職業院校汽修專業常用機構項目課程教學改革探析

【摘要】汽車上有許多零部件得到了迅速的發展。特別是近幾年來汽車朝著輕量、高速、安全節能、舒適、多功能、成本低、長壽命的方向發展，對高職院校汽修專業常用機構項目課程進行了教學改革探析。

【關鍵詞】職業院校汽修專業 常用機構項目課程 教學改革

一、情景描述

人類為了適應生產中的需要，創造和發展了各種各樣的機器，其中汽車的發展速度非常快，它將燃料燃燒產生的動力轉變為機械能，驅動汽車行駛，曲柄連桿機構、配氣機構、轉向傳動機構、刮水器等機構在汽車行駛中起到非常關鍵的作用。在本項目中，我們結合一些汽車常用的機構來認識機器、機構、運動副、平面連桿機構等一些機械概念。

二、知識與技能要求

1.理解機械、機器、機構和運動副的基本概念。

2.理解平面連桿凸輪等汽車常用機構的分類、特點和作用。

模塊一：怎樣拆裝刮水器

(一)模塊背景

刮水器是汽車，必不可少的一件輔助裝置，刮水器出現卡死、不能正常工作時，我們要對刮水器進行拆裝和調整。汽車中常用的電動刮水器是將電動機輸出的轉矩通過曲柄搖桿機構帶動刮臂作擺動，從而使刮臂上的刮水片刷去玻璃上的雨水、雪或灰塵。為了了解刮臂如何做擺動，我們嘗試進行刮水器的拆裝。

(二)模塊分析

1.仔細觀察完整的刮水器裝置，它由哪些構件組成?

2.觀察電動機的轉矩是通過何種方式傳到刮臂的?

3.觀察刮水器上的各構件是怎樣連接的?

4.觀察刮水器由哪幾個鉸鏈四桿機構組成?

三、方法與步驟

(一)電動刮水器的組成

一般的電動刮水器由電機總成、底板、拉桿、擺桿、刷架、刮臂和刮水片等組成。如圖1所示。

(二)電動刮水器的拆裝

1.所需器材

螺絲刀、棘輪扳手、丁宇扳手。

2.操作步驟

(1)打開汽車的引擎蓋，并取下引擎蓋如圖2所示

(2)拔下前罩板好的3個卡夾，撬下擋風玻璃邊緣的前罩板。如圖3所示。

(3)取下刮水片，用螺絲刀撬下刮臂上的2個蓋帽：松開六角螺母，取下刮水器臂。如圖4和圖5所示。

(4)拔電機總成的按線插件。如圖6所示，

(5)松開刮水器總成底板的緊固螺釘，取下總成。如如圖7所示

(6)按拆卸的反順安裝復好刮水器。

四、學習支持

(一)機器和機構

人類為了適應生產中的需要，創造和發展了各種各樣的機器。我們經常見到的汽車、內燃機、起幣機、機床以及縫紉機、洗衣機籌都址機器。機器的種類很多，構造、用途和功能也番不相同，但它們都有一些共同的特征。如發電機主要由轉子和定子組成，當轉子回轉時，發電機就把機械能轉換為電能；單缸內燃機氣缸體、活塞、進氣門、排氣門、連桿、曲軸、凸輪、頂桿：和齒輪等組成，當燃氣推動活塞運動時，進排氣門有規律地開閉，把燃氣的熱能轉換為曲軸轉動的機械能；汽車由發動機經離合器、變速器、傳動軸和驅動橋等帶動車輪滾動進行工作的。從上述可以看出，機器具有下列3個特征：

特征一：它們都是人為的實物組合；

特征二：它們的扦部分之間具有確定的相對運動；

特征三：它們能代替或減輕人類的勞動，以完成有用的機械功或轉換能量。

機構僅有機器的前兩個特征，即機構也是人為的實物組合，并且各實物之間具有確定的相對運動。在電動風窗刮水器中，蝸輪、拉桿、擺桿等組成曲柄搖桿機構，將蝸輪的轉動轉變為擺桿的擺動。由此可見，機器是由機構組成的。

若不討論做功和能量轉換方面的問題，僅從結構和運動的角度來看。機器和機構并無區別，所以習慣上把機器和機構統稱為機械。

(二)零件和構件

從制造的角度來看，機器是由若干個零件組成的。零件是機器組成中不可再拆的最小單元，是機器的制造單元。按使用特點，零件可分為通用零件和專用零件兩大類。

從運動角度來看，機器是由若干個構件組成的。各構件之間具有確定的相對運動，其運動形狀和尺寸主要取決于運動性質。所以，構件是機器的運動單元。構件可能是一個零件，也可能是若干個零件的剛性組合體。如內燃機中的連桿就是由連桿體、連桿蓋、螺栓和螺母等剛性地連接在一起的，在機構的運動過程中。這一剛性連接體就是一個構件。

(三)運動副及其分類

機構是由兩個以上的構件以一定的方式連接而成的，這種連接既不問于螺栓連接，也不同于鉚接、焊接之類的剛性連接，而是在連接處保持一定的相對運動。這種由兩構件直接接觸并產生一定相對運動的連接，稱為運動副。如風窗刮水器中蝸輪和拉桿、拉桿和擺桿、刮片架和拉桿之間的連接等都構成運動副。

由于運動副中兩構件間的接觸形式不同。運動副又分為低副和高副。

1.低副

兩構件通過面接觸所構成的運動副稱為低副。根據它們之間的相對運動是轉動或移動，又可分為轉動副和移動副。

(1)轉動副。若組成運動副的兩構件之間只能繞同一軸線作相對轉動。則該運動副稱為轉動副，也稱鉸鏈。

(2)移動副。若組成運動副的兩構件之間只能沿某——軸線方向做相對移動，則該運動副稱為移動副。如內燃機中氣缸體與活塞之間連接構成移動副。

2.高副

兩構件之間以點或線相接觸所組成的運動副稱為高副。組成高副的兩構件間的相對運動為轉動兼移動。如兩齒輪嚙合的連接、配氣機構中凸輪和頂桿的連接都是高副。

(四)平面連桿機構

平面機構是指機構內各構件的相對運動都在同一平面或互相平行的平面內。平面連桿機構是指由若干構件用低副(轉動副和移動副)連接組成的機構，其構件間的相對運動都在同一平面或平行平面內。

平面連桿機構的類型很多。最簡單的是由4個構件組成的鉸鏈四桿機構。常見的平面機構有曲柄搖桿機構、雙曲柄機構和雙搖桿機構。

1.曲柄搖桿機構

曲柄搖桿機構的4個構件之間都是用轉動副連接而成的，其中固定不動的桿稱為機架，與機架相連的桿稱為連架桿，連接兩連架桿的桿稱為連桿。當連架桿能繞與機架相連的固定鉸鏈按周回轉時，則稱該連架桿為曲柄，不能整周回轉的連架桿稱為搖桿。

若鉸鏈四桿機構兩連架桿之一為曲柄，另一連架為搖桿，則稱該四桿機構為曲柄搖機機構。

曲柄搖桿機構能將曲柄作整周轉動轉換為搖桿的往復擺動，或者將搖桿：的往復擺動轉換為曲柄的整周轉動。

曲柄搖桿機構中曲柄存在的條件有兩個：一是連架桿和機架中必有一桿為最短桿，二是最短桿和最長桿之和小于或等于其他兩桿之和。

2.雙曲柄機構

若鉸鏈機構的兩連架桿均為曲柄，則稱為雙曲柄機構。當兩曲柄長度相等，連桿與機架的長度也相等時，稱為平行雙曲柄機構。常見的機車車輪聯動機構，就是平行雙曲柄機構的具體應用，此外。還有反平行四邊形機構，如公共汽車車、門的啟閉機構。

3.雙搖桿機構

若鉸鏈機構的兩連架桿都是搖桿，則稱為雙搖桿機構。

五、實踐模塊

請在汽車中找出另外一些常用的鉸鏈四桿機構，并指出哪些是低副、哪些是高副，看它們是如何工作的。

六、評一評