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汽车底盘机械系统检修课程设计方案

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2020年4月19日
文档仅供参考
一、 课程名称 :《汽车底盘实训》
二、 授课学时:30学时
三、使用教材
《汽车底盘维修实训》张卫红主编,机械工业出版社， 5月版
四、课题或教案内容
1、本堂课的知识结构
十字轴式万向节结构与工作原理
概念
不等速万向节
准等速万向节
双联式万向节结构与工作原理

万
向
节
挠性万向节
分类
等速万向节
三销轴式万向节的结构和工作原理
直槽滚道型球叉式万向节结构与工作原理
球笼式万向节
球叉式万向节
圆弧滚道型球叉式万向节结构与工作原理
固定型球笼式万向节结构与工作原理
伸缩型球笼式万向节结构与工作原理
刚
性
万
向
节
概念
结构与特点
球面滚轮式万向节的结构和工作原理

2、本堂课的核心概念
刚性万向节：动力是靠零件之间的铰接式连接传递的万向节。
挠性万向节：动力靠弹性零件传递，且具有一定的缓冲减振作用的万向节。
五、教案目标
1、 专业能力
<1）了解常见万向节的结构、工作原理和基本的安装过程。
<2）理解单十字轴式万向节的不等速性原理。
<3）掌握不等速万向节<如十字轴式万向节）、准等速万向节<如双联式、三销轴式万向节）和等速万向节<如球叉式、球笼式万向节）的基本结构、特点和应用车型。
2、方法能力
培养学生理解、观察、分析和解决问题的能力，培养了学生的创新思维能力。
3、 社会能力、知识与技能
经过学习，掌握与人沟通的能力和团队合作的能力，掌握必要的理论知识和动手操作的能力。
4、过程与方法
教师要根据学生的认知特点和年龄特点设计适合学生需要的的探究学习的过程和方法，主意目标设定的过高、过低都会对学生的学习效果产生影响。
5、情感态度与价值观方面
经过学习，使学生能从全面、系统的角度去思考问题，树立全面的学习态度和积极的价值观。并经过教案相长的过程，用语言和情感的交流，使学生自信，学会用积极乐观的态度去对待人生，对待学习。
六、 教材分析
1、整本教材分析
《底盘机械系统检修》选用的教材为散晓燕主编，人民邮电出版社， 本，该教材以培养学生的实际应用能力为出发点，以工程为核心，按照工程要求、相关知识、工程实施及拓展知识的体系结构，系统介绍现代汽车底盘机械系统的组成、工作原理、故障诊断及排除方法，具体包括离合器、手动变速器、万向传动装置、驱动桥、车桥和轮胎、悬架、转向系及制动系等装置。内容详实、浅显易懂、图文并茂，在内容上体现了“理论与实践一体化”教案的设置，非常适合作为高职高专院校汽车类专业相关课程的教材。
2、本章节教材内容分析
<1）本章与整本教材的内容关系
本章为万向传动装置的拆装与检修，在内容上是底盘四大系统中传统系统的部分，在逻辑关系上与第二章变速器和第四章驱动桥之间起一个承上启下的作用，是传动系统的中间连接环节。
<2）本节与整章的内容关系
本节课的内容为万向节，是整章万向传动装置的核心内容，是本章的重点和难点；本节课程内容的的重点是十字轴式万向节、球笼和球叉式万向节的结构组成、工作原理和工作特点；难点是单个十字轴式万向节的不等速特性的分析。
<3）本章节的编写质量描述
本章节内容由于基本是讲解结构和工作原理。在书上附有大量实物图和结构简图方便教师讲述，图片清晰、明了，能与教案方法很好地匹配；编写逻辑性强，思路清晰，重点难点突出，图文并茂，语言精炼，整体内容比较有层次感，符合学生的基础和认知规律，详略得当。
七、 学情分析
1、学生所学专业
授课对象为 级汽车检测与维修专业的学生，《底盘机械系统检修》是汽车检测与维修专业的核心课程。
2、学生的认知特点
大学生一般拥有较高的抽象和逻辑思维能力、概括和推理能力，逻辑思维的辩证性、批判性相对高中有了进一步的发展。同时她们经过高中和初中的信息技术的学习，已经有一定的理论基础，因此课堂上就会试图发表自己的观点，显得比较活跃。而且对于复杂的问题也会要求自己努力从理论上加以分析和概括，还会要求自己把学到的一些理论知识应用于实际，用理论去解释具体的客观现象和认识新事物。
3、学习基础分析
学生大一学习了机械制图、液压与气动、工程力学、电工电子技术等知识，为理解本节课内容打下了坚实的的基础。
4、教案重点、难点的突破
本节课程内容的的重点是十字轴式万向节、球笼和球叉式万向节的结构组成、工作原理和工作特点；难点是单个十字轴式万向节的不等速性的分析。对于本节知识点，内容比较抽象，实物图结构复杂，需要借助动画、实物、视频教案来增加学生的感性认识和理解的容易度。
5、学法指导
对于本节知识点，学生在课前，要进行充分的预习，而且把课前预习不懂的地方里记录下来，上课听的时候有针对性，学习效果比较好；下课多查阅相关资料，上图书馆看参考书，网上搜索最新的技术等方式进行巩固和加深学习。
6、学生学习资源分析
学生能够主动利用学校图书馆和现代媒体来获取相关最新的专业知识，能够系统的学习知识。另外，动手操作能力也是大学生完成学业的专业训练所必备的能力，能够到开放的实训中心进行相关设备的拆装和观看，既掌握所学的知识，而且能将这些知识运用于实践，综合素质得到全面提高。
7、学生年龄特点分析
大二学生是形成人生观,掌握专业理论、技术、技能,增强体质的关键时期,要很好的贯彻执行“教育要面向现代化,面向世界、面向未来”的要求。大学生正处于青年期向成年期的转变，处于从个体走向成熟、走向独立的转变。开始掌握了辨证思维，情感也更加具有社会道德和责任感，但由于正处于青年期，半幼稚和半成熟、独立性和依赖性错综复杂，充满了矛盾，主要表现在心理的闭锁性和渴望交往的矛盾、强烈的求知欲和鉴别能力不够的矛盾，她们在认知方面很容易偏激，在情绪方面容易走极端，受外界的影响很大，具有很大的可塑性。
八、教案重点难点
1、教案重点
十字轴式万向节、球笼式、球叉式万向节的结构、工作原理和特点.
2、教案难点
单个十字轴式万向节的速度特性分析
九、 教案策略选择
教案方法：课堂讲授、案例教案、学生讲授 、情景-陶冶教案策略、示范-模仿教案策略、启发式教案策略、自我反馈教案策略、典型的团队合作学习策略、专题讨论，这些方法注重激发学生的学习兴趣、增强学生的学习信心、鼓励学生参与教案、引导学生主动学习；应用能力和创新精神都能得到提高。
教案手段：多媒体课件、动画、视频、虚拟拆装与仿真技术，实物、精品课程网站、网上答疑等方式。
教案组织：课前精心备课，找好上课用的教具，教案内容尽量饱满，但也要保证两课时能讲授完，本次课与现实生活紧密相关，利用实物、视频、动画等快速有效地转移学生的注意力，迅速完成学生的学习情绪准备，利用启发式提问能够有效地促进师生间的互动交流，有效加强学生听课效果,课后对学生反馈学习的问题进行辅导。
教案管理：本节课程内容安排在有多媒体的汽车构造专用教室，该教室里面有现成的实物、模型和教具。课堂教案的管理也可用到江西科技学院学生平时成绩记载册，上课做好管教管学，尽量吸引学生的注意力。
十、 教案过程设计
教案环节
教师活动
学生活动
设计意图
旧课复习
<3分钟）
复习内容：动力传递路线，万向传动装置组成、功能和在汽车上的使用位置？
复习方式：经过播放一张校车图片，采用提问的方式由同学回答。
学生积极思考、回顾上次课的内容。
1、检验学生上次课程内容的掌握情况。
2、自然地引出本次课所要讲述的内容，承上启下的作用。
新课导入
<3分钟）
导入内容：汽车在行驶时车轮会相对于车身上下跳动。且发动机输出的动力一般与驱动桥是不同心的，那么我们如何来解决这个矛盾呢？<一般的轴只能同心传递动力，否则会出现运动干涉）

导入方式：看图片，采用启发式提问将本次新课引入
看图片，思考教师提出的问题。

让学生带着问题有针对性地学习这堂课的内容。
课程
内容
讲解
<74分钟）
一、概述
<5分钟）
授课内容1、万向节的概念和分类
授课方式：讲清楚刚性和挠性万向节这两个专用名词的核心概念，并用图表方法展示总体的分类<详见p1页第三点 课题或教案内容）。
认真听讲，注意关键话语和关键词的理解与记忆
掌握核心概念

二、
不等速万向节
<30分钟）
<10分钟）授课内容1：不等速万向节<十字轴式万向节）的组成、适用车型及特点。
授课方式：十字轴式万向节的组成实物展示法，借助视频来讲解十字轴试万向节的基本组成。

看实物，观察万向节的结构组成和适用车型
先看实物给学生一个感性的认识，为后面讲解组成打下基础。
<20分钟）授课内容2、单个十字轴式万向节的运动特性和双十字轴式上的万向节的运动特性分析。
授课方式：观看单个十字轴式万向节工作过程<播放视频），讲解十字轴万向节不等速工作的特性<动画演示>。
可请两个同学上台，作为轴承固定，演示万向传动装置的工作情况。

看视频和动画思考万向节的主动叉和从动叉运动有何特点？
先看实物，学生能看到运动特性，可是不知道为什么是这种特性，引起学生的求知欲。

< 4分钟）授课内容3、双十字轴式万向节的运动特性
授课方式：启发式提问、动画演示
首先展示一对万向节<十字轴式万向节都是成对出现的），经过分析单个十字轴式万向节的不等速性，阐明不等速对汽车的影响，接着启发学生，有什么方法能解决这个问题，顺利引入双十字轴万向节<两个不等速的单十字轴万向节如果串联在一起会达到什么效果-相互抵销各自的不等速性，整个结构反而达到等速的目的）但必须满足两个条件。<学生试着自己分析有哪两个条件）

思考：解决单个十字轴式万向节的不等速性的方法？
启发式提问，调动学生的学生积极性，强化学生独立思考问题的能力，学习效果一般比较好，学生对内容的理解和记忆都比较深刻。

三、准等速万向节
<
12分钟）
<4分钟）授课内容1:双联式万向节的基本组成、结构特点、适用车型及优缺点。
授课方式：实物展示、结构分析保证等速的条件

观察实物，试回答问题：“双联”有何含义，这种结构如何保证等速，为什么是“准等速”
经过提问让学生思考，教师讲完，学生可对照自己的思维和老师有什么出入，掌握分析问题的一般思路。
<5分钟）授课内容2:三销轴式万向节的基本结构、特点，适用车型及优缺点。
授课方式：动画展示基本结构和虚拟装配过程、从结构上分析保证等速的条件。

经过动画，观察三销轴式万向节是如何装配的，各部件是怎么连接的？结构上如何保证等速，此种结构有何优缺点？
经过提问让学生思考，让学生学会看图，学会分析机构之间的连接。

<3分钟）授课内容3：球面滚轮式万向节的基本组成和特点。
授课方式：动画演示

经过动画，观察球面滚轮式万向节是如何装配的，各部件是怎么连接的？结构上如何保证等速，此种结构有何优缺点？
经过提问锻炼学生独立思考、观察和分析、解决问题的能力。
四、等速万向节
<23分钟）

<2分钟）授课内容1：等速的原理
授课方法：结构分析

基本原理：传力点永远位于两轴交点的平分线上
学生看图，思考为什么此种结构能保证两轴速度相等。
锻炼学生独立思考和发现规律的能力，并为接下来的球笼式和球叉式万向节的理解打下基础。
<11分钟）
授课内容2：球叉式万向节<圆弧滚道和直槽滚道球叉式万向节）的结构和等速原理、适用车型及优缺点。
授课方式：动画展示球叉式万向节的工作和装配过程，从结构图分析等速的原因。

学生观看动画和结构图，观察球叉式万向节的结构组成和工作过程，分析为什么这种结构能达到等速的目的？
培养学生观察和分析问题的能力，学会主动思考、独立学习的能力。

<10分钟）授课内容3：球笼式<固定球笼式和伸缩型球笼式）万向节的结构和等速原理、适用车型及优缺点。
授课方式：提问法<以蓝天驾校的学员车为例试问同学采用了哪种万向节？）
动画展示球叉式万向节组装过程，实物和虚拟装配图，借助结构图分析球叉式万向节等速的原因。
采用虚拟装配球笼式万向节

观看实物、观看动画和虚拟装配过程及结构图，试回答为何该结构等实现等速？
经过动画让学生看清装配关系和安装顺序，了解结构组成，经过实物观看，学生能把结构和实物完美结合起来，利用结构图分析等速性。

五、挠性万向节
<4分钟）
<4分钟）授课内容：挠性万向节的概念和结构形式、适用车型及优缺点。
授课方式：实物、结构图展示。

观看结构图，思考挠性万向节为何能减振和缓冲。
经过看图，了解一般的挠性万向节的基本组成部件和部件之间的连接方式及适用车型。
六、课堂
总结<7分钟）

授课内容：用表格的形式总结上述不等速、准等速、等速万向节的优缺点和适用车型。
授课方式：图表法<详见板书设计的第六点）
看图、对比理解、记忆
经过对比、列举，学生能达到举一反三的学习效果。
七、思考题
<3分钟）

1、双十字轴式万向节传动的等速条件是什么？
2、球笼式与球叉式等速万向节在应用上有何差别？为什么？

思考
检查学习效果
八、作业
布置
P90-1
做作业
课后巩固学习内容
十一、板书设计
3.2 万向节
一、 概述
1、功能 ：万向节是实现转轴之间变角度传递动力的部件。
2、分类：
　　<1）刚性万向节：如果万向节在扭转方向没有弹性、动力靠零件的铰链式连接传递动力的万向节。，刚性万向节又分为不等速万向节<如十字轴式万向节）、准等速万向节<如双联式、三销轴式万向节）和等速万向节<如球叉式、球笼式万向节）。汽车上应用较多的是刚性万向节。
<2）挠性万向节：如果万向节在扭转方向有一定弹性、动力靠弹性零件传递、且有缓冲减振作用的万向节。
二、不等速万向节
十字轴式刚性万向节
十字轴式刚性万向节结构简单、工作可靠、且允许所连接的两轴达到15°～20°，在汽车上应用最为普遍。
1、构造：主要由一个十字轴和两个传动轴叉、若干轴承组成。

2．十字轴式刚性万向节传动的不等速特性
单个十字轴式刚性万向节在输入轴和输出轴有夹角的情况下，其两轴的角速度是不相等的，两轴夹角α越大，转角差<Φ1-Φ2）越大，万向节的不等速特性越严重。
万向节传动的不等速特性将使从动轴及与其相连的传动部件产生扭转振动，从而产生附加的交变载荷，影响传动部件的寿命。

3、单个十字轴式万向节传动的等速条件
<1）采用双万向节传动；
　<2）第一万向节两轴间的夹角α1与第二万向节两轴间的夹角α2相等；
<3）第一万向节的从动叉与第二万向节的主动叉在同一平面内。
三、准等速万向节
准等速万向节
根据双万向节实现等速传动的原理而设计的万向节称为准等速万向节。
1、双联式万向节
<1）结构特点：两个十字轴式万向节相连，中间传动轴长度缩减至最小。
<2）优缺点：允许有较大的轴间夹角，轴承密封性好、效率高、制造工艺简单、加工方便、工作可靠等，多用于越野汽车。

<2）三销轴式万向节
<1）结构：两个偏心轴叉、两个三销轴和六个轴承组成。
　<2）优点：对万向节与转向节的同心度要求不严，允许轴间夹角可达45°，可直接暴露在外不需要加外壳和油封。缺点外形尺寸较大，零件形状复杂，毛胚需要精锻，万向节的两轴受有附加弯矩和轴向力。用于一些越野车的转向驱动桥。
3、球面滚轮式万向节
<1）结构：外座圈、垫圈、保护罩、三枢轴滚轮式等速万向节等

　 <2）优点：可起到伸缩花键的作用，轴间夹角可达43°。
四、等速万向节
1、工作原理：保证万向节在工作过程中，其传力点永远位于两轴交角的平分面上。

2、球叉式万向节

<1）按钢球滚道形状不同，可分为圆弧、滚道型和直槽滚道型。
<2）球叉式万向节等角速传动的特点是，钢球中心P<即传力点）始终位于两轴交角的平分面内，结构简单，两轴允许最大夹角为32°～33°，钢球容易磨损。

3、球笼式万向节
　　<1）固定型球笼式万向节盘、四副弹性连接件、中心轴。

2、特点：挠性万向节依靠其中弹性件的弹性变形来保证在相交两轴间传动时不发生机械干涉。由于弹性件的弹性变形量有限，故挠性万向节一般用于两轴间夹角不大和只有微量轴向位移的万向传动场合。
六、课堂总结
特性

万向节
名称

万向节所属
类型
适用车型
优缺点
十字轴式万向节
刚性万向节
不等速
万向节
广泛应用各类车
结构简单、工作可靠、且允许所连接的两轴夹角达到15°-20°，在汽车上应用最为普遍。
双联式万向节
准等速
万向节
转向驱动桥
许有较大的轴间夹角，轴承密封性好、效率高、制造工艺简单、加工方便工作可靠等。
三销轴式万向节
中、重型越野车和部分
轿车的转向驱动桥中
对万向节与转向节的同心度要求不严，允许轴间夹角可达45°，可直接暴露在外不需要加外壳和油封。缺点是外形尺寸较大，零件形状复杂，毛胚需要精锻，万向节的两轴会受到附加弯矩和轴向力。
球面滚轮式万向节
转向驱动桥
可起到伸缩花键的作用，轴间夹角可达43°。
球叉式万向节
等速
万向节

越野汽车的转向驱动桥
结构简单，两轴夹角可达32-33°，钢球磨损快。
球笼式万向节
用于转向驱动桥和断开式驱动桥中
最大夹角可大47°，承载能力强，结构紧凑，拆装方便，应用广泛。
挠性万向节
挠性万向节
一般用于轴间夹角小于5°或只有微量轴向位移的万向传动装置。
结构简单，无需润滑，能吸收传动系统中的冲击载荷和衰减扭转振动等特点。
七、思考题
1、双十字轴式万向节传动的等速条件是什么？
2、球笼式与球叉试等速万向节在应用上有何差别？为什么？
八、作业：教材P90-1
十二、教案后记
1、充分调动了学生的积极性
教师能够调动学生积极主动地参与教案活动。本节以学生平时看到的货车上的万向节为切入点，使学生深入教案情景中，激发了学生学习的兴趣，调动了学生学习的积极性，课堂上经过与学生的互动讨论，学生的思维被充分地调动起来，主动参与学习，成为学习的主人。
2、教案方式灵活多样
经过让学生观看举例、实物、动画、视频、结构原理图；经过启发式提问让学生深入思考后相互讨论，回答问题。经过这种互动方式使学生能够主动学习、获取知识，提高了学生理解、观察、分析和解决问题的能力，培养了学生的创新思维。
3、重点、难点突出
经过对十字轴式万向节、球笼式、球叉式万向节的结构和特点这两部分重点知识进行精讲、讲透<大概占据了57分钟），让学生重点把握。对于难点部分单个十字轴式万向节速度特性分析，采用动画讲解，通俗易懂，学生容易接受。
4、改进之处
在学生参与回答或讨论问题的时候，应注意合理控制时间，把握学生讨论的力度和深度。而且在学生回答的问题要首先以予肯定，从而提出自己的观点，最后达到一个共识。
好的教案设计控制着教案节奏、教案方向、教案过程、决定着教案目标的实现，教师在教案中起引导作用， 教案目标的实现要经过学生来完成，学生是教案活动的主体。如何在课堂教案中把学生的被动学习转化为主动求教、主动探索、主动学习一直我们广大教师应该深入思考的问题。

整堂课教案设计流程图

思考
课件板书书书

学生判断
旧课复习、新课导入
课件板书

学生参与思考
讲解十字轴和准等速万向节 的结构、工作原理、优缺点

课件板书

学生思考记录
课堂练习<思考题）
课件

学生评价
教师补充
讲解等速万向节的结构、
工作原理、优缺点

课件板书
学生思考理解
学生反馈结
教师补充总结
结束
开始