1.2 分析汽车机械零件工作情况（课件）《汽车机械基础（第2版）》同步精品课堂（高等教育出版社）

1.2 分析汽车机械零件工作情况 《汽车机械基础》高教版·第2版 教学目标 教学重难点 教学过程 课后作业 案例引入 回家看到“硬质隆起”小米新车掏出多余零件？ 领悟汽车机械最基础的工作原理，为专业课的学习奠定基础，为可持续发展服务，促进综合职业能力的形成。 理解力和力矩的概念。 熟悉构件受力的基本形式。 理解摩擦、磨损、润滑和密封的基本概念。 会分析汽车上存在摩擦、磨损的部位，知道汽车上需要润滑和密封的部位。 能力目标 素质目标 知识目标 01 02 理解摩擦、磨损、润滑和密封的基本概念。 教学难点 熟悉构件受力的基本形式。 教学重点 知识引入 汽车上许多零件由于受到各种载荷的作用，会产生如拉伸、压缩、扭转、弯曲和剪切等各种变形。 汽车上许多部位因为零件之间有相对运动，所以存在摩擦现象，摩擦会导致磨损，进而影响机件的寿命。 知识引入 汽车上许多零件由于受到各种载荷的作用，会产生如拉伸、压缩、扭转、弯曲和剪切等各种变形。 汽车上许多部件如发动机、变速器等需要润滑和密封。良好的润滑和密封能保证机械正常运转，避免环境污染。 Part1 力矩的概念 力的概念 一、力的概念 力是物体之间的机械作用，作用的结果是使物体的运动状态发生变化或使物体产生变形，力通常用F表示。例如汽车前进时所受的力如图所示。 力的概念 一、力的概念 物体之间作用力的形式多种多样，如重力、压力和摩擦力等。力可以用一条有向线段来表示，线段的起始点(或终点)表示力的作用点，如图所示。力的国际单位为牛顿，单位符号为N。 力的概念 一、力的概念 力的三要素为大小、方向和作用点，如图所示。 力的概念 一、力的概念 力是物体对物体的作用，所以力都是成对出现的。有力就有施力物体和受力物体。 两物体间通过不同的形式发生相互作用(如吸引、相对运动和形变等)而产生的力，叫作用力。 在力学中，力总是成对出现的，其中与作用力对应的大小相等、方向相反的力称为反作用力。 Part2 力矩的概念 力矩的概念 用扳手拧螺母(图),因为扳手的转向可能是逆时针，也可能是顺时针，所以可用力的大小与力臂的乘积Fd,再加上正号或负号来表示力F使物体绕0点转动的效应，称为力F对o点之矩，简称力矩，用M。(F)来表示，即M。(F)=±Fd。 正号表示力矩为逆时针方向，负号表示力矩为顺时针方向。力矩的单位通常用N·m或kN·m来表示。 Part3 构件受力的基本形式 构件受力的基本形式 1.拉伸和压缩 拉伸和压缩的受力特点是沿轴向作用一对等值、反向的拉力或压力，如图所示；变形特点是杆件沿轴向伸长或缩短，这种变形称为轴向拉伸或压缩。 构件受力的基本形式 1.拉伸和压缩 汽车上许多构件在工作时会受到拉伸或压缩作用，如气缸盖螺栓受到拉伸作用，连杆受到轴向压缩作用(图)。 构件受力的基本形式 2.扭转 当杆件受到作用面与杆件轴线垂直的力偶作用时，相邻两横截面将绕杆件轴线发生相对转动，杆件的这种变形称为扭转变形。 扭转的受力特点是杆件两端受到一对大小相等、转向相反，且作用平面垂直于杆件轴线的两个力的作用。 构件受力的基本形式 2.扭转 图1所示为紧固汽车车轮螺母时的受力情况，图2所示为汽车传动轴的受力情况。 构件受力的基本形式 3.弯曲 在通过杆件轴线的纵向平面内，杆件受到力偶或垂直于轴线的外力作用时，杆件的轴线会由直线变成曲线，杆件的这种变形称为弯曲变形。图所示为汽车钢板弹簧的反向弯曲变形 构件受力的基本形式 3.弯曲 图所示为车轮轴的弯曲变形。 构件受力的基本形式 4.剪切 剪切是指构件两侧受到一对大小相等、方向相反、作用线相距很近的力的作用，使得构件上两力所作用的中间部分产生错位。图所示为铆钉受到的剪切作用。剪切变形的特点是截面沿着力的作用方向相对错动。 Part4 摩擦 摩擦 摩擦是两相互接触的物体有相对运动或相对运动趋势时，在接触处产生阻力的现象。 摩擦是汽车上普遍存在的正常现象，只要有相对运动或相对运动趋势的两物体接触表面之间就会存在摩擦。 摩擦 摩擦是两相互接触的物体有相对运动或相对运动趋势时，在接触处产生阻力的现象。 摩擦会带来能量损耗，使相对运动表面发热，机械效率降低，还会引起振动和噪声等。发动机的活塞与气缸内壁之间存在严重的摩擦现象，如图所示，此外气门与气门导管、凸轮与气门挺柱之间也存在严重的摩擦现象。 摩擦 摩擦是两相互接触的物体有相对运动或相对运动趋势时，在接触处产生阻力的现象。 在螺纹连接、摩擦传动、汽车制动以及车辆的驱动能力等方面必须依靠摩擦，所以摩擦有其两面性。行驶中的汽车需要依靠摩擦才能够停下来，汽车离合器依靠摩擦才能够传递动力；气缸体与活塞之间的摩擦使零件产生磨损，使发动机的工作效率降低。 摩擦 1.根据摩擦副的运动形式分类 根据摩擦副的运动形式不同，摩擦可分为滑动摩擦和滚动摩擦。 若两个相互接触的物体只有相对运动趋势，但仍保持相对静止，则它们的接触面上产生的摩擦力称为静滑动摩擦力，简称静摩擦力。 02 (1)滑动摩擦 两个相互接触的物体产生相对运动或存在相对运动趋势时，它们的接触面之间会产生阻碍彼此滑动的力，这个阻力称为滑动摩擦力。 01 摩擦 1.根据摩擦副的运动形式分类 根据摩擦副的运动形式不同，摩擦可分为滑动摩擦和滚动摩擦。 由于摩擦力阻碍物体之间的相对运动，所以摩擦力的方向与相对运动或运动趋势的方向相反。 04 (1)滑动摩擦 若两个相互接触的物体已经产生相对运动，这时产生的摩擦力称为滑动摩擦力，简称动摩擦力。 03 摩擦 1.根据摩擦副的运动形式分类 根据摩擦副的运动形式不同，摩擦可分为滑动摩擦和滚动摩擦。 经验告诉我们，汽车在坚硬的路面上行驶要比在松软的泥地上行驶省力；汽车轮胎充气不足时，行驶起来比较费力。可见汽车车轮滚动所受到的阻力与接触面的形变有关。 02 (2)滚动摩擦 滚动摩擦是一物体沿另一物体表面作相对滚动或存在相对滚动趋势时产生的对物体滚动的阻碍。以滚动代替滑动可大大减小摩擦力。 01 摩擦 2.根据摩擦副的摩擦状态分类 根据摩擦副的摩擦状态不同，摩擦可分为干摩擦、边界摩擦、液体摩擦和混合摩擦，如图所示。 摩擦 01 (1)干摩擦 摩擦表面没有润滑剂的摩擦称为干摩擦。 03 (3)液体摩擦 摩擦表面被液体润滑膜完全隔离开的摩擦称为液体摩擦。在机械传动中，两零件表面之间处于液体摩擦状态是最理想的状态，但是很难达到这种状态。 02 (2)边界摩擦 摩擦表面有一层极薄的润滑剂的摩擦称为边界摩擦。 04 (4)混合摩擦 机械运动的接触表面大多数处于以上三种摩擦状态的混合状态，称为混合摩擦。混合摩擦比干摩擦和边界摩擦的状态好，但比液体摩擦的状态差。 Part5 磨损 磨损 摩擦会导致机件表面材料逐渐丧失或转移，形成磨损。磨损会降低机器工作的可靠性，影响机器的精度，最终导致机器报废。 (4)腐蚀磨损 (3)表面疲劳磨损 表面疲劳磨损常发生在有充足润滑油的运动表面。 03 04 (2)磨粒磨损 磨粒磨损是指摩擦表面渗人硬颗粒而将表面划伤。 (1)黏着磨损 黏着磨损发生在重载状态下表面没有润滑的干磨损状态。 01 02 1.磨损的类型 磨损 2.机械零件的磨损过程 任何相对运动，即使润滑条件再好，也不可避免地会出现磨损。磨损过程大致分为三个阶段，即磨合阶段、稳定磨损阶段和剧烈磨损阶段，如图a所示。 磨损 经过机械加工后的表面，即使其表面粗糙度值很小，也达不到磨合后的标准，如图b所示，所以相对运动的表面必然要经过正常的磨合阶段。如新出厂汽车的磨合期为2000km,表明2000km之后各运动表面进入稳定磨损阶段，该阶段的长短标志着机器的使用寿命。 Part6 润滑 润滑 润滑是向承载的两摩擦表面之间注入润滑剂。 润滑在各种机械中的主要作用如下： 润滑材料被添加到相对运动机件的摩擦面上，使其脱离直接接触，达到降低摩擦和磨损的目的 随时将摩擦热排出机件外 润滑材料在流动过程中，可清洗摩擦面上的污物并将其排除 保护摩擦表面不受侵蚀；密封、减振和卸荷等 Part6 密封 密封 机械的密封是一个不可忽视的质量问题，漏油、漏水和漏气会严重影响机械的正常运转、外观、工作效率及使用寿命，并会引起环境污染及资源浪费。 因此，为保证机械设备能正常工作，必须采用可靠的密封。发动机的气缸盖与气缸体之间、气缸体下端面与油底壳之间需要有良好的密封，如图所示。此外，气门室盖与气缸盖上端面之间，气门组处、活塞与气缸体之间、气门油封处、曲轴前后油封处等都需要良好的密封条件。 课后总结 先建立力、力矩概念 01 再解析拉伸、压缩、扭转、弯曲、剪切五种基本变形及汽车实例 02 继而揭示摩擦、磨损机理，区分滑动/滚动、干/边界/液体/混合摩擦类型。 03 随堂练习 润滑材料被添加到摩擦面后，最直接、最主要的作用是 A.清洗摩擦面上的污物 B.降低摩擦和磨损 C.排出摩擦热 D.密封、减振和卸荷 答案：B 解析：“使其脱离直接接触，达到降低摩擦和磨损的目的”为首要作用。 随堂练习 下列哪一项不属于润滑在机械中的主要作用？ A.降低摩擦和磨损 B.随时将摩擦热排出机件外 C.提高金属材料的熔点 D.清洗并排除摩擦面上的污物 答案：C 解析：润滑不能改变金属本身的熔点，其余三项原文均已列出。 随堂练习 发动机气缸盖与气缸体之间需要良好的密封，其主要目的是防止 A.润滑油黏度下降 B.冷却水泄漏 C.燃气、冷却液或润滑油渗漏 D.磨粒进入气缸 答案：C 解析：“漏油、漏水和漏气会严重影响机械的正常运转”，气缸垫密封即防三漏。 随堂练习 若出现“两运动表面因重载无润滑而熔化、黏着，材料转移并出现胶黏划伤”，该磨损类型为 A.磨粒磨损 B.表面疲劳磨损 C.黏着磨损 D.腐蚀磨损 答案：C 解析：题干对黏着磨损的描述与原文完全一致。 随堂练习 防止磨粒磨损最有效的日常维护措施是 A.提高润滑油黏度 B.采用闭式传动并定期更换洁净润滑油 C.降低工作载荷 D.提高表面硬度 答案：B 解析：“定期更换润滑油，保证润滑油的洁净”并推荐闭式传动。 随堂练习 表面疲劳磨损产生麻坑（点蚀）的关键条件是 A.表面处于干摩擦状态 B.润滑油渗入裂纹并形成封闭高压 C.摩擦温度超过金属熔点 D.硬颗粒划伤表面 答案：B 解析：“有足够的润滑油渗入到裂纹中……油液压力急剧升高……形成麻坑”。 随堂练习 下列关于密封的说法正确的是 A.密封仅是为了美观 B.轻微渗漏不会降低机器使用寿命 C.可靠密封可防止资源浪费和环境污染 D.只有气缸盖与缸体之间需要密封 答案：C 解析：强调渗漏会引起“环境污染及资源浪费”，且多处需密封。 随堂练习 黏着磨损通常发生在 A.有充足润滑油的重载表面 B.表面没有润滑的干磨损状态 C.润滑油洁净的闭式传动 D.周期性接触且润滑油充足的表面 答案：B 解析：黏着磨损为“重载状态下表面没有润滑的干磨损状态”。 课后练习 1.简述磨损的类型。 2.简述力矩的概念。 3.简述构件受力的基本形式。 感谢您的聆听 Lavf59.27.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $