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1、项目二 活动一曲柄连杆机构的概述教 学 目 标专业 能力 目标1、掌握曲柄连杆机构的作用和组成；2、了解曲柄连杆机构的受力分析。方法 能力 目标1、参照曲柄连杆机构实体，能够自己认识其各部分结构及作用；2、培养学生注意观察、勤于动脑、动手、善于反思、分析与总结的良好学习 习惯。社会 能力 目标1、培养学生分析问题和解决实际问题的综合能力；2、培养学生的团队合作精神和交流合作能力。教学重点曲柄连杆机构的作用和组成教学难点曲柄连杆机构的作用和组成教学准备投影仪、发动机曲柄连杆机构课型理实一体课授课课时6课时教学过程教学内容教学 方法 与手 段时 间1组织 教学 与导 入清点人数、组织秩序，并导入项
2、目课程。 复习提问：1、发动机有哪些组成部分？发动机由两大机构五大系统组成。分别是曲柄连杆机构、配气 机构、燃料供给系、点火系、润滑系、冷却系和启动系组成。讲授 法； 多媒 体课 件5 分 钟2资讯一、曲柄连杆机构的作用和组成曲柄连杆机构是往复活塞式发动机实现能量转换的主要机 构。其作用是将燃气作用在活塞顶上的压力转变为曲轴的转矩， 使曲轴产生旋转运动而对外输出动力。曲柄连杆机构由三部分组成。（一）机体组包括气缸体、曲轴箱、气缸盖、气缸套及气缸垫等不动件。（二）活塞连杆组主要包括活塞、活塞环、活塞销及连杆等运动件。（三）曲轴飞轮组主要包括曲轴、飞轮等机件。在发动机工作过程中，燃料燃烧产生的气体
3、压力直接作用在 活塞顶上，推动活塞作往复直线运动，经活塞销、连杆和曲轴，讲授 法、情冃田Q 景教 学法； 多媒 体课 件、实 物演 示15 分 钟将活塞的往复直线运动转换为曲轴的旋转运动。发动机产生的动 力，大部分经曲轴后端的飞轮输出，还有一部分通过曲轴前端的 齿轮和带轮驱动本机其他机构和系统。二、曲柄连杆机构受力分析曲柄连杆机构工作条件十分恶劣。是在高温、咼压、咼速和 化学腐蚀的条件下工作的。同时，曲柄连杆机构在工作时作变速 运动，受力情况相当复杂，有气体作用力、运动质量惯性力、旋 转运动的离心力以及相对运动件接触表面的摩擦力等。1、气体作用力这里主要分析做功和压缩两行程中的气体作用力。在做
4、功行程中，气体压力是推动活塞向下运动的力，燃烧气 体产生的高压直接作用在活塞顶部，如图22a所示。活塞所受 总压力为Fp,它传到活塞销上可分解为Fp1和Fp2。分力Fp1通 过活塞传给连杆，并沿连杆方向作用在连杆轴颈上。Fp1还可分 解为两个分力R和S。沿曲柄方向的分力尺使曲轴主轴颈与主轴 承间产生压紧力；与曲柄垂直的分力S除了使主轴颈与主轴承间 产生压紧力外，还对曲轴形成转矩T,推动曲轴旋转。Fp2把活 塞压向气缸壁，形成活塞与缸壁间的侧压力，有使机体翻倒的趋 势，故机体下部的两侧应支撑在车架上。在压缩行程中，气体压力是阻碍活塞向上运动的阻力。这时 作用在活塞顶部的气体压力Fp也可分解为两个
5、分力FP1和F P2，如图2-2b所示。而F P1又分解为R和S两个分力。R 使曲轴主轴颈与主轴承间产生压紧力；S对曲轴造成一个旋转阻 力矩T企图阻止曲轴旋转。而F p2则将活塞压向气缸的另一 侧壁。2、往复惯性力曲柄连杆机构中的活塞组件和连杆小头在气缸中作往复直线 运动，其速度很高且数值变化，当活塞从上止点向下止点运动时， 速度变化规律是：从零开始，逐渐增大，临近中间达最大值，然 后又逐渐减小至零。即前半行程是加速运动，惯性力向上，以Fj表示，如图2-3a 所示。后半行程是减速运动，惯性力向下，以F表示，如图2-3b 所示。同理，当活塞向上运动时，前半行程是加速运动，惯性力向下， 后半行程是
6、减速运动，惯性力向上。3、离心力物体绕某一中心作旋转运动时，就会产生离心力。在曲柄连 杆机构中，偏离曲轴轴线的曲柄、连杆轴颈、连杆大头在绕曲轴 轴线旋转时，将产生离心力Fc,其方向沿曲柄向外，如图2-3所 示。离心力在垂直方向上的分力Fcy与惯性力Fj的方向总是一致计划的，因而加剧了发动机的上、下振动。而水平方向的分力Fcx则 使发动机产生水平方向的振动。此外，离心力使连杆大头的轴承 和轴颈受到又一附加载荷，增加了它们的变形和磨损。4、摩擦力任何一对互相压紧并作相对运动的零件表面之间都存在摩 擦力。在曲柄连杆机构中，活塞、活塞环、气缸壁之间；曲轴、 连杆轴承与轴颈之间都存在摩擦力，它是造成零件
7、配合表面磨损 的根源。上述各种力作用在曲柄连杆机构和机体的各有关零件上，使 它们受到压缩、拉伸、弯曲和扭转等不同形式的载荷。为保证发 动机工作可靠，减少磨损，在结构上应采取相应措施。E做功行程b）压缩行程图气体压力作用情况示意图a）活塞在上半行程的惯性力b）活塞在下半行程的惯性力图2-3往复惯性力和离心力作用情况示意图布置任务：在发动机演示过程中，（1）对曲柄连杆机构的构造进 行描述；（2）对曲柄连杆机构的受力进行分析。分组讨论，小组交流：学生分成两组，依据布置的任务制定出项 目实施计划，确定工作步骤和顺序，并进行交流，二组任务相对 较多，可适当多分配人数。讨论 法、演 示法；10分钟项目 教
8、学 法;决策工作计划如下：1、每组派出一名代表讲解自己的认识。2、两组学生进行互评，找出错误的描述。3、教师对学生的描述进行评价，找出每组的错误及不足之处，并 且选出描述较准确的小组的进行表扬。4、各组对自己的描述进行修正。每组任务如下：一组：曲柄连杆机构的组成和作用认识曲柄连杆机构总成及作用，列出机构的主要机件。二组：曲柄连杆机构的受力分析1、气体作用力注意力的作用位置和方向2、往复惯性力注意力的作用位置和方向3、离心力注意力的作用位置和方向4、摩擦力注意力的作用位置和方向曲柄 连杆 机构 实体、 汽车 构造 与拆 装实 训教 程5实施学生分组进行项目实施，教师进行巡回指导。各小组人员进行数
9、据记录：一组曲柄连杆机构的组成和作用项目 教学 法； 实物 演示20分钟机构总成及作用主要机件机体组活塞连杆组曲轴飞轮组二组：曲柄连杆机构的受力分析a做功行程aj活塞在上半行程的惯性力b）活塞在下半行程的惯性力往复惯性力和离心力作用情况示意图b）压缩行程气体压力作用情况示意图检查指导学生对完成的项目任务进行检查。项目 教学法；评价评价标准学生分组展示操作成果，自评、互评。 评价标准序号评价内容评价标准得分1绘简图说明曲柄连杆机构 的总体构造是否能够正确 说明252描述曲柄连杆机构各组成 的作用是否能够正确 描述253作出气体压力受力分析是否能够分析254作出往复惯性力和离心力 受力分析图分析是
10、否正确255合计100项目 教学 法； 成果 展示、 学生 讲述10分钟8总结曲柄连杆机构的作用是提供燃烧场所，把燃料燃烧后气体作用在 活塞顶上的膨胀压力转变为曲轴旋转的转矩，不断输出动力。(1) 将气体的压力变为曲轴的转矩；(2) 将活塞的往复运动变为曲轴的旋转运动。曲柄连杆机构的作用是提供燃烧场所，把燃料燃烧后气体作用在 活塞顶上的膨胀压力转变为曲轴旋转的转矩，不断输出动力。(1)将气体的压力变为曲轴的转矩(2)将活塞的往复运动变为曲轴的旋转运动讲授 法5 分 钟9作业1、继续完善本次课的工作页；2、预习机体组的原理和检修。讲授 法、练 习法15 分 钟汽车发动机构造与维修任务工单工作任务
11、曲柄连杆机构的认识和受力分析实训目的1、能够对曲柄连杆机构的构造进行描述；2、会对曲柄连杆机构的受力进行分析。实训设备装备完整的发动机姓名学号班级实训地点日期任务描述:(1) 对曲柄连杆机构的构造进行描述;(2) 对曲柄连杆机构的受力进行分析。1.资讯(1)汽车发动机由哪几大机构组成？(2)汽车发动机由哪几大系统组成?2.计划人员分配时间安排工作步骤提出认识曲柄连杆机构组成和作用的分析方案:提出对曲柄连杆机构的受力进行分析的方案:4.实施一组曲柄连杆机构的组成和作用机构总成及作用主要机件机体组活塞连杆组曲轴飞轮组二组：曲柄连杆机构的受力分析Q做功行程3压缩行程气体压力作用情况示意图引活塞在上半行程的惯性力b）活塞在下半行程的惯性力往复惯性力和离心力作用情况示意图5.总结曲柄连杆机构的组成和作用曲柄连杆机构的受力特点：6.评估考评项目自我评估组长评估教师评估备注素质考评10劳动纪律5环保意识5工单考评20实操考评40工具使用5任务方案10实施过程20完成情况5其他合计70综合评价70
