本书以机械基础知识应用能力和职业素质能力培养为重点，以汽车（机械）的组成及传动路线为主线，共设有四个学习单元。学习本书要综合运用高等数学、机械制图、计算机等基本知识，具有较强的综合性、实践性。本书为高职高专院校汽车类专业的教材，也可供有关专业技术人员、汽车维修技师和汽车维修工参考。
本教材以学校国家骨干院校建设以来开展的汽车专业群公共专业基础课程体系改革的研究与实践成果为基础, 将传统的机械基础系列课程工程材料、 机械原理、 机械设计、 工程力学、 金属工艺学、 互换性与技术测量等六门课程内容进行融合优化, 重构为汽车机械基础一门主干技术基础课程, 力求实现基础理论知识与专业技术训练有机结合、 职业素养和专业基础能力相融合。
在高职汽车专业群 “基本、 综合、 特色” 技术技能教育平台的课程体系中, 汽车机械基础课程属于 “专业基本技术技能教育平台” 的学习领域, 是学生接触的第一门与汽车专业紧密相关的课程, 也是汽车维修高技能人才综合职业能力培养和职业素养养成的第一阶段。 本教材内容开发设计的思路: 以 “ 必需、 适度、 够用” 为指导思想, 以机械基础知识应用能力和职业素质能力培养为重点, 以汽车 (机械) 的组成及传动路线为主线, 按汽车机械总体构造分析、 汽车动力装置机构分析与应用、 汽车传动装置零部件应用与失效分析、汽车行驶装置工作分析与应用等工作任务设计教学单元; 以学生认识汽车结构项目活动为引导, 以汽车动力、 传动、 行驶的典型机构或装置为载体, 针对汽车机械维修工作选取教学内容和实训项目, 组织教学过程, 通过线上线下教学活动, 开展自主学习, 培养学生的职业能力。 ∗阅读及拓展知识部分为选修内容。本教材主要特点: 采取 “工作任务驱动, 结构认识导入, 项目教学引领, 理论实践结合, 过程评价考核, 能力逐步提升” 的行动导向教学模式, 理论与实训并重, 基础知识与拓展训练相结合, 在内容和作业编排上具有一定的深度和广度, 使读者掌握必要的基本理论、 基本知识和基本方法, 但并不要求读者具备进行复杂设计计算的能力。
本书由广东交通职业技术学院卢晓春任主编, 谢少芳、 伍文艳任副主编。 全书共分八个项目, 其中项目一、 项目四由卢晓春编写, 项目二、 项目三由伍文艳编写, 项目五、 项目八由谢少芳编写, 项目六由陈连云编写, 项目七由王力夫编写。
本书由华南理工大学翟敬梅教授主审, 在此深表感谢。 在本书编写的过程中, 参考了大量资料和文献, 在此, 对原作者一并深表感谢。
在编写过程中, 由于受作者实践经历、 对知识体系理解的限制, 加上时间仓促和水平有限, 书中难免有缺点甚至错误, 欢迎读者批评指正。
编 者
序
出版说明
前 言
单元一 汽车机械总体构造分析 1
任务描述 1
学习目标 1
项目一 汽车机械构造总体认识 2
案例导入 2
学习指导 2
项目活动 2
任务一 汽车机械总体认识 2
基础知识 3
一、 机器的组成及相关概念 3
二、 本课程的任务、 学习目标及学习内容 4
三、 机器的组成及相关概念 5
四、 汽车应用材料的认识 7
阅读及拓展知识 10
一、 汽车机械设计基本要求 10
二、 材料的性能 11
拓展训练 18
项目小结 18
项目训练 18
单元二 汽车动力装置机构分析与应用 20
任务描述 20
学习目标 21
项目二 连杆机构工作分析与应用 21
案例导入 21
学习指导 21
项目活动 21
任务二 机构简图绘制 21
基础知识 22
一、 机构的组成与相关概念 22
二、 运动副的分类及相关概念 22
三、 机构简图的绘制方法及步骤 23
阅读及拓展知识 26
平面机构具有确定运动的条件 28
任务三 汽车发动机连杆机构传动分析 28
基础知识 29
一、 平面连杆机构的类型与应用 29
二、 连杆机构的受力分析 35
三、 连杆机构的基本特性及应用 45
四、 四杆机构的设计 48
阅读及拓展知识 50
一、 平面力系的简化 50
二、 平面力系的平衡 53
拓展训练 57
项目小结 57
项目训练 58
项目三 连杆机构失效分析 62
案例导入 62
学习指导 62
项目活动 63
任务四 汽车发动机连杆机构失效认识 63
基础知识 63
一、 发动机连杆拉伸与压缩变形分析 63
二、 材料在拉伸和压缩时的力学性能 (实训二) 70
三、 连杆轴向拉伸和压缩时的强度计算 73
阅读及拓展知识 76
压杆稳定的概念 76
拓展训练 77
任务五 零部件材料的应用认识 77
基础知识 77
一、 钢铁材料基础知识 77
二、 常用钢铁材料分类及牌号 81
三、 金属材料在汽车发动机中的应用 95
阅读及拓展知识 98
一、 特殊性能钢 98
二、 铸铁的热处理 101
三、 汽车零件的选材原则 102
拓展训练 104
项目小结 104
项目训练 105
项目四 凸轮机构工作分析与应用 107
案例导入 107
学习指导 108
项目活动 108
任务六 汽车发动机凸轮配气机构的认识 108
基础知识 108
二、 凸轮轴的结构及凸轮的受力分析 115
三、 凸轮机构设计与凸轮结构尺寸确定 118
四、 凸轮的失效分析和热处理工艺 122
阅读及拓展知识 124
其他常用间歇运动机构 (棘轮、 槽轮、 不完全齿轮) 简介 124
拓展训练 128
项目小结 128
项目训练 129
项目五 带传动和链传动工作分析与应用 130
案例导入 130
学习指导 131
项目活动 131
任务七 汽车带传动、 链传动装置的拆装与认识 131
基础知识 131
一、 带传动基础知识 131
二、 汽车带传动的工作分析与使用维护 140
三、 汽车链传动的认识 144
拓展训练 147
项目小结 147
项目训练 147
单元三 汽车传动装置零部件分析与应用 150
任务描述 150
学习目标 151
项目六 轮系传动应用与失效分析 151
案例导入 151
学习指导 152
项目活动 152
任务八 汽车机械式变速器 (差速器) 的认识 152
基础知识 152
一、 齿轮传动的类型与功用 152
二、 齿轮传动基本知识 156
三、 渐开线直齿圆柱齿轮传动 158
四、 斜齿圆柱齿轮传动 162
五、 锥齿轮传动 165
六、 蜗杆传动简介 167
七、 轮系传动比计算 169
阅读及拓展知识 175
一、 齿轮的加工方法及变位齿轮的概念 175
二、 圆弧齿轮传动简介 176
拓展训练 178
任务九 齿轮性能检测及失效分析 179
一、 齿轮传动的失效形式、 材料应用及结构 179
二、 齿轮结构检测 182
三、 齿轮传动的润滑和效率 186
阅读及拓展知识 187
一、 齿轮的强度校核 187
二、 汽车齿轮润滑材料的应用 190
拓展训练 194
项目小结 194
项目训练 195
项目七 轴系零部件结构分析与应用 197
案例导入 197
学习指导 198
项目活动 198
任务十 汽车轴系结构分析 198
基础知识 199
一、 轴的功用、 类型及材料应用 199
二、 轴的结构及工艺分析 202
阅读及拓展知识 205
一、 轴的变形分析 205
二、 轴的强度及刚度校核 209
拓展训练 215
任务十一 轴承结构认识 216
基础知识 216
一、 滑动轴承的类型与应用 216
二、 滚动轴承的类型与应用 226
阅读及拓展知识 233
一、 滚动轴承的组合设计 233
二、 滑动轴承与滚动轴承的选用 235
拓展训练 236
任务十二 汽车联轴器、 离合器的认识与装配 236
基础知识 237
一、 联轴器类型与应用 237
二、 万向节类型与应用 241
三、 离合器类型与应用 245
阅读及拓展知识 248
挠性万向节 248
任务十三 常用联接件的认识与应用 249
基础知识 249
一、 键联接的类型与应用 249
二、 花键联接的类型与应用 252
三、 螺纹联接类型与应用 253
四、 紧固联接 264
一、 平键联接的选择和强度计算 264
二、 螺栓联接的结构设计 267
拓展训练 270
项目小结 270
项目训练 271
单元四 汽车行驶装置工作分析与应用 274
任务描述 274
学习目标 275
项目八 行驶装置力学分析与应用 275
案例导入 275
学习指导 276
项目活动 276
任务十四 汽车行驶系统的认识与分析 276
基础知识 277
一、 汽车行驶系统结构受力分析 277
二、 车轮滚动摩擦分析 281
三、 弹簧的类型及应用 282
四、 汽车常用高分子材料的应用 286
阅读及拓展知识 294
汽车常用复合材料的应用 294
拓展训练 297
项目小结 297
项目训练 298
参考文献 299
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