《汽车底盘构造与维修（高职版）》教案 第5课 手动变速器（一）

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课题手动变速器课时2课时（90min）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：传授新知（28min）课堂讨论（10min）第2节课：实践操作（40min）

课堂小结（3min）作业布置（2min）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

（2min）【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

（5min）【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

（28min）【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。3.1.1变速器的功用1．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。3.1.2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。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。【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“1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。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。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示。（2）传动路线。两轴式变速传动机构的传动路线如图所示。【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。（2）传动路线。三轴式变速传动机构的传动路线如图所示。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。（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。【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。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。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。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。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。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。【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。【学生】聆听、思考【学生】聆听、思考、理解、记忆通过讲解、图片展示、课堂互动等教学方法，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、手动变速器的构造课堂讨论（10min）【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第二节课实践操作（40min）【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。2．拆装手动变速器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【学生】以小组为单位，进行实操，根据分工填写“任务工单——手动变速器拆装”【教师】根据学生表现，填写考核评价表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、反应能力课堂小结

（3min）【教师】简要总结本节课的要点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

（2min）【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