

低副是指两构件之间做面接触的运动副按两构件的相对运动情况可分为转动副移

。，、

动副和螺旋副如图所示

，１－３。

转动副两构件在接触处只允许作相对转动由滑块与导轨组成的运动副见

①：。［

图

１－３（ａ）］。

移动副两构件在接触处只允许作相对移动由滑块与导槽组成的运动副见

②：。［

图

１－３（ｂ）］。

螺旋副两构件在接触处只允许作一定关系的转动和移动的复合运动丝杠与螺母

③：。

组成的运动副见图

［１－３（ｃ）］。

图低副

１－３

４ư高副

高副是两构件之间做点或线接触的运动副如图所示

，１－４。

图高副

１－４

５ư运动副的应用特点

低副特点

（１）

单位面积压力较小较耐用传力性能好

①、、。

４

··

项目一从机器的角度认识汽车的组成

摩擦损失大效率低

②、。

不能传递较复杂的运动

③。

高副特点

（２）

单位面积压力较大两构件接触处容易磨损

①，。

制造和维修困难

②。

能传递较复杂的运动

③。

三、机械传动的分类见图

（１－５）

图机械传动的分类

１－５

汽车作为机器观察汽车如图分析其组成部分

①，（１－６），。

分析汽车各组成部分如何传递动力

②。

图汽车动力传递流程示意图

１－６

５

··

汽车机械基础

一、选择题

是用来减轻人的劳动，完成做功或者转换能量的装置。

１ư

机器机构构件

ＡưＢưＣư

下列装置中，属于机器的有。

２ư

内燃机台虎钳自行车

ＡưＢưＣư

在内燃机曲轴滑块机构中连杆式由连杆盖、连杆体、螺栓及螺母等组成。其中，连

３ư

杆属于，连杆体、连杆盖属于。

零件机构构件

ＡưＢưＣư

下列机构中的运动副，属于高副的是。

４ư

火车车轮与铁轨之间的运动副

Ａư

螺旋千斤顶中螺杆与螺母之间的运动副

Ｂư

车床床鞍与导轨之间的运动副

Ｃư

机构和机器的本质区别在于。

５ư

是否做功或实现能量转换

Ａư

是否由许多构件组合而成

Ｂư

各构件间是否产生相对运动

Ｃư

是用来变换物料的机器。

６ư

电动机手机缝纫机

ＡưＢưＣư

金属切削机床的主轴、拖板属于机器的部分。

７ư

执行传动动力

ＡưＢưＣư

通常用一词作为机构和机器的总称。

８ư

机构机器机械

ＡưＢưＣư

电动机属于机器的部分。

９ư

执行传动动力

ＡưＢưＣư

二、判断题

构件可以用于做功或转换能量。（）

１ư

高副能传递较复杂的运动。（）

２ư

凸轮与从动杆之间的接触属于低副。（）

３ư

门与门框之间的连接属于低副。（）

４ư

构件都是由若干个零件组成。（）

５ư

构件是运动的单元，而零件则是制造的单元。（）

６ư

６

··

项目一从机器的角度认识汽车的组成

高副比低副的承载能力大。（）

７ư

机构就是具有相对运动构件的组合。（）

８ư

车床的床鞍与导轨之间组成转动副。（）

９ư

如果不考虑做功或实现能量转换，只从结构和运动的观点来看，机构和机器之间是

１０ư

没有区别的。（）

三、填空题

机械基础课程主要包括、、和方面的基础知识。

１ư

计算机是用来实现变换的机器。

２ư

机器一般由、、和组成。

３ư

零件是机器的。

４ư

机构中至少有一个运动副是的机构称为高副机构。

５ư

高副主要有、和等。

６ư

低副是摩擦，摩擦损失大，因而效率。此外，低副传递

７ư

较复杂的运动。

机器是人们根据使用要求而设计的一种执行装置，其用来或能量、

８ư

物料与信息，从而减轻或替代人类的体力劳动。

四、术语解释

机器。

１ư

机构。

２ư

运动副。

３ư

机械传动装置。

４ư

五、应用

概述机械、机器、机构、构件、零件之间的关系。

１ư

概述机器与机构的区别。

２ư

从日常生活或生产实践中，寻找两个高副和低副的应用实例，并联系高副和低副的

３ư

特点进行分析。

７

··

汽车常用机构的

项目二

认知和应用

项目二汽车常用机构的认知和应用

活动一平面连杆机构

掌握平面连杆机构的基本类型特点

１ư、。

知道铰链四杆机构的应用

２ư。

理解曲柄摇杆机构的急回特性和死点位置

３ư。

刮水器是汽车必不可少的一件辅助装置汽车中常用的电动刮水器是将电动机输出的转

。

矩通过曲柄摇杆机构带动刮臂摆动从而使刮臂上的刮水片刷去玻璃上的雨水雪或者灰

，、

尘请尝试观察刮水器是由哪些构件组成的如何连接和运动的

。，？

一般的电动刮水器由电动机总成底板拉杆摆杆刷架刮臂和刮水片等组成

、、、、、。

本活动就是认知分析汽车上刮水器的构成连接方式和运动方式

、。

平面连杆机构是指由若干构件用低副连接组成的机构各构件间的相对运动都在同一平

，

面或者平行平面内

。

平面连杆机构的类型有很多种最常用的平面连杆机构是具有四个构件的低副机构形

，，

成四杆机构

。

构件间以四个转动副相连的平面四杆机构组成平面铰链四杆机构简称铰链四杆机构

，。

铰链四杆机构是四杆机构的基本形式也是其他多杆机构的基础

，。

一、铰链四杆机构的组成和分类

在铰链四杆机构中固定不动的构件称为机架不与机架直接相连的构件称为连

，４，２

杆与机架相连的构件称为连架杆如图

，１、３２－１

所示

。

曲柄如果连架杆能作整周旋转则称为曲柄

———，。

摇杆如果连架杆仅能在某一角度小于

———（１８０°）

范围内摇摆则称为摇杆

，。

铰链四杆机构按两连架杆的运动形式不同分

，

为曲柄摇杆机构双曲柄机构和双摇杆机构三种基图铰链四杆机构

、２－１

９

··

汽车机械基础

本类型

。

１ư曲柄摇杆机构

铰链四杆机构的两个连架杆中其中一个是曲柄另一个是摇杆的称为曲柄摇杆机构

，，。

常见实例见表

２－１。

表２－１曲柄摇杆机构实例

实例图例

剪板机

雷达

汽车刮水器

缝纫机

２ư双曲柄机构

铰链四杆机构中两连架杆均为曲柄的称为双曲柄机构常见实例见表

。２－２。

１０

··

项目二汽车常用机构的认知和应用

表２－２双曲柄机构实例

实例图例

惯性筛

天平

车门启闭机构

３ư双摇杆机构

铰链四杆机构中两连架杆均为摇杆的称为双摇杆机构如图所示

２－２。

图双摇杆机构

２－２

二、铰链四杆机构的基本性质

１ư急回特性

极位夹角摇杆在ＣＤＣＤ两极限位置时曲柄与连杆共线对应两位置所夹的锐

———１、２，，

角用θ表示如图所示

，，２－３。

１１

··

汽车机械基础

图极位夹角

２－３

急回特性空回行程时的平均速度大于工作行程时的平均速度