教学项目四：辛普森式复合行星排认知（教学设计）----《自动变速器构造与维修》

教学设计 教学项目四：辛普森式复合行星排认知 1. 教学目标 1.知识目标 （1）知道辛普森式复合行星排的结构组成和特点。 （2）能读懂和画出辛普森式复合行星排的结构简图和运动简图。。 （3）能理解辛普森式复合行星排动力流传递。 2.技能目标 （1）根据丰田A140维修手册，验证档位，并计算传动比。 二.教学重点 1. 辛普森式复合行星排的结构组成和特点。 2.辛普森复合行星排挡位验证与传动比计算 3. 辛普森式复合行星排动力流传递。（难点） 三.课时 2课时（理论）+1课时（实训） 四.辅助教学资源 丰田自动变速器辛普森复合行星齿轮变速机构实物、课件。 教学实施过程 教学环节 教学内容 课前复习 1.单星行星排档位组合 固定 输入 输出 档位 行星架 太阳轮 齿圈 倒档增速 行星架 齿圈 太阳轮 倒档减速 太阳轮 行星架 齿圈 增速档 太阳轮 齿圈 行星架 减速档 齿圈 太阳轮 行星架 减速档 齿圈 行星架 太阳轮 增速档 任意两个元件连接 直接档 ●单星行星排由太阳轮、行星轮和行星架、齿圈组成。 ●行星排固定一个元件，确定一个输出件，都可以形成一个档位，可以组合成5个前进档和2个倒档。 课程导入 【师】请同学们思考单行星排理论上形成的7个档位有什么特点？ 【生】输出件在不断的变化，和变速器只有一个输出部件矛盾。超速挡太多，且速比偏小。 【师】限于变速器物理局限、尺寸限制，这是无法实现的，我们需要更巧妙的设计。 展示辛普森式复合行星排实物，引出新课。 课 中 导 学 第一次资讯 1.辛普森复合行星排历史 霍华德-辛普森汽车变速器和传动系统传奇人物，他的一生大部分时间在福特工作，终其一生研究行星齿轮机构，共获得41个专利，成就是很大的。 教学环节 教学内容 2. 辛普森式复合行星排结构组成。 ●由1个长太阳轮和两个单星行星排组成。 【师】教师分解展示辛普森复合行星排实物 3. 辛普森式复合行星排结构特点。 ●前后两个行星排共用一个长太阳轮，两个行星排串联布置。 ●前行星架连接后齿圈，作为输出件。 ●可形成3个前进档，开创了复合行星排先河 第二次资讯 1. 辛普森式复合行星排结构简图和运动简图 前行星排 后行星排 运动简图 结构简图 教学环节 教学内容 学生分组练习 1. 丰田 A140E自动变速器复合行星排档位组合 双向串联式复合行星排档位组成 固定件 输入件 输出件 D1 后太阳轮 前太阳轮 前行星架后齿圈 D2 后太阳轮 后齿圈 前行星架后齿圈 D3 前行星架（输入） 前太阳轮 前行星架后齿圈 R 前行星架 前太阳轮 前行星架后齿圈 2.学生分4个小组，每个组一个辛普森式复合行星排实物。学生自己动手拆装、讨论，完成上述3个前进档位和1个倒档的组合，区分前进档和倒档，并计算传动比。 教 师 指 导 步骤： 1.将复合行星排放置在桌面上。 2.用手固定行星排一个基本元件。 3.确定输入件和输出件，在桌面、输入件和输出件三者上做好对正标记。 4.用手顺时针转动输入件一圈，观察输出件的旋向，并通过和桌面上的定位标记确定输出件的旋转圈数。 5.套用传动比计算公式，估算传动比。 课 中 导 学 课中导学 课中导学 第三次资讯 【师】教师根据学生已有的联系认知，讲解各档位动力流传递。 ●D1档为例，动力流传递过程。 1.后行星架固定，前齿圈顺时针输入。 2.前齿圈顺时针输入，由于前行星架和后齿圈作为输出件连着车轮，相当于被约束，长太阳轮逆时针转动。 3.由于后行星架固定，后行星排变为定轴轮系，后齿圈顺时针输出。 4.1档使用了两个行星排共同传动。 ●D2档为例，动力流传递过程。 1.前齿圈输入，长太阳轮固定。 2.由于长太阳轮固定，前行星轮顺时针公转，前行星架动力输出。 3.2档只使用了前行星排。 第四次资讯 1.四速辛普森复合行星齿轮变速器机构 由于辛普森式复合行星排形成挡位较少，在实际应用中通常会增加一个超速行星排，形成4个前进挡和1个倒挡。 四速复合行星排 2.特点 （1）超速行星排将太阳轮和行星架相连，超速行星排速比为1，不影响辛普森复合行星排在1--3挡之间变换。