理論課教案

學院：

授課課程：汽車構造2

授課教研室：車輛工程

授課教師：

課程負責人：

第十二章傳動系統

授課題目授課類型理論課

第一節傳動系統概述

首次授課時間學時1

1、知識目標

具備汽車傳動系統組成、功用、各部分功能以及傳動系統布置形式的相關知識

1）掌握汽車傳動系統的基本功用；

2）掌握汽車傳動系統的組成及各組成部分的功能：

3）掌握機械式汽車傳動系統的布置方案及其應用；

4）了解汽車傳動系統類型。

2、能力目標

教學目標培養觀察能力、綜合分析能力、理論聯系實際的能力

1）熟悉汽車傳動系統各組成部分在汽車上的位置；

2）能分析各種布置形式的特點及其應用情況。

3,素質目標

1）養成科學嚴謹的治學態度，具有完整的知識框架和系統的學科思維體系，學

會用哲學中抓主要矛盾的方法論來解決汽車類型和汽車總體構造中遇到的問

題。

2）具有匠人心態，精益求精，一絲不茍；樂觀、積極向上、熱愛專業。

重點：汽車機械式傳動系統的組成及各組成部分的功能。

重點與難點

難點：汽車機械式傳動系統各組成部分的功能。

學習者分析本門課學生第一門專業課

教學資源自建在線課程（總論部分）；翻轉教學平臺學習資源里的文章等

教學方式一課堂

教學方法教學方法一問題式；自學自講；討論式；探究式；雙語式；互動（包括簽

至!k答題、頭腦風暴、答疑、選擇、判斷、搶答、隨機選人等）

教室多媒體演示+板書；

教學手段

實驗室現場教學

教學過程：（包括授課思路、過程設計、講解要點及各部分具體內容、時間分配等）

1

一、線上學習任務安排（20分鐘）

課前布置作業：自學，上課學生自講。思考如下問題：

1）機械式傳動系統的組成？

2）液力機械式傳動系統的組成？

注意：（1）學習過程中在教材上做出標記；（2）記錄出有疑問的地方。

二、課堂教學（50分鐘）

按照“在線測試-導學-內容講授-總結-答疑-作業”的線性順序開展教學活動。

三、課后拓展

1.在智慧樹提交作業；

2.完成下一節課在線學習；

3.完成拓展任務-電動汽車的布置形式。

課堂教學

?授課思路

（1）介紹這一學期的學習內容，鼓勵大家好好學習。

（2）先測試自學內容。

（3）細講傳動系統的功能。

（4）介紹現代汽車布置形式。

?過程設計及時間分配

1.介紹學習內容。（5分鐘）

2.測試自學內容。（5分鐘）（翻轉課堂測試）

3.細講傳動系統的功能。（20分鐘）（課堂講授+互動）

4.介紹現代汽車布置形式。（20分鐘）（課堂講授+互動）

5.實驗室現場教學現代汽車布置形式。（自己觀察+邊看邊講）（50分鐘）

?講解要點及各部分具體內容

授課要點

一、汽車傳動系統的組成和功用

二、汽車傳動系統的類型

三、汽車傳動系統的布置方案

授課內容

第一節汽車傳動系統概述

汽車傳動系統的基本功用：是將發動機或/和電動機的動力傳給驅動車輪。

分類：根據汽車傳動系統中傳動元件的特征，可分為機械式（Mechanical）、液力機

械式、電

力式（EIectricType）、油電混合動力式（EIectricHybridType）和液力式（HydrauIic

Type）

五大類。

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一、機械式/液力機械式傳動系統

1.傳動系統的組成

現代汽車普遍采用活塞式內燃機，與之相配用的是機械式或液力機械式傳動系統。

前置后驅機械式傳動系統：發動機的動力依次經離合器、變速器、萬向傳動裝置(萬

向節和傳動軸)、驅動橋(主減速器、差速器、半軸)傳到驅動車輪。

液力機械傳動系統：發動機的動力依次經液力變矩器、自動變速器、萬向傳動裝置(萬

向節和傳動軸)、驅動橋(主減速器、差速器、半軸)傳到驅動車輪。

2.傳動系統的功能

由離合器和變速器的空檔來實現中斷動力傳遞的功能。

由變速器實現變速變矩并通過掛倒檔實現倒車。

由萬向傳動裝置實現兩相交軸之間角度和長度的變化。

由主減速器實現減速增矩，當發動機縱置時，改變動力傳動方向(90°)。

由差速器實現兩驅動輪、兩驅動軸以不同的角速度旋轉。

(1)實現汽車減速增矩

汽車減速增矩的目的是為了克服阻力。發動機轉速很高，一般情況下，輸出轉矩很小，

即牽引力小(P=F*VorP=N*M)即使發動機在低速范圍勻速行駛，發動機輸出的轉矩仍

不能滿足需要。為此，需增矩減速。一般由主減速器來實現。傳動比i0等于發動機轉速

與驅動輪轉速之比或驅動輪轉矩與發動機轉矩之比。

(2)實現汽車變速

為適應不同的路面情況，需要汽車有不同的轉速，汽車變速由變速器實現，傳動比為

igo汽車轉速與轉矩都有一個有利范圍，在此范圍內ig有一范圍。Igmin為直接檔1。當

ig=1時，整個傳動系imin=io*ig=io當速度低時，ig大i=ig*io

(3)實現汽車倒車

汽車在特殊情況下，需要倒向行駛，為此在變速器中設置一組倒檔齒輪來實現。

(4)必要時中斷傳動系統的動力傳遞

短時間中斷動力用離合器，長時間中斷動力用變速器的空擋。

(5)應使車輪具有差速功能

汽車轉彎時，左右車輪在同一時間內滾過的距離不同，所以速度不同，為此驅動橋內

裝有差速器。

3.現代汽車布置形式

汽車傳動系統的布置方案與汽車總體布置方案應相適應，歸納如下：

(1)發動機前置后輪驅動(FR)nWD方案

主要用于大中型載貨汽車上。優點是：前后輪的質量分配比較理想；缺點是：需要

一根較長的傳

動軸。

(2)發動機前置前輪驅動(FF)方案

3

整體緊湊，穩定性好。目前微型和中級轎車廣泛應用。

(3)發動機后置后輪驅動(RR)方案

優點：質量合理分配。缺點：冷卻條件差，操縱機構復雜。大中型客車盛行。

(4)發動機中置后輪驅動(MR)方案

它的優然點介于FF和RR之間。

(5)全輪驅動(nWD)方案

充分利用所有車輪與地面之間的附著條件。

圖14-1機械式傳研系統一股組成及帚窗示意用

1璃合器;2.變速器,3.萬向節;4期動橋;5走速器;6-半軸;7-主減速器》傳動軸

?

P;智慧樹翻轉課堂自擬作業

教學后記

教學反思：

形成性評價平日成績：慕課(20)+章節測試(20)+資源學習(10)

自講(加分10)；搶答(加分10)；討論小組活動表現好(10)

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第十二章傳動系統

授課題目授課類型理論課

第二節離合器

首次授課時間年9月18日學時1

1、知識目標

具備汽車離合器的功用、類型、組成、工作原理的相關知識

1）掌握離合器的功用、組成及摩擦離合器的工作原理；

2）掌握膜片彈簧離合器、周布彈簧離合器的結構和工作原理：

3）掌握從動盤和扭轉減振器的結構和工作原理；

2、能力目標

培養觀察能力、綜合分析能力、理論聯系實際的能力

1）在汽車上找到離合器；

教學目標

2）分析離合器類型和工作原理；

3）設計不同類型的離合器；

4）會判斷離合器的故障。

3、素質目標

1）養成科學嚴謹的治學態度，具有完整的知識框架和系統的學科思維體系，學

會用哲學中抓主要矛盾的方法論來解決汽車類型和汽車總體構造中遇到的問

題。

2）具有匠人心態，精益求精，一絲不茍；樂觀、積極向上、熱愛專業。

重點：1）摩擦離合器的工作原理；2）膜片彈簧離合器；3）離合器踏板自由行

重點與難點程。

難點：離合器踏板自由行程。

學習者分析本門課學生第一門專業課

教學資源自建在線課程（總論部分）；翻轉教學平臺學習資源里的文章等

教學方式一課堂

教學方法教學方法一問題式；自學自講；討論式；探究式；雙語式；互動（包括簽

至1］、答題、頭腦風暴、答疑、選擇、判斷、搶答、隨機選人等）

5

如小主由教室多媒體演示+板書；

數字于我

實驗室現場教學

教學過程：（包括授課思路、過程設計、講解要點及各部分具體內容、時間分配等）

一、線上學習任務安排（20分鐘）

課前布置作業：自學，上課學生自講。思考如下問題：

1）離合器的位置？

2）離合器的形式及分類？

注意：（1）學習過程中在教材上做出標記；（2）記錄出有疑問的地方。

四、課堂教學（50分鐘）

按照“在線測試-導學-內容講授-總結-答疑-作業”的線性順序開展教學活動。

五、課后拓展

L在智慧樹提交作業；

2.完成下一節課在線學習；

3.完成拓展任務-雙離合器。

課堂教學

?授課思路

（1）先測試自學內容。

（2）引導學生說出離合器的功用，在此基礎上，引導學生思考并說離合器的型式。

（3）用自己做的突出結構特點的彩圖圖片、實物照片、實物、視頻等著重講解：

1）離合器的結構、類型；

2）膜片彈簧離合器；

3）螺旋彈簧離合器；

4）離合器踏板自由行程；

5）離合器從動盤和扭轉減振器；

（3）學生自學自講摩擦離合器的工作原理。

（4）期間運用智慧樹翻轉教學，讓學生做幾道題。

?過程設計及時間分配

1、智慧平臺測試線上學習的基礎知識（5分鐘）

2、離合器的功用（10分鐘）（講授+課堂討論+舉例）

3、對離合器的要求（3分鐘）（講授+互動）

4、離合器的類型（2分鐘）（講授+互動）

5、離合器的結構和工作原理（10分鐘）（學生思考+小組討論+學生回答+教師分

析）

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6、思政元素的導入（課程思政：生活，苦樂皆有，離合盡在）（5分鐘）

7、螺旋彈簧離合器（20分鐘）（講授+互動+視頻教學）

8、膜片彈簧離合器（20分鐘）（課堂學生自學自講+教師總結）

9、有關問題的分析（10分鐘）（講授+課堂討論+舉例）

10、從動盤和扭轉減振器（10分鐘）（講授+互動）

11、總結、答疑并布置作業（5分鐘）

?講解要點及各部分具體內容

授課要點

一、離合器的功用及要求

二、摩擦離合器的類型、組成及工作原理

三、螺旋彈簧離合器

四、膜片彈簧離合器

五、有關問題的分析

授課內容

第二節離合器

一、概述

離合器（Clutch）位于發動機與變速器之間，是汽車傳動系統中直接與發動機相聯

系的部件。

汽車機械式傳動系統中廣泛采用彈簧壓緊的摩擦離合器。

（-）離合器的功用及基本要求

1.離合器的功用

（1）保證汽車平穩起步

起步前，先掛空檔，防止汽車因載荷加大而前沖熄火。發動機怠速運轉平穩后，緩

慢掛檔，然后緩慢抬起離合器，使離合器主從動部分逐漸進入接合，傳遞力矩逐漸增大。

同時逐漸加大油門，使發動機始終保持在最低穩定轉速以上，待力矩增大，足以克服阻力

矩時，汽車平穩起步。

（2）保證傳動系統換檔時工作平順

在換檔前，必須踩下離合器踏板，中斷動力。否則相嚙合的齒輪因壓力大而無法分

開，并且下一個待嚙合齒輪無法平穩嚙合。暫時中斷動力，可平穩分開齒輪，減輕沖擊力。

（3）防止傳動系統過載

突然制動時，因所有部件將產生很大的慣性力矩，若沒有離合器，慣性力矩會損壞

傳動系部件，使發動機熄火。而有了離合器，其主動部分和從動部分打滑，會消除這一危

險。因此制動時，一般會踩離合器換抵擋或掛空擋而不致使發動機熄火。

2.對摩擦離合器的基本要求

1）具有合適的轉矩儲備。既能可靠地傳遞發動機的最大轉矩，當傳動系統過載時，

又能出現打滑，從而保護發動機和傳動系統的有關機件。

2）分離迅速徹底，接合柔和平順，便于汽車發動機起動、平穩起步和平順換檔。

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3）具有良好的散熱能力和熱穩定性。將離合器摩擦面間相對滑轉產生的熱量及時地

散發出去，保證離合器工作可靠。

4）離合器從動部分的轉動慣量盡可能小，減輕換檔時齒輪的沖擊。

5）操縱輕便，減輕駕駛人的勞動強度。

（二）摩擦離合器的類型

1.按從動盤的數目分：單盤離合器和雙盤離合器

2.按壓緊彈簧的結構形式分：螺旋彈簧離合器和膜片彈簧離合器。螺旋彈簧離合器按

彈簧在壓盤上的布置又分為周布離合器和中央離合器。

（三）摩擦離合器的組成和工作原理

1.離合器（圖12-4）由主動部分、從動部分、壓緊機構、分離機構和操縱機構五部分

組成。

加黃9離拉桿

圖12-4離合器的基本組成

2.摩擦離合器的工作原理

摩擦離合器就是靠主、從動件接觸面之間的摩擦作用傳遞轉矩。它傳遞的最大轉矩取

決于摩擦面間的最大靜摩擦力矩，而最大靜摩擦力矩與摩擦面間的壓緊力、摩擦面尺寸、

數目和材料有關。所以，一定結構的離合器，其最大靜摩擦力矩Me（N?mm）是一個定值,

這個值應適當地高于發動機的最大轉矩Mmax（N?mm）,其間的關系為：Mc=ZPR

式中Z一摩擦面數目；

P—壓盤對摩擦片的總壓緊力（N）;

H—摩擦系數；

R—摩擦片的平均摩擦半徑（mm）。

如果傳動系統傳遞的轉矩超過這一值，離合器將打滑，從而起到過載保護的作用。

1）接合狀態（圖12-5a）。踏板未被踩下，分離套筒被復位彈簧拉到后極限位置，分

離杠桿內端與分離軸承之間存在間隙a（離合器自由間隙），彈簧將壓盤、飛輪和從動盤

互相壓緊，發動機的轉矩即經飛輪及壓盤通過兩個摩擦面傳給從動盤，再經從動軸傳給變

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速器。

2）分離過程（圖12-5b）。踏下離合器踏板，拉桿拉動分離叉，分離叉內端推動分離

套筒和分離軸承首先消除離合器自由間隙△,然后推動分離杠桿內端向前移動，分離杠桿

外端便拉動壓盤向后移動，解除對從動盤的壓緊力，摩擦作用消失，中斷動力傳遞。

3）接合過程。當需要恢復動力傳遞時，緩慢抬起離合器踏板，分離軸承減小對分離

杠桿內端的壓力；壓盤在壓緊彈簧的作用下向前移動，并逐漸壓緊從動盤，接觸面間的壓

力逐漸增大，相應的摩擦力矩也逐漸增大。當飛輪、壓盤和從動盤接合還不緊密時，主、

從動部分可以不同步旋轉，即離合器處于打滑狀態。隨著飛輪、壓盤和從動盤壓緊程度的

逐步加大，離合器主、從動部分轉速也漸趨相等，直至離合器完全接合而停止打滑，接合

過程結束。

二、摩擦離合器的構造

（一）螺旋彈簧離合器

1.單盤周布彈簧離合器

單盤周布彈簧離合器的構造與膜片彈簧離合器的構造主要區別在于壓緊部分。以

EQ1090型為例，飛輪與離合器蓋用螺栓連接，壓盤與蓋之間用四組傳動片連接，傳動片有

彈性，壓盤移動時可產生彎曲變形。四組傳動片相隔900分布。單盤周布彈簧離合器的壓

緊部分是16個沿圓周分布的螺旋彈簧將壓盤壓向從動盤，從而使從動盤與飛輪緊緊貼在

一起。接合時，靠彈簧彈力壓在一起，分離時，撤去彈簧彈力，從動盤自動脫離飛輪。接

合時，動力由飛輪傳給從動盤，另一部分由壓盤經摩擦片傳給從動盤，通過從動盤轂的花

鍵傳給從動軸。從動盤上裝有扭轉減振器。

2.分離杠桿

分離操縱機構主要有分離杠桿、帶分離軸承的分離套筒和分離叉。

分離時，踩下踏板，分離叉轉動，推動分離套筒，分離軸承內移，壓迫杠桿內端，杠

桿外端靠在壓盤內端，帶動壓盤后移，使從動盤與飛輪分離。分離杠桿一般有3?6個。

分離杠桿有運動干涉現象，為消除這一現象，東風車采用了浮動銷。四個分離杠桿的

內端必須位于平行于飛輪端面的同一平面內，其高度可通過調整螺母調整。

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3.離合器的通風散熱

離合器在工作過程中會產生大量的熱，散熱效果不好會影響其性能，所以結構上采取

了一些措施。在從動盤上開有徑向切口，壓盤上安置彈簧處作成凸起的十字形肋條。

4、雙盤周布離合器

為增大傳遞的轉矩，采用雙盤周布離合器（兩個壓盤，兩個從動盤）。注意：安裝時

從動盤轂短轂相對，否則離合器結合不緊密。

（二）膜片彈簧離合器

1.膜片彈簧離合器的結構

膜片彈簧離合器所用壓緊彈簧是一個有許多徑向槽的圓錐形彈簧片。

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2.工作原理

在離合器蓋未固定到飛輪上時，離合器蓋與飛輪安裝面有一個距離L,此時膜片彈簧

不受力，處于自由狀態，如圖1270a所示。當離合器蓋安裝螺栓緊固后，如圖12T0b所

示，離合器蓋左移消除L,膜片彈簧以右鋼絲支撐圈為支點發生彈性變形（錐角變小），膜

片彈簧的反彈力使其外端對壓盤和從動盤產生壓緊力，此時離合器處于接合狀態。當分離

離合器時，分離軸承左移，如圖12Toe所示，膜片彈簧分離指端左移，并以左鋼絲支撐

圈為支點轉動（膜片彈簧呈反錐形），于是膜片彈簧外端右移，并通過分離彈簧鉤拉動壓

盤使離合器分離。

3.膜片彈簧離合器的優缺點

1、自動調節壓緊力

2、操縱輕便

3、結構簡單且較緊湊

4、高速時平衡性好

5、摩擦片的使用壽命長

?根早/nunA<Tnm

圖1271腹片建窗的特性曲線

2—

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三、有關問題的分析

1.壓盤的傳力方式

傳動片式、凸臺式、傳動銷式、鍵連接等。

2.離合器踏板自由行程

離合器間隙：當離合器處于正常接合狀態，分離套筒被復位彈簧拉到后極限位置時，

在分離軸承和分離杠桿內端之間應留有一定量的間隙，以保證摩擦片在正常磨損范圍內離

合器仍能完全接合。

離合器踏板自由行程：駕駛員在踩下離合器踏板后，先要消除離合器間隙，然后才

能開始分離。為消除離合器間隙所需的離合器踏板行程，稱為離合器踏板自由行程。

3.壓緊彈簧的三次壓縮

第一次壓縮一離合器蓋壓盤總成裝配時。

第二次壓縮一將離合器蓋壓盤總成和從動盤安裝在飛輪上時（接合狀態）。

第三次壓縮一踩下離合器踏板時（分離狀態）。

4.離合器分離時曲軸的竄動

在離合器分離過程中，分離軸承通過分離杠桿內端對離合器蓋、飛輪和曲軸這一組

合件離合器間隙與離合器踏板自由行程整體向前施加一個軸向推力，使曲軸向前竄動。這

一軸向力經曲軸傳至曲軸推力軸承。這就是曲軸需要軸向定位和曲軸推力軸承磨損嚴重的

原因。若曲軸軸向竄動量過大，會嚴重影響分離杠桿的有效行程。造成離合器分離不徹底。

5.分離杠桿的運動干涉與防止措施

若分離杠桿支點是固定較鏈，當杠桿轉動時，其外端與壓盤較接處的運動軌跡是一

個弧線，而壓盤上該點只能作軸向直線運動，這就使分離杠桿產生運動干涉。為防止這種

干涉，在結構上使支點或杠桿與壓盤連接點能沿徑向移動（平移或擺動）。

圖12-13分高杠桿IB干涉結構措施

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四、從動盤和扭轉減振器

1.從動盤的組成和分類

組成：主要由從動盤轂（DrivenHub）、從動盤本體及摩擦片三個基本部分組成，有

的安裝有扭轉減振器。

分類：不帶扭轉減振器（多用于雙盤離合器）、帶扭轉減振器（多用于單盤離合器）。

2.從動盤的性能要求及相應結構措施

1）具有軸向彈性。為了使離合器接合柔和，起步平穩，從動盤應具有軸向彈性。一

般措施是在從動盤本體與摩擦片之間加鉀波浪形彈性鋼片或將從動盤本體沿經向開槽。

2）能避免共振、緩和沖擊。由發動機傳到傳動系統中的轉矩是周期性變化的，使得

傳動系統產生扭轉振動。此外，在不分離離合器的情況下進行緊急制動或離合器接合過猛

時，瞬間內會對傳動系統中的零件造成極大的沖擊。采用帶扭轉減振器的從動盤。

3.帶扭轉減振器的從動盤

1）從動盤結構。從動盤本體通常用海彈簧鋼板制成，與從動盤轂釧在一起，其上開

有徑向窄切槽，則外緣部分被分割成扇形塊，扇形塊沿軸向翹曲呈波浪形，兩摩擦片分別

與其波峰和波谷部分鉀接，使從動盤在軸向有一定彈性。摩擦片應有較大的摩擦系數、良

好的耐磨性和耐熱性，常用石棉合成物制成，也有用金屬陶瓷。

從動盤本體與減振器盤用鉀釘鉀接在一起，并將從動盤轂及其兩側的阻尼片夾在中

間。從動盤轂上有與釧釘隔套相對的三個缺口，缺口的尺寸比釧釘隔套的直徑大，允許從

動盤本離合器從動盤體和減振器盤鉀成的整體與從動盤轂之間相互轉動一個角度。從動盤

本體、從動盤轂、減振器盤上都開有相同的矩形孔，孔中裝有減振器彈簧。從動盤本體與

減振器盤上的窗孔有翻邊，使彈簧不致脫出。這樣，從動盤轂與從動盤本體之間是通過減

振器彈簧彈性連接的。

2）扭轉減振器工作原理。從動盤工作時，兩側摩擦片所受摩擦力矩首先傳到從動盤

本體和減振器盤上，再經6個減振器彈簧傳給從動盤轂。這時彈簧被壓縮，緩和了傳動系

統所受的沖擊。傳動系統中的扭轉振動會使從動盤轂相對于從動盤本體和減振器盤相對往

復擺動，借助夾在它們之間的阻尼片的摩擦來衰減扭轉振動的能量。

13

flRI

3)變剛度扭轉減振器及其特性。為了更有效地避免傳動系統共振，降低傳動系統噪

聲，有些汽車離合器的從動盤采用兩組或更多組剛度不同的減振器彈簧，并將裝彈簧的窗

口長度做成尺寸不一，利用彈簧先后起作用的辦法獲得變剛度特性。

?

P;智慧樹翻轉課堂自擬作業

教學后記

教學反思：

形成性評價平日成績：慕課(20)+章節測試(20)+資源學習(10)

自講(加分10)；搶答(加分10)；討論小組活動表現好(10)

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第十二章傳動系統

授課題目授課類型理論課

第三節手動變速器與分動器（第一次課）

首次授課時間年9月18日學時4

1、知識目標

具備變速器結構及工作原理的相關知識

1）掌握變速器的功用、組成和類型。

2）理解普通齒輪變速器的工作原理和常用的換檔方式

3）掌握兩軸式、三軸式和組合式變速器變速傳動機構的結構和工作原理。

2、能力目標

培養觀察能力、綜合分析能力、理論聯系實際的能力

教學目標1）在汽車上找到變速器；

2）分析變速器類型和動力傳遞路線；

3）設計不同類型的變速器。

3、素質目標

1）養成科學嚴謹的治學態度，具有完整的知識框架和系統的學科思維體系，學

會用哲學中抓主要矛盾的方法論來解決發動機工作原理及總體構造中遇到的

問題。

2）具有匠人心態，精益求精，一絲不茍；樂觀、積極向上、熱愛專業。

重點：普通齒輪變速器的工作原理、變速器的動力傳遞路線。

重點與難點

難點：變速器的動力傳遞路線。

學習者分析本門課學生第一門專業課

教學資源自建在線課程（總論部分）；翻轉教學平臺學習資源里的文章等

教學方式一課堂

教學方法教學方法一問題式；自學自講；討論式；探究式；雙語式；互動（包括簽

至！1、答題、頭腦風暴、答疑、選擇、判斷、搶答、隨機選人等）

教室多媒體演示+板書；

教學手段

實驗室現場教學

教學過程：（包括授課思路、過程設計、講解要點及各部分具體內容、時間分配等）

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一、線上學習任務安排（20分鐘）

課前布置作業：自學，上課學生自講。思考如下問題：

1）變速器的功用？

2）變速器的類型？

注意：（1）學習過程中在教材上做出標記；（2）記錄出有疑問的地方。

六、課堂教學（100分鐘）

按照“在線測試-導學-內容講授-總結-答疑-作業”的線性順序開展教學活動。

七、課后拓展

1.在智慧樹提交作業；

2.完成下一節課在線學習；

3.完成拓展任務-行星齒輪副變速器。

課堂教學

?授課思路

（1）先測試自學內容。

（2）用自己做的突出結構特點的彩圖圖片、視頻等著重講解：

1）普通齒輪變速器的工作原理

2）常用的換檔方式

3）兩軸式變速器（單級齒輪傳動）的結構

4）三軸式變速器（兩級齒輪傳動）的結構

5）組合式變速器的結構

（3）播放變速器工作原理視頻。

（4）期間運用智慧樹翻轉教學，讓學生做幾道題。

?過程設計及時間分配

1、智慧平臺測試線上學習的基礎知識（10分鐘）

2、變速原理、換擋原理、變向原理（10分鐘）（講授+課堂討論+舉例）

3、兩軸式變速器（20分鐘）（講授+互動）

4、三軸式變速器（20分鐘）（講授+互動）

5、組合式變速器（10分鐘）（學生思考+小組討論+學生回答+教師分析）

6、思政元素的導入（變速器的發明和發展的啟示）（5分鐘）

7無同步器的換擋過程（20分鐘）

8、總結、答疑并布置作業（5分鐘）

?講解要點及各部分具體內容

授課要點

一、變速器的功用與類型

二、普通齒輪變速器的工作原理

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三、兩軸式變速器

四、三軸式變速器

五、組合式變速器

六、無同步器的換擋過程

授課內容

第三節手動變速器與分動器

一、概述

(-)變速器的功用和類型

1.變速器的功用和組成

(1)功用

改變傳動比，擴大驅動輪轉矩和轉速的變化范圍，以適應經常變化的行駛條件，同時

使發動機在有利的工況下工作；在發動機旋轉方向不變的前提下，使汽車能倒退行駛；利

用空擋，中斷動力傳遞，以使發動機能夠起動、怠速，并便于變速器換檔或進行動力輸出。

組成包括傳動機構和操縱機構。

(2)組成

變速傳動機構和變速操縱機構

2.變速器的類型

1)按傳動比變化方式

汽車變速器可分為有級式、無級式和綜合式三種。

有級式采用齒輪傳動，具有若干個定值傳動比。

無級式的傳動比在一定的數值范圍內可按無限多級變化。

綜合式是指由液力變矩器和齒輪式有級變速器組成的液力機械式變速器，其傳動比可

在最大值與最小值之間的幾個間斷的范圍內作無級變化。

2)按操縱方式不同

可分為強制操縱式、自動操縱式、半自動操縱式三種。

(-)普通齒輪變速器的工作原理

1.變速原理

當動力由I軸經過齒輪機構傳遞給II軸時，由于Z1<Z2,則n2〈n1,M2>M1,且II軸為

順時針方向轉動。即當主動齒輪齒數小于被動齒輪齒數時，則減速、增矩、變向。反之，

則增速、降矩、變向。

17

b）竹動粉用

?12-17齒輪傳動機構的變速原理

2.換檔原理

動力由軸I傳遞給齒輪1,再由齒輪1傳遞給齒輪2；

由于齒輪2、3同在軸川上，它們以相同轉速轉動，然后由齒輪3傳遞給齒輪4,最

后由軸II輸出。此時，傳動比為i=Z2/Z1XZ4/Z3。如果用換檔裝置將齒輪4與齒輪3脫

開，并將其向右拉動，使與齒輪4一體的齒輪6與齒輪5嚙合，傳動比變為i=Z2/Z1X

Z6/Z5,輸出軸II的轉速、轉矩將發生變化，即改變檔位。

當齒輪4和齒輪6不與中間軸上的齒輪3和5中的任何一個嚙合時，動力不能傳

到輸出軸，此時就是變速器的空檔。

3.倒擋原理

由齒輪傳動原理可知，一對相嚙合的外齒輪旋向相反，每經過一個傳動副，軸改變一

次旋向。汽車的倒檔就是再加上一根倒檔軸和一個倒檔齒輪，

圖12-18齒帖傳動的換檔原理（三軸兩級）圖12-19齒輪傳動的變向原理

I一主動*U-從靜*M—中同*I-主動物從動觸m-中網*

1、2、3、4、5、6—ft動育能1、2、3、4、5—傳動?輪

二、變速器的變速傳動機構

（-）兩軸式變速器

1.兩軸式齒輪傳動（一級齒輪傳動）的特點

兩軸式變速器（圖1277）的特點是有兩根軸：輸入軸I和輸出軸II,且兩軸相互平

行。動力從輸入軸輸入，經一對齒輪傳動后，直接由輸出軸輸出。每一個檔位采用一對齒

輪傳動，輸出軸（變速器輸出軸）的轉動方向與輸入軸（發動機曲軸）的轉動方向相反。

兩軸式變速器主要應用于發動機前置前輪驅動（FF）的汽車上。

2.與前置發動機橫向布置形式相配用的兩軸式變速器

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圖12-20所示為雪鐵龍畢加索轎車采用的BE4兩軸式五檔變速器。

圖12-21雪鐵龍畢加索轎車BE4兩軸式五檔變速器傳動示意圖（圖注同12-20）

3.與前置發動機縱向布置型式相配用的兩軸式變速器

圖12-22所示是一汽奧迪100型轎車采用的兩軸式012五檔變速器。

表12-1動力傳遞路埃及傳動比分析

?板變速桿動力作通毫線住幼比

一」使各n同步線接合套處于中間位置.此時.動力不傳蛤■出*

將同步器22左移27f22—23—19產狗me

二n將同步豺22右移2-?7r22-?21-?]9j產馬/Z產40Hg2.1Q5

H將同步第9左移2-?9-*8T20T]94=^/Z,=&y23=1.429

四rt將同步卷9右移2r9r10Tl8T19i產44aH82J05

五n將同步器15左移2-*11-?16-?IS-*19i^ZjZx,?31/37?0.83?

倒”將同步器15右移2-?13T26-IS-?19%(ZM/ZU)x(Z]&)=35/10?3s

19

（二）三軸式變速器

1.三軸式齒輪傳動（兩級齒輪傳動）的特點

三軸式變速器的特點是有三根軸：輸入軸I（InputShaft）、輸出軸II

（OutputShaft）和中間軸III（IntermediateShaft）□輸入軸I與輸出軸II的軸線

在同一條直線上，中間軸川的軸線與輸入軸軸線平行。輸入軸主動齒輪1與中間軸從動

齒輪2是常嚙合傳動齒輪，中間軸主動齒輪3與輸出軸從動齒輪4嚙合。每一個檔位采

用兩對齒輪傳動，變速器輸出軸的轉動方向與輸入軸（發動機曲軸）的轉動方向相同。三

軸式齒輪傳動主要應用于發動機前置后輪驅動的汽車變速器上。

在中、輕型貨車上廣泛采用三軸式變速器，這樣可以通過兩級齒輪傳動得到較大的傳

動比。例如：解放CA1091型貨車六檔變速器、EQ1141G型貨車五檔變速器等均采用。

2.三軸式五檔變速器

東風EQ1141G型汽車的TMH421型五檔變速器。它有三根傳動齒輪軸：第一軸（輸入

軸）1、中間軸16、和第二軸（輸出軸）26。

1一第一轉（輸入祐）2—第一軸*啃?傳動齒輪3—第一軸唐輪按&**4-四、五檔同步M接6*

5—IS榜％輪接6—辛二粒因將小輪7一第二轉三構*管8—三檔生輪接臺也超

9—二、三檔同步林接6*10—二檔"輪接件*!S11—第二*二3也輪12一第二砧5（檔吻輪

13一第二16-榜貨輪14一一、例忖接合*15—第二軸出柏）16—中,能一樣出輪17—中同軸

18一例持#19—中月桓*樣道,20—留移大吉輪21—黃梅小*輪22一中網軸二怨"輪

C,C,4aLCC4M亡er——a

表12-2動力傳遞路線及傳動比分析

檔位攝縱變速桿動力傳遞路線傳動比

5H使各代同步器接合塞處于中同位it.此時.動力不傳蛤,出軸

I?2?25?17->?；^?：.；?J4,

n將接合套14右移七，五小，4。

26-15

1-?2-25—17-22-?11—心孕x爭307

二梢將樓合套9右移

m26Tl5J4

I—2—23—17—23-7-?-*.Zn,▲一

將同步B9左移"產￡x7-v」68

9r26?15

1—2f2S—7r24-*6T，T.z?A

sn轎同步著4右移“ZX^-1.442

4-*27-*15

五n橋同步豢4左移l-?2-?3-?4-*27-*15ij-l

1r2T25f17-*19T20Tb鄉X?XM=253

倒K轎同步H14左移

21t12T14-26-*IS

20

（三）組合式變速器

為保證重型車具有良好的動力性、經濟性，須有更多的檔位和更大的傳動比，常采用

主副式變速器串聯的方式構成組合式（CombinedType）變速器。

它在主變速器I（五速變速器）后面串聯安裝了一個兩檔副變速器II,可得到10個

前進檔。2~5檔采用同步器換檔，1檔和倒檔采用接合套換檔。副變速器II采用行星齒輪

減速機構，其高速檔（直接檔）和低速檔采用同步器換檔。主變速器的輸出軸6是副變速

器的輸入軸，動力由副變速器輸出軸19輸出。組合式變速器的傳動比為i=i主Xi副。

1—?入軸2—Sits?3—輸入軸*哈令吉輪4~4、5檔同羅界接令*5—輸出相4樣富咕?曲輪

6一*B*7-輸出43樽*哈令舟輪8-2、3同步*接6*9-輸出知2檔*咕令我輪

10—輸出轉I檔*咕令如輪11—1.,樣接上*”一*出軸例樣*輪13—副交我導行孝3輪

14-行￥%輪*15-行3曲輪內**16一境定外**17-Mfitat?.但迷檔同歲界按?金

18-好支速再高速3"輪1-副交遮毒/出*20-M支速草★陽骨21一例檔*英22-倒檔"

23—中同**珞出輪24—中間"1檔"輪25—中同*2樣蕾松2&-中同相3樣*輪

27—中博軸4”由輪28—中間軸常咕令*輪29—中E*I-主支M界0—Kfit5

三、同步器

（-）無同步器的換檔過程

變速器的換檔裝置分為直齒滑動齒輪換檔、接合套（HubSIeeve）換檔和同

步器（Synchronizer）換檔。

采用直齒滑動齒輪和接合套換檔時，必須等到待要嚙合的一對齒輪的輪齒（或接合套

與接合齒圈上相應的內、外花鍵齒）的圓周速度相等（同步）時，才能平順地進入嚙合而

掛上檔。否則，如果沒有達到同步就強制換檔，將使兩齒輪發出沖擊和噪聲，影響齒輪的

使用壽命，嚴重時甚至會折斷輪齒。

1.低檔換高檔（四檔換五檔）

變速器在四檔工作時，接合套與第一軸四檔（直接檔）齒輪接合齒圈嚙合，兩者圓周

速度相等丫接=丫4。欲從四檔換入五檔，駕駛人應踩下離合器，斷開發動機與變速器的聯

系，再通過變速操縱機構將接合套右移，先使變速器處于空檔位置。

當接合套剛與四檔齒輪脫離接合的瞬間，仍然是丫接=丫4,而四檔齒輪的轉速低于第

二軸五檔齒輪的轉速，圓周速度V4〈V5,所以，此時有V接〈V5。為避免齒輪沖擊，不應

立即換入五檔，要在空檔停留片刻，等待V接=丫5的時刻到來。

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空檔時，五檔齒輪只與中間軸及其齒輪、第一軸和離合器從動盤相聯系，慣性質量小，

再加上中間軸齒輪有攪油阻力，所以V5下降較快；接合套因與整個汽車聯系在一起，慣

性質量很大，所以V接下降較慢。這樣，在變速器推入空檔后的某個時刻，必然會有V接

=V5（同步點）的情況出現。此時將接合套左移與五檔齒輪上的接合齒圈嚙合就可以掛入

五檔，不會產生沖擊。

第一輪第一軸

2.高檔換低檔（五檔換四檔）

變速器在五檔工作以及由五檔換入空檔的瞬間，接合套與五檔齒輪接合齒圈圓周速度

相等，即V接二丫5。因V5>V4,因而有V接>V4,所以此時不能掛入四檔。但在空檔時

V4下降得比V接快，不會出現V接74（同步點）的情況。為此，應將V4增速，使V4

能與V接相等。

其做法是，駕駛人在變速器由高速檔退入空檔時隨即抬起離合器踏板，使離合器重新

接合，同時踩一下加速踏板，使發動機連同離合器從動盤、第一軸以及四檔齒輪等加速到

V4>V接，然后再踏下離合器踏板稍等片刻，等V4=V接（同步點）時即可掛入低速檔。

由此可見，欲使無同步器變速器換檔時不產生齒輪沖擊，需采取較復雜的操作，既增

加了駕駛人的勞動強度，又容易加速齒輪的損壞。因此，同步器換檔裝置得到廣泛應用。

?

P;智慧樹翻轉課堂自擬作業

教學后記

教學反思：

形成性評價平日成績：慕課（20）+章節測試（20）+資源學習（10）

自講（加分10）；搶答（加分10）；討論小組活動表現好（10）

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第十二章傳動系統

授課題目授課類型理論課

第三節手動變速器與分動器（第二次課）

首次授課時間年9月18日學時4

1、知識目標

具備變速器操縱機構及分動器的相關知識

1）理解沒有同步器的換擋過程；

2）掌握同步器的結構、類型和工作原理。

3）掌握變速器操縱機構的功用和類型；

4）掌握變速器操縱機構的安全裝置；

5）了解分動器的功用和應用；

6）掌握分動器的構造及工作原理；

2、能力目標

培養觀察能力、綜合分析能力、理論聯系實際的能力

教學目標1）在變速器上找到同步器；

2）分析同步器的類型和工作原理。

3）在汽車上找到變速器操縱機構；