1.3 普通变速器（二）（教案）《汽车底盘构造与维修》上好课（高教版·第3版）

《汽车底盘构造与维修》单课教学设计与教案 一、基本信息 课题 三轴式变速器与同步器基础 教材匹配课题 1.3 普通变速器 课次 第6课 课型 结构原理 课时 90分钟 / 2课时 授课对象 汽车维修类 / 不限年级 教材范围 教材印刷页36-40；图1-35至图1-37 考纲对应 山东省车辆维修类2026年版正式考纲对齐草案：普通变速器结构、动力传递与同步换挡基础（能力层级与分值待确认） 二、单课教学设计蓝图 真实情境 中重型载货汽车需要更大的输出扭矩和更宽的速度变化范围；驾驶员换入不同挡位时，还要避免齿轮转速不一致造成冲击和噪声。 核心问题 三轴式变速器怎样依靠输入轴、中间轴、输出轴及接合元件形成各挡动力路线，同步器又为什么能让换挡更平顺？ 关键资源 图1-35三轴式结构图、图1-36动力传递示意图、图1-37防自动跳挡结构；动力路线标注卡。 学习产出 能指认三轴式主要轴系与连接关系；能按统一框架口述空挡、1-5挡及倒挡动力路线；能解释直接挡和倒挡；能说明同步器的作用、基本组成和分类。 易错点 把三轴式理解为只有三根轴而漏掉倒挡轴；混淆中间轴与第二轴；逐挡路线漏掉常啮合齿轮副或接合元件；把五挡仍写成经中间轴传力；误认为同步器用于强行啮合或所有挡位都由同步器接合。 前课承接/知识回顾 回顾第5课：传动比增大时输出转速降低、扭矩增大；二轴式由输入轴和输出轴直接形成各挡齿轮副；空挡时空套齿轮转动但输出轴不传力。连接本课：增加中间轴后，动力路线和直接挡如何变化？ 三、教材分析、学情分析与目标 教材分析 本课承接二轴式变速器，转入东风EQ1092型5挡三轴式变速器。教材按“适用与特点—结构—各挡动力传递—防跳挡与润滑密封—同步器基础”展开。印刷页40只介绍同步器作用、基本组成和分类；锁环式、锁销式惯性同步器的详细结构与工作过程留到下一课。 学情分析 学生已会用主动/从动关系判断齿轮副，但面对多轴、多齿轮和多个接合套时容易失去动力追踪顺序。需固定使用“输入—常啮合—中间轴选挡齿轮—第二轴接合元件—输出”的路线框架，并用图号节点核验。 知识目标 说出三轴式变速器的适用场景、结构特点和主要组成；解释空挡、各前进挡及倒挡的动力传递；说明直接挡、防自动跳挡、飞溅润滑与密封；概述同步条件、同步器作用、基本组成及分类。 能力目标 在图1-35中辨认第一轴、第二轴、中间轴、倒挡轴及主要接合元件；依据图1-36连续追踪各挡动力路线并判断是否经过中间轴；根据换挡现象判断是否达到同步。 素养目标 形成按教材编号和结构证据表达动力路线的习惯；建立换挡前先满足同步条件、倒挡操作注意安全、技术结构图必须来源可靠的职业意识。 重难点 重点：三轴式结构、各挡动力路线、同步器作用与组成分类。难点：区分空套、固定和接合状态，解释五挡直接传力及倒挡变向，并把同步条件与冲击、噪声、磨损联系起来。 四、课前准备 教师资源 教材原图1-35至图1-37；三轴式变速器剖视实物（如校内已有）；轴系与动力路线编号卡。不得使用未经核验的技术结构图。 学生准备 复习二轴式结构、空挡状态和传动比规律；预习教材印刷页36-40；准备两色笔分别标注动力流和未接合空套件。 五、教学过程（课堂执行表） 教学环节 教师活动设计 学生活动设计 设计意图与评价 知识回顾 / 3分钟 提问并核对三个承接点：①传动比增大时输出转速和扭矩怎样变化；②二轴式有哪些轴；③空挡时为什么输出轴不传力。连接本课：增加中间轴后，怎样追踪动力，为什么还能获得直接挡？ 口答三个关键点；在二轴式简图上指出输入轴与输出轴；提出对中间轴作用的猜想。 激活齿轮规律和路线追踪方法。评价：三个承接点至少答对两个，并能提出与本课相关的问题。 情境导入与结构定位 / 10分钟 从客车和中重型载货汽车需要较大扭矩、较宽速度范围出发，说明三轴式除第一轴、第二轴、倒挡轴外另设中间轴；与二轴式比较：相同径向尺寸可获得较大传动比，并可获得高效率直接挡。随后讲清壳体是安装基础，含加油口、磁性放油螺塞和通气塞。 比较二轴式与三轴式；在空白轴系图上补写第一轴、第二轴、中间轴、倒挡轴；用一句话解释中间轴带来的结构价值。 先建立适用场景和总体结构，避免把“三轴式”机械理解为全机只有三根轴。评价：能完整说出四类轴及两项特点。 新知建构1：轴系与零件关系 / 18分钟 按教材顺序建立结构关系。 ①壳体：壳体用螺栓固定在飞轮壳后端，是各轴和齿轮的安装基础；壳体设润滑油加注口、磁性放油螺塞，变速器盖设通气塞。 ②第一轴：第一轴既是离合器从动轴，也是输入轴，与主动常啮合齿轮和接合齿圈制成一体。前端支承在曲轴后端承孔，后端支承在壳体前壁；挡圈和轴承盖限制轴向移动。轴承盖内的右旋回油螺纹把润滑油导回壳体，防止润滑油窜入离合器。 ③第二轴：前端通过滚针轴承支承在第一轴常啮合齿轮后端孔内，后端支承在壳体后壁。二、三、四挡从动齿轮经滚针轴承空套；同步器齿轮毂与第二轴花键连接；一、倒挡从动齿轮可沿第二轴花键滑移。因此齿轮转动不等于第二轴传力，必须建立接合关系。 ④中间轴：前后端分别由轴承支承并作轴向定位。一、倒挡主动齿轮与轴制成一体，二、三、四挡主动齿轮及从动常啮合齿轮通过半圆键与轴连接，所以第一轴经常啮合齿轮副驱动中间轴后，中间轴各主动齿轮同步旋转。 ⑤倒挡轴：倒挡轴过盈压装在壳体轴孔中并用锁片定位；倒挡双联齿轮经滚针轴承空套，可参与倒挡传力但倒挡轴本身不输出动力。 比较并归纳：除一、倒挡外，各挡采用斜齿常啮合齿轮，由同步器完成接合或脱开；一、倒挡采用直齿滑移接合。讲完上述结构和连接关系后，再用图1-35逐项验证。 按壳体—第一轴—第二轴—中间轴—倒挡轴的教材顺序，在图1-35定位支承、定位和密封位置。 把主要零件分为“与轴固定、空套、可滑移、接合后传力”四类，并回答：哪些齿轮虽然转动，却不能把动力传给第二轴？ 用因果句复述：因为某齿轮与轴的连接状态是……，所以其当前能/不能传力。 把零件名称推进到支承—定位—连接—传力关系，建立动力路线分析基础。 评价：能正确指认四类轴；能说明第一轴回油螺纹的密封作用、中间轴齿轮为何同步转动、空套齿轮为何不能直接驱动第二轴。 新知建构2：空挡与各挡动力传递 / 26分钟 先规定统一推导方法：确定接合元件位置→从第一轴齿轮2进入→经常啮合齿轮23带动中间轴15→选择中间轴主动齿轮→进入第二轴从动齿轮或滑动齿轮→经接合齿圈、接合套和齿轮毂锁到第二轴→判断传动比、转速、扭矩与方向。 ①空挡：2→23使中间轴及各主动齿轮转动，第二轴上的齿轮6、7、11仍为空套，滑动齿轮12未接合。条件是所有选挡接合元件均处中位；结果是第二轴不被驱动。 ②一挡：齿轮12左移与齿轮18接合。路线为2→23→中间轴15→18→12→第二轴14。i₁=(z₂₃/z₂)×(z₁₂/z₁₈)=7.31；传动比最大，输出转速最低、扭矩最大，适合起步和大阻力低速行驶。 ③二挡：接合套9右移，与二挡接合齿圈10接合。路线为2→23→20→11→10→接合套9→齿轮毂24→第二轴。i₂=(z₂₃/z₂)×(z₁₁/z₂₀)=4.31；相对一挡传动比减小，输出转速升高、扭矩下降。 ④三挡：接合套9左移，与三挡接合齿圈8接合。路线为2→23→21→7→8→接合套9→齿轮毂24→第二轴。i₃=(z₂₃/z₂)×(z₇/z₂₁)=2.45；输出转速继续升高、扭矩继续下降。 ⑤四挡：接合套4右移，与四挡接合齿圈5接合。路线为2→23→22→6→5→接合套4→齿轮毂25→第二轴。i₄=(z₂₃/z₂)×(z₆/z₂₂)=1.54；仍为减速增扭，但程度小于前三挡。 ⑥五挡：接合套4左移，与第一轴齿轮接合齿圈3接合。路线为第一轴齿轮2→接合齿圈3→接合套4→齿轮毂25→第二轴，不再经过中间轴齿轮传动，故为直接挡，i₅=1。中间环节减少，功率损失最小、效率最高；在行驶条件允许时使用。 ⑦倒挡：齿轮12右移与倒挡齿轮17接合。路线为2→23→中间轴15→齿轮18→倒挡双联齿轮19、17→齿轮12→第二轴。比前进挡多一对外啮合，输出方向反转；倒挡传动比较大，使倒车速度较低。车辆停稳后方可挂入。 最后横向比较：一至四挡均经过中间轴且传动比依次减小；五挡绕开中间轴齿轮副形成直接传动；倒挡以增加外啮合副实现变向。讲完逐挡推导后，用图1-36核对所有编号和路线。 七组分别负责空挡、1—5挡和倒挡。每组按“接合动作—完整编号路线—传动比—转速/扭矩或方向结果—适用条件”填写路线卡。 先独立追踪，再与相邻挡位比较：一至四挡传动比为什么逐步减小；五挡为什么不经过中间轴；倒挡为什么能改变旋向。 交换路线卡，检查是否遗漏常啮合齿轮副、接合齿圈、接合套、齿轮毂或第二轴。 把教材逐挡叙述落实为完整推导链，而不是只记接合方向或结论。 评价：每条路线节点连续，接合元件正确；能由传动比比较推出转速、扭矩变化；能解释五挡直接传动和倒挡变向的结构条件。 任务应用：结构判断与使用边界 / 20分钟 组织三组教材证据判断。 A 直接挡：条件是接合套4把第一轴接合齿圈3与第二轴齿轮毂25直接连成一体；动力不再经过中间轴齿轮副→传动环节和啮合损失减少→功率损失最小、效率最高。结论是行驶条件允许时优先使用，不能脱离车速、负荷和道路条件机械套用。 B 防自动跳挡：接合齿圈传递扭矩给接合套，接合套再传给齿轮毂；齿轮毂凸台对接合套产生力F，其轴向分力随传递扭矩增大而增大，方向阻止接合套退出。两侧均设凸台，因此正向和反向驱动都能防跳挡。摘挡时传递扭矩减小，阻止退出的轴向分力远小于拨叉施加的摘挡力，所以仍能顺利摘挡。讲完受力链后，用图1-37核对传动方向、跳挡方向、力的分解及0.3-0.4 mm错位量。 C 润滑与密封：齿轮和轴承旋转时把润滑油飞溅到啮合面和轴承，形成飞溅润滑。回油螺纹、回油槽把油导回壳体，自紧油封和纸质衬垫阻断泄漏路径，通气塞平衡内外压力。若通气塞堵塞，壳体内压升高，可能加剧渗漏。 补充倒挡安全边界：倒挡传动比较大是为了降低倒车速度；只能在车辆停稳后挂入。 完成三个因果判断： 1. 为什么五挡效率最高，但不能在任何工况下都使用？ 2. 正向驱动、反向驱动和摘挡三种状态下，防跳挡轴向力分别怎样变化？ 3. 将回油螺纹、回油槽、自紧油封、纸质衬垫、通气塞分别对应到导流、封堵或平衡压力作用。 观察图1-37后，用“扭矩传递→受力分解→轴向分力→接合套状态”的顺序说明判断依据。 补齐功率、受力、润滑和密封的推导过程，覆盖无图知识点及使用边界。 评价：直接挡结论包含结构条件；防跳挡回答包含正反驱动与摘挡比较；润滑密封判断能说明作用路径，不只背名称。 同步器基础、随堂练习与反馈 / 8分钟 先讲同步器基础。同步条件：待啮合齿轮轮齿圆周速度相等，或接合套与接合齿圈圆周速度相等。若速度不等仍强行接合→齿端发生相对冲击→产生噪声、难挂挡并加速磨损，严重时损坏齿轮。 同步器由接合套、齿轮毂和接合齿圈发展而来，并增加推动件、摩擦件及锁止装置。推动件使摩擦面接触，摩擦作用使两者转速趋同；锁止装置在达到同步前阻止接合；达到同步后锁止解除，接合套再完成接合。因此可迅速同步、防止冲击、缩短换挡时间并延长齿轮寿命。 按工作原理分为常压式、惯性式和自动增力式，现代汽车广泛采用惯性式；锁环式和锁销式的详细结构与工作过程留到下一课。 随后先展示题目并停顿作答，再揭示答案、依据、常见错因并组织重试： 1. 说明第二轴上的空套齿轮为何转动却不传力。 2. 补全二挡或四挡的接合动作和完整动力路线，并判断其传动比变化。 3. 解释五挡为什么是i=1的直接挡。 4. 用外啮合次数解释倒挡变向。 5. 比较传递扭矩时与摘挡时防跳挡轴向分力的作用。 6. 说明不同步强行挂挡的因果链，并列出同步器的三类关键机构。 记录“速度差→摩擦同步→同步前锁止→同步后接合”的基础逻辑。 独立完成6题；动力路线题必须写接合动作和编号节点，原理题必须写条件、过程与结果。 根据答案和错因订正，重试未通过的路线题或因果题。 同时检验结构连接、逐挡路线、直接挡、倒挡、防跳挡和同步器基础，避免只检查记忆性结论。 评价：6题至少5题正确；二挡/四挡路线题、五挡直接挡题和同步因果题必须写出依据。 小结与作业 / 5分钟 回扣核心问题，板书形成两条主线：结构线“第一轴→中间轴→第二轴，另有倒挡轴”；换挡线“选择齿轮副→满足同步条件→接合传力”。请学生比较普通前进挡、五挡直接挡和倒挡三条路线。 用四个关键词复述：中间轴、接合元件、直接挡、同步；完成三条路线对比并记录作业。 形成可迁移的结构—路线—同步框架。评价：能完整回答核心问题，且不越界讲解锁环式或锁销式详细工作过程。 教材图示（配合教学过程使用） 图1-35 东风EQ1092型汽车5挡手动机械变速器的结构图 观察：依次定位第一轴、第二轴、中间轴、倒挡轴以及两个同步器接合套。 判断：三轴式以中间轴扩展传动比，倒挡轴仍是独立辅助轴；固定、空套和接合状态决定能否传力。 图1-36 东风EQ1092型汽车5挡变速器动力传递示意图 观察：先找接合套4、9和滑动齿轮12，再沿编号追踪输入、常啮合、中间轴选挡齿轮和第二轴。 判断：普通前进挡经中间轴，五挡直接连接第一轴与第二轴，倒挡增加一对外啮合改变方向。 图1-37 东风EQ1092型汽车变速器防自动跳挡结构 观察：观察传动方向、跳挡方向、F与轴向分力及0.3-0.4 mm错位标注。 判断：传递扭矩时产生的轴向分力阻止接合套退出；摘挡力足够大时仍可顺利退出。 六、板书设计、作业与教学反思 板书设计 结构线：第一轴→常啮合齿轮副→中间轴→选挡齿轮副→接合元件→第二轴 特殊路线：五挡直接传力，i=1；倒挡增加一对外啮合，输出反向 同步基础：速度相等→同步前锁止→同步后接合 课后作业 【记忆巩固】整理四类轴、三轴式两项特点和同步器三项基本机构。 【迁移应用】画出二挡、五挡和倒挡路线，对比是否经过中间轴及输出方向。 【分析拓展】解释不同步强行挂挡为什么会冲击、噪声并加速磨损。 教学反思：待授课后填写。重点记录学生在中间轴与第二轴辨认、接合元件定位、五挡直接路线、倒挡变向和同步条件解释中的困难，以及下次对结构图、编号卡和问题链的调整。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $