職業教育汽車專業“十三五”規劃教材

中高職貫通實踐與研究成果

汽車機械基礎

主編何曉榮呂冬梅

參編毛雅楠楊曉燕季文琴

內容簡介

年度上海市教育科研市級課題汽車檢測與維修專業中高職專業貫通與資源共享的實踐

２０１５“

與研究立項汽車機械基礎一書的編寫為其課題內容之一主要針對中高職貫通的中職

”，《》，

學生

。

汽車機械基礎是汽車類專業一門必修的專業基礎課是連接基礎課和專業課的橋梁具

“”，，

有承上啟下的作用本書根據中職學生的學習特點專業特點和技能需求合理編排教學內容

。、，，

將其分為七個項目采用項目活動式編寫重點突出力求符合中職學生的學習特點

，，，。

本書適合作為中等職業學校汽車類機械類等專業的教材也可作為相關人員崗位培訓和自

、，

學用書

。

圖書在版編目（ＣＩＰ）數據

汽車機械基礎何曉榮呂冬梅主編北京中國鐵道出版社

／，?—：，

２０１９?１

中高職貫通實踐與研究成果職業教育汽車專業十三五

“”

規劃教材

ＩＳＢＮ９７８－７－１１３－２５２５２－６

汽何呂汽車機械學中等

Ⅰ?①…Ⅱ?①…②…Ⅲ．①－－

專業學校教材

－Ⅳ?①Ｕ４６３

中國版本圖書館數據核字第號

ＣＩＰ（２０１８）２８４１４６

書名：汽車機械基礎

作者：何曉榮呂冬梅主編

策劃編輯：李中寶尹娜讀者熱線：

（０１０）６３５５０８３６

責任編輯：尹娜

封面設計：劉穎

責任校對：張玉華

責任印制：郭向偉

出版發行：中國鐵道出版社北京市西城區右安門西街號

（１０００５４，８）

網址：

ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ?ｔｄｐｒｅｓｓ?ｃｏｍ／５１ｅｄｓ／

印刷：北京虎彩文化傳播有限公司

版次：年月第版年月第次印刷

２０１９１１２０１９１１

開本：印張：字數：千

７８７ｍｍ×１０９２ｍｍ１／１６１３?５３０２

書號：

ＩＳＢＮ９７８－７－１１３－２５２５２－６

定價：元

３９?８０

版權所有侵權必究

凡購買鐵道版圖書如有印制質量問題請與本社教材圖書營銷部聯系調換電話

，，。：（０１０）６３５５０８３６

打擊盜版舉報電話

：（０１０）５１８７３６５９

年度上海市教育科研市級課題汽車檢測與維修專業中高職專業貫通

２０１５“

與資源共享的實踐與研究立項汽車機械基礎一書的編寫為其課題內容之

”，《》

一主要針對中高職貫通的中職學生

，。

汽車機械基礎是汽車類專業的一門必修的專業基礎課是連接基礎課和

“”，

專業課的橋梁具有承上啟下的作用本書根據中職學生的學習特點專業特點

，。、

和技能需求合理編排教學內容采用項目活動式編寫突出重點力求符合中

，，，，

職學生的學習特點

。

本書從中職學生對知識接受能力出發從汽車的結構入手使學生認知一般

，，

的機械原理及其在汽車中的應用掌握常用機構的結構工作原理和應用場合

。、，

掌握機械傳動的類型組成工作原理傳動特點會計算傳動比掌握主要機

、、、，；

械零部件的結構特點常用材料和應用場合初步掌握其選用的方法掌握液壓

、，；

傳動的基本概念液壓泵液壓缸控制閥的性能工作原理能看懂液壓基本

、、、、，

回路能分析和處理一般機械運行中發生的問題會正確選用材料具備改善潤

，，，

滑降低能耗減小噪聲等方面的基本能力養成學生自主學習的習慣具備良

、、；，

好的職業道德和職業情感提高適應職業變化的能力

，。

通過本書的學習使汽修專業的學生掌握必備的機械基本知識懂得機械工

，，

作原理在汽車中的應用了解汽車常用材料的性能培養學生分析問題和解決問

，；

題的能力使其形成良好的學習習慣具備繼續學習汽車維修專業技術的能力

，，；

對學生進行職業意識培養和職業道德教育使其形成嚴謹敬業的工作作風為

，、，

今后解決生產實際問題和職業生涯的發展奠定基礎

。

本書在編寫過程中廣泛征求了相關院校維修技術人員和中職畢業學生的意

、

見針對中職生突出汽車相關機械的認知注重知識和實踐技能的有機結合

，，，，

著重培養學生的職業能力

。

本書在內容的編排上注重多樣化盡可能符合中職生的認知規律力求圖

，，“

文并茂以圖表代文字大量應用實物圖以求充分調動學生的學習興趣通

、”，，。

過對知識的歸納用表格圖片直觀形式表達抽象的定義結構和原理方便學

，、、，

生自主學習增加發現問題和解決問題的能力促進學生職業素養的養成具體

，，。

課時安排見下表

。

Ⅰ

··

課時安排

教學單元建議學時數

項目一從機器的角度認識汽車的組成

３～４

項目二汽車常用機構的認知和應用

１２～１６

項目三汽車機械傳動的認知和應用

２７～３６

項目四汽車支承零部件的認知和應用軸系零件

（）１８～２４

項目五汽車構件連接方式的認知和應用常用零部件

（）１５～２０

項目六汽車液壓傳動的認知和應用

１５～２０

項目七汽車常用材料的認知和應用

１８～２４

小計

１０８～１４４

本書由何曉榮呂冬梅主編毛雅楠楊曉燕季文琴參編

、，、、。

由于編者水平有限加之汽車技術的快速發展和職業教育理念的不斷更新

，，

書中不足之處在所難免懇請廣大讀者批評指正

，。

編者

２０１８?３

Ⅱ

··

項目一從機器的角度認識汽車的組成

活動機器的組成２

…………

項目二汽車常用機構的認知和應用

活動一平面連桿機構９

……………………

活動二曲柄滑塊機構１７

…………………

活動三凸輪機構１９

………………………

項目三汽車機械傳動的認知和應用

活動一帶傳動２７

……………

活動二鏈傳動３８

……………

活動三直齒圓柱齒輪傳動４７

……………

活動四其他齒輪傳動５８

…………………

活動五蝸桿傳動６６

………………………

活動六輪系７２

………………

項目四汽車支承零部件的認知和應用軸系零件

（）

活動一軸８１

…………………

活動二滑動軸承９０

………………………

活動三滾動軸承１００

………………………

項目五汽車構件連接方式的認知和應用常用零部件

（）

活動一鍵連接１１３

…………

活動二銷連接１２０

…………

活動三螺紋連接１２２

………………………

活動四聯軸器１２９

…………

Ⅰ

··

項目六汽車液壓傳動的認知和應用

活動一液壓傳動１３５

………………………

活動二動力元件１４１

………………………

活動三執行元件１４７

………………………

活動四控制元件１５４

………………………

活動五基本液壓回路１６６

…………………

項目七汽車常用材料的認知和應用

活動一汽車常用的金屬材料１７４

…………

活動二汽車常用的非金屬材料１８３

………

活動三汽車燃料和潤滑油１９１

……………

活動四汽車其他工作油液２０１

……………

參考文獻２１０

Ⅱ

··

從機器的角度認識

項目一

汽車的組成

汽車機械基礎

活動機器的組成

理解機器和機構的定義特征及組成

１?、。

明確構件和零件的區別

２?。

知道運動副的定義和分類

３?。

人類為了適應生產的需要創造和發展了各種各樣的機器利用機器可以減輕或者替代

，，

人的體力勞動能夠大大提高勞動生產率和產品

，

質量創造出更多的物質財富隨著科學技術的

，。

發展人類不斷地用自己的聰明才智設計和制造

，

出各種新的機器

。

當今汽車的發展速度非常快它將燃料燃燒

，

產生的動力轉變為機械能驅動汽車行駛汽車

。

見圖作為一種機器請分析其特征和

（１－１），

應用圖汽車

。１－１

機器是執行機械運動的裝置用來變換或傳遞能量物料與信息本活動就是對汽車上

，、。

常用軸的種類軸上零件的定位及固定方式進行認知和分析

、。

一、機器與機構

１?機器

機器的種類很多其構造性能和用途也各不相同

，、。

機器的共同特點

（１）

任何機器都是由許多構件組合而成的

①。

各運動實體之間具有確定的相對運動

②。

能實現能量轉換代替或減輕人的勞動完成有用的機械功

③、，。

機器的定義

（２）

機器就是人為實體構件的組合它的各部分之間具有確定的相對運動并能代替

（），，

２

··

項目一從機器的角度認識汽車的組成

或減輕人類的體力勞動完成有用的機械功或實現能量轉換

，。

機器的分類

（３）

按其用途機器可分為發動機和工作機

，。

發動機是將非機械能轉換成機械能的機器例如電動機是將電能轉換成機械能的

①。，

機器內燃機是將熱能轉換成機械能的機器

，。

工作機是用來改變被加工物料的位置形狀性能尺寸和狀態的機器工作機是

②、、、。

利用機械能來做有用功的機器例如車床銑床磨床等金屬切削機床都是工作機

，，、、。

機器的組成

（４）

機器基本上都是由動力部分工作部分和傳動裝置三部分組成動力部分是機器動力的

、。

來源常用的發動機有電動機內燃機和空氣壓縮機等工作部分是直接完成機器工作活動

。、。

的部分處于整個傳動裝置的終端其結構形式取決于機器的用途例如金屬切削機的主

，，。，

軸拖板工作臺等傳動裝置是將動力部分的運動和動力傳遞給工作部分的中間環節例

、、。。

如汽車里的帶傳動變速器等機器中應用的傳動方式主要有機械傳動液壓傳動氣壓

，、。、、

傳動及電氣傳動等

。

在自動化機器中除了上述三部分外還有

，，

自動控制部分如圖所示

，１－２。

機構圖機器的組成

２?１－２

定義人為的實物組合其各部分之間也具有確定的相對運動主要用來傳遞運動

①：，，

和變換運動形式

。

類型連桿機構凸輪機構齒輪機構螺旋機構和楔塊機構棘輪機構和槽輪機

②：、、、、

構摩擦傳動機構撓性件機構彈性件機構液氣機構電氣機構等

、、、、、。

３?機器與機構的區別見表

（１－１）

機器的主要功用是利用機械能做功或實現能量轉換機構的主要功用在于傳遞或轉

①；

變運動形式

。

通常機器包含一個或一個以上的機構

②。

機械就是機構與機器的統稱

③。

表１－１機器與機構的區別

名稱特征功用

任何機器都是人為的實物構件組合體

①（）。

各運動實體之間具有確定的相對運動一般情況下當其中

②，，

機器某構件的運動一定時其余各構件的運動也就隨之確定利用機械能做功或實現能量轉換

，。

在生產過程中它們能代替或減輕人們的勞動完成有用的

③，，

機械功或轉換能量

機構具有機器特征中第和兩項特征無第項特征傳遞或轉換運動或實現某種特定的運動形式

①②，③

３

··

汽車機械基礎

二、運動副

１?定義

使兩物體直接接觸而又能產生一定相對運動的連接稱為運動副

，。

２?分類

根據運動副中兩構件接觸形式不同運動副可分為低副和高副

，。

３?低副

低副是指兩構件之間做面接觸的運動副按兩構件的相對運動情況可分為轉動副移

。，、

動副和螺旋副如圖所示

，１－３。

轉動副兩構件在接觸處只允許作相對轉動由滑塊與導軌組成的運動副見

①：。［

圖

１－３（ａ）］。

移動副兩構件在接觸處只允許作相對移動由滑塊與導槽組成的運動副見

②：。［

圖

１－３（ｂ）］。

螺旋副兩構件在接觸處只允許作一定關系的轉動和移動的復合運動絲杠與螺母

③：。

組成的運動副見圖

［１－３（ｃ）］。

圖低副

１－３

４?高副

高副是兩構件之間做點或線接觸的運動副如圖所示

，１－４。

圖高副

１－４

５?運動副的應用特點

低副特點

（１）

單位面積壓力較小較耐用傳力性能好

①、、。

４

··

項目一從機器的角度認識汽車的組成

摩擦損失大效率低

②、。

不能傳遞較復雜的運動

③。

高副特點

（２）

單位面積壓力較大兩構件接觸處容易磨損

①，。

制造和維修困難

②。

能傳遞較復雜的運動

③。

三、機械傳動的分類見圖

（１－５）

圖機械傳動的分類

１－５

汽車作為機器觀察汽車如圖分析其組成部分

①，（１－６），。

分析汽車各組成部分如何傳遞動力

②。

圖汽車動力傳遞流程示意圖

１－６

５

··

汽車機械基礎

一、選擇題

是用來減輕人的勞動，完成做功或者轉換能量的裝置。

１?

機器機構構件

Ａ?Ｂ?Ｃ?

下列裝置中，屬于機器的有。

２?

內燃機臺虎鉗自行車

Ａ?Ｂ?Ｃ?

在內燃機曲軸滑塊機構中連桿式由連桿蓋、連桿體、螺栓及螺母等組成。其中，連

３?

桿屬于，連桿體、連桿蓋屬于。

零件機構構件

Ａ?Ｂ?Ｃ?

下列機構中的運動副，屬于高副的是。

４?

火車車輪與鐵軌之間的運動副

Ａ?

螺旋千斤頂中螺桿與螺母之間的運動副

Ｂ?

車床床鞍與導軌之間的運動副

Ｃ?

機構和機器的本質區別在于。

５?

是否做功或實現能量轉換

Ａ?

是否由許多構件組合而成

Ｂ?

各構件間是否產生相對運動

Ｃ?

是用來變換物料的機器。

６?

電動機手機縫紉機

Ａ?Ｂ?Ｃ?

金屬切削機床的主軸、拖板屬于機器的部分。

７?

執行傳動動力

Ａ?Ｂ?Ｃ?

通常用一詞作為機構和機器的總稱。

８?

機構機器機械

Ａ?Ｂ?Ｃ?

電動機屬于機器的部分。

９?

執行傳動動力

Ａ?Ｂ?Ｃ?

二、判斷題

構件可以用于做功或轉換能量。（）

１?

高副能傳遞較復雜的運動。（）

２?

凸輪與從動桿之間的接觸屬于低副。（）

３?

門與門框之間的連接屬于低副。（）

４?

構件都是由若干個零件組成。（）

５?

構件是運動的單元，而零件則是制造的單元。（）

６?

６

··

項目一從機器的角度認識汽車的組成

高副比低副的承載能力大。（）

７?

機構就是具有相對運動構件的組合。（）

８?

車床的床鞍與導軌之間組成轉動副。（）

９?

如果不考慮做功或實現能量轉換，只從結構和運動的觀點來看，機構和機器之間是

１０?

沒有區別的。（）

三、填空題

機械基礎課程主要包括、、和方面的基礎知識。

１?

計算機是用來實現變換的機器。

２?

機器一般由、、和組成。

３?

零件是機器的。

４?

機構中至少有一個運動副是的機構稱為高副機構。

５?

高副主要有、和等。

６?

低副是摩擦，摩擦損失大，因而效率。此外，低副傳遞

７?

較復雜的運動。

機器是人們根據使用要求而設計的一種執行裝置，其用來或能量、

８?

物料與信息，從而減輕或替代人類的體力勞動。

四、術語解釋

機器。

１?

機構。

２?

運動副。

３?

機械傳動裝置。

４?

五、應用

概述機械、機器、機構、構件、零件之間的關系。

１?

概述機器與機構的區別。

２?

從日常生活或生產實踐中，尋找兩個高副和低副的應用實例，并聯系高副和低副的

３?

特點進行分析。

７

··

汽車常用機構的

項目二

認知和應用

項目二汽車常用機構的認知和應用

活動一平面連桿機構

掌握平面連桿機構的基本類型特點

１?、。

知道鉸鏈四桿機構的應用

２?。

理解曲柄搖桿機構的急回特性和死點位置

３?。

刮水器是汽車必不可少的一件輔助裝置汽車中常用的電動刮水器是將電動機輸出的轉

。

矩通過曲柄搖桿機構帶動刮臂擺動從而使刮臂上的刮水片刷去玻璃上的雨水雪或者灰

，、

塵請嘗試觀察刮水器是由哪些構件組成的如何連接和運動的

。，？

一般的電動刮水器由電動機總成底板拉桿擺桿刷架刮臂和刮水片等組成

、、、、、。

本活動就是認知分析汽車上刮水器的構成連接方式和運動方式

、。

平面連桿機構是指由若干構件用低副連接組成的機構各構件間的相對運動都在同一平

，

面或者平行平面內

。

平面連桿機構的類型有很多種最常用的平面連桿機構是具有四個構件的低副機構形

，，

成四桿機構

。

構件間以四個轉動副相連的平面四桿機構組成平面鉸鏈四桿機構簡稱鉸鏈四桿機構

，。

鉸鏈四桿機構是四桿機構的基本形式也是其他多桿機構的基礎

，。

一、鉸鏈四桿機構的組成和分類

在鉸鏈四桿機構中固定不動的構件稱為機架不與機架直接相連的構件稱為連

，４，２

桿與機架相連的構件稱為連架桿如圖

，１、３２－１

所示

。

曲柄如果連架桿能作整周旋轉則稱為曲柄

———，。

搖桿如果連架桿僅能在某一角度小于

———（１８０°）

范圍內搖擺則稱為搖桿

，。

鉸鏈四桿機構按兩連架桿的運動形式不同分

，

為曲柄搖桿機構雙曲柄機構和雙搖桿機構三種基圖鉸鏈四桿機構

、２－１

９

··

汽車機械基礎

本類型

。

１?曲柄搖桿機構

鉸鏈四桿機構的兩個連架桿中其中一個是曲柄另一個是搖桿的稱為曲柄搖桿機構

，，。

常見實例見表

２－１。

表２－１曲柄搖桿機構實例

實例圖例

剪板機

雷達

汽車刮水器

縫紉機

２?雙曲柄機構

鉸鏈四桿機構中兩連架桿均為曲柄的稱為雙曲柄機構常見實例見表

。２－２。

１０

··

項目二汽車常用機構的認知和應用

表２－２雙曲柄機構實例

實例圖例

慣性篩

天平

車門啟閉機構

３?雙搖桿機構

鉸鏈四桿機構中兩連架桿均為搖桿的稱為雙搖桿機構如圖所示

２－２。

圖雙搖桿機構

２－２

二、鉸鏈四桿機構的基本性質

１?急回特性

極位夾角搖桿在ＣＤＣＤ兩極限位置時曲柄與連桿共線對應兩位置所夾的銳

———１、２，，

角用θ表示如圖所示

，，２－３。

１１

··

汽車機械基礎

圖極位夾角

２－３

急回特性空回行程時的平均速度大于工作行程時的平均速度