汽車自動(dòng)變速器變速原理教學(xué)方法探究

朱占芳

摘 要：汽車自動(dòng)變速器行星齒輪機(jī)構(gòu)變速原理的教學(xué)在現(xiàn)代汽車維修專業(yè)課程中具有典型性和代表性，本文結(jié)合教學(xué)實(shí)踐，對(duì)行星齒輪機(jī)構(gòu)變速原理的教學(xué)方法進(jìn)行探索，為中等職業(yè)技術(shù)學(xué)校汽車維修專業(yè)教學(xué)提供參考。

關(guān)鍵詞：職業(yè)教育 汽車自動(dòng)變速器 課程教學(xué) 方法探究

汽車自動(dòng)變速器行星齒輪機(jī)構(gòu)變速原理的教學(xué)是汽車自動(dòng)變速器課程教學(xué)的第一個(gè)難點(diǎn)和重點(diǎn)，如果行星齒輪機(jī)構(gòu)的變速原理掌握不好，對(duì)液壓控制技術(shù)、電子控制技術(shù)和行星齒輪機(jī)構(gòu)這三者之間的工作關(guān)系更是難以理解，因此對(duì)學(xué)習(xí)自動(dòng)變速器的基本工作原理將無從談起，整個(gè)教學(xué)工作就成了空中樓閣。所以，行星齒輪機(jī)構(gòu)變速原理的教學(xué)，對(duì)于教師汽車自動(dòng)變速器課程教學(xué)的成功與否非常關(guān)鍵。筆者結(jié)合教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，以汽車自動(dòng)變速器行星齒輪機(jī)構(gòu)變速原理部分的教學(xué)內(nèi)容為例，就專業(yè)課的教學(xué)方法進(jìn)行探索和總結(jié)，希望對(duì)中等職業(yè)技術(shù)學(xué)校汽車維修專業(yè)的汽車自動(dòng)變速器課程教學(xué)起到借鑒和參考作用。

一、行星齒輪機(jī)構(gòu)的變速原理的教學(xué)內(nèi)容分析

自動(dòng)變速器行星齒輪機(jī)構(gòu)的變速原理要想取得較好的教學(xué)效果，就必須明確教學(xué)內(nèi)容、重點(diǎn)、難點(diǎn)和應(yīng)達(dá)到的教學(xué)目的。行星齒輪機(jī)構(gòu)的變速原理對(duì)于學(xué)生來說完全是一個(gè)新的內(nèi)容。它的知識(shí)點(diǎn)有單排行星輪系的組成（圖1）、單排行星輪系和行星輪系的簡(jiǎn)圖、單排行星輪系的變速原理、辛普森式行星齒輪變速器變速原理等知識(shí)點(diǎn)。這些知識(shí)點(diǎn)是相互獨(dú)立又相互關(guān)聯(lián)的。行星齒輪機(jī)構(gòu)的變速原理的教學(xué)重點(diǎn)是單排行星輪系的組成、單排行星輪系的變速原理。

圖1 行星齒輪機(jī)構(gòu)外形

1-齒圈軸 2-齒圈 3-行星架 4-行星輪

5-行星輪軸 6-太陽輪 7-太陽輪軸

二、行星齒輪機(jī)構(gòu)的變速原理的知識(shí)特點(diǎn)

作為自動(dòng)變速器課程的一個(gè)重要內(nèi)容，行星齒輪機(jī)構(gòu)的變速原理具有基礎(chǔ)性的作用，它的知識(shí)體系主要表現(xiàn)為以下特點(diǎn)。

1.抽象性

行星齒輪機(jī)構(gòu)的變速原理屬于自由度為2的周轉(zhuǎn)輪系。眾所周知，自由度為2的機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)情況是不確定的，在研究學(xué)習(xí)過程中一直是一個(gè)難以理解、抽象性很強(qiáng)的知識(shí)難點(diǎn)。

2.理論性

行星齒輪機(jī)構(gòu)的變速原理，具有十分強(qiáng)的理論性。在推導(dǎo)速度傳遞特征、傳動(dòng)比、可適用的擋位時(shí)，都需要有很強(qiáng)的數(shù)學(xué)推導(dǎo)能力，這在中等職業(yè)技術(shù)學(xué)校汽車維修專業(yè)課的教學(xué)中，可以說是最具理論性的部分。

3.實(shí)踐性

行星齒輪機(jī)構(gòu)是由一個(gè)一個(gè)的零件構(gòu)成的，我們不可忽視這種實(shí)踐性的特點(diǎn)。它在自動(dòng)變速器上的使用也是由于實(shí)際生產(chǎn)生活的需要而出現(xiàn)的。在教學(xué)過程中，我們一定要聯(lián)系實(shí)際進(jìn)行教學(xué)，切不可以只學(xué)理論，也不可以只學(xué)實(shí)踐，否則難以取得良好的實(shí)際效果。

4.思維跨越性

行星齒輪機(jī)構(gòu)相對(duì)于手動(dòng)變速器采用的斜齒輪傳動(dòng)，他們的變速原理有很大的不同。斜齒輪傳動(dòng)的變速原理相對(duì)來說非常簡(jiǎn)單，不需要過多的推導(dǎo)，而行星齒輪機(jī)構(gòu)的變速原理則不同，學(xué)生學(xué)習(xí)的思維方式也不同。所以在進(jìn)行行星齒輪機(jī)構(gòu)的變速原理的講授時(shí)，教師一定要引導(dǎo)學(xué)生跨越性思維想辦法克服由于斜齒輪傳動(dòng)學(xué)習(xí)形成的思維定勢(shì)對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)造成的影響。

三、教學(xué)方法探索

靠單一的教學(xué)手段和方法完成行星齒輪機(jī)構(gòu)的變速原理的教學(xué)任務(wù)是一件十分困難的事情。今天的職業(yè)技術(shù)教育，已經(jīng)完全擺脫了單一課堂教學(xué)的模式，教學(xué)手段越來越結(jié)合學(xué)生和生產(chǎn)的實(shí)際。

1.采用實(shí)物課教學(xué)，加強(qiáng)教學(xué)的直觀性

實(shí)物課教學(xué)是一種直觀的教學(xué)方式，在汽車專業(yè)課程教學(xué)中應(yīng)用廣泛。教師把一個(gè)物體放在手上講授，有助于學(xué)生對(duì)問題的理解。它與實(shí)踐教學(xué)相比，其不同點(diǎn)在于不需要過多的操作。在學(xué)生首次接觸一個(gè)部件時(shí)，教師采用實(shí)物課教學(xué)效果比較明顯。在教學(xué)過程中，教師可以讓學(xué)生認(rèn)識(shí)每一個(gè)零部件的名稱、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和相互間的連接關(guān)系、位置關(guān)系等。實(shí)物教學(xué)對(duì)于行星齒輪機(jī)構(gòu)變速原理教學(xué)是必不可少的一種教學(xué)方式，我們?cè)诮榻B行星齒輪的結(jié)構(gòu)時(shí)就可以采用這種方法。

2.采用實(shí)物試驗(yàn)

實(shí)物試驗(yàn)的方法是一種有效的方式，我們?cè)谥v解單排行星輪系變速原理時(shí)可以采用這種方式。

教師先把學(xué)生分成幾個(gè)組，每個(gè)組都有一個(gè)單排行星輪系，然后進(jìn)行以下三個(gè)實(shí)驗(yàn)：一是先讓學(xué)生用手將太陽輪、齒圈和行星架三個(gè)元件中的任何一個(gè)按住不動(dòng)，然后讓另外兩個(gè)元件中的一個(gè)作為主動(dòng)件，用手轉(zhuǎn)動(dòng)，另一個(gè)元件作為從動(dòng)件，并觀察傳動(dòng)情況，重點(diǎn)觀察轉(zhuǎn)向是相同還是相反，速度是增速還是減速。二是讓太陽輪、齒圈和行星架中的兩個(gè)元件連在一起同步運(yùn)動(dòng)，觀察另外一個(gè)如何運(yùn)動(dòng)。三是不制動(dòng)也不連接在一起，讓一個(gè)元件主動(dòng)，另外兩個(gè)元件從動(dòng)，觀察運(yùn)動(dòng)關(guān)系。教師讓學(xué)生將情況記錄下來，并進(jìn)行思考：如何設(shè)計(jì)制動(dòng)器對(duì)元件進(jìn)行制動(dòng)？如何設(shè)計(jì)離合器控制動(dòng)力輸入和輸出？這幾種情況能否在自動(dòng)變速器上使用？可以用作什么擋位等等。

3.注重課堂教學(xué)，培養(yǎng)邏輯思維能力

研究和分析行星齒輪機(jī)構(gòu)的變速原理，課堂教學(xué)必不可少。分析行星齒輪機(jī)構(gòu)的變速原理，一般做如下推導(dǎo)。

圖2 單排行星輪系的變速原理

如圖2所示，設(shè)太陽輪Z1=17齒，齒圈Z2=34齒，行星架齒數(shù)等于太陽輪齒數(shù)+齒圈齒數(shù)（這里的轉(zhuǎn)化要向?qū)W生講解清楚），行星架齒數(shù)Z3= Z1+Z2=51齒。

（1）太陽輪固定，齒圈為主動(dòng)件（輸入），行星架為從動(dòng)件（輸出），如圖a）所示。此時(shí)，n1=0，根據(jù)試驗(yàn)課可得結(jié)論：轉(zhuǎn)向相同，減速，可以用作前進(jìn)低速擋，一般用作前進(jìn)低二擋。

（2）齒圈固定，太陽輪為主動(dòng)件（輸入），行星架為從動(dòng)件（輸出），如圖c）所示。此時(shí)，n2=0，根據(jù)試驗(yàn)課可得結(jié)論：轉(zhuǎn)向相同，減速，可以用作前進(jìn)低速擋，一般用作前進(jìn)低一擋。

（3）太陽輪固定，行星架為主動(dòng)件（輸入），齒圈為從動(dòng)件（輸出），如圖b）所示。此時(shí)，n1=0，根據(jù)試驗(yàn)課可得結(jié)論：轉(zhuǎn)向相同，增速，可以作為前進(jìn)超速擋。endprint

（4）齒圈固定，行星架為主動(dòng)件（輸入），太陽輪為從動(dòng)件（輸出），如圖d）所示。此時(shí)，n2=0，根據(jù)試驗(yàn)課可得結(jié)論：轉(zhuǎn)向相同，增速，可以作為前進(jìn)超速擋。

（5）行星架固定，太陽輪為主動(dòng)件（輸入），齒圈為從動(dòng)件（輸出），如圖e）所示。此時(shí)，n3=0，根據(jù)試驗(yàn)可得結(jié)論：轉(zhuǎn)向旋轉(zhuǎn)方向相反，可以作為倒擋。

（6）行星架固定，齒圈為主動(dòng)件（輸入），太陽輪為從動(dòng)件（輸出），此種傳動(dòng)旋轉(zhuǎn)方向相反且增速，在汽車上無法使用。

（7）太陽輪、齒圈和行星架三個(gè)元件中的任何二個(gè)元件連為一體轉(zhuǎn)動(dòng)，則另一個(gè)元件的轉(zhuǎn)速與前二者等速同向轉(zhuǎn)動(dòng)。即行星齒輪機(jī)構(gòu)中所有元件（包含行星輪）之間均無相對(duì)運(yùn)動(dòng)，傳動(dòng)比i=1。這種傳動(dòng)方式用于變速器的直接擋傳動(dòng)。

（8）如果太陽輪、齒圈和行星架三個(gè)元件沒有任何約束，則各元件的運(yùn)動(dòng)是不確定的，此時(shí)為空擋。

以上8種情況，教師可以先分析其中幾種，其余幾種由學(xué)生自己分析，然后教師再進(jìn)行講解，效果會(huì)更好。

4.采用多媒體課件教學(xué)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣

教師要把傳統(tǒng)的以教師為中心、以課堂為中心、以書本為中心的教育方式轉(zhuǎn)變?yōu)橐詫W(xué)生學(xué)習(xí)為中心、以強(qiáng)化個(gè)體實(shí)踐為中心、以信息交流為中心，變被動(dòng)教育為主動(dòng)教育、變應(yīng)試教育為素質(zhì)教育、變知識(shí)教育為智能教育。

四、行星齒輪變速原理教學(xué)過程

在對(duì)行星齒輪變速原理進(jìn)行教學(xué)時(shí)，教師必須遵循緊密聯(lián)系學(xué)生實(shí)際、由淺入深、由易到難、理論和實(shí)踐相結(jié)合、理論和多媒體教學(xué)相結(jié)合、師生互動(dòng)、教學(xué)和生產(chǎn)相結(jié)合的原則進(jìn)行教學(xué)組織。如果教師不聯(lián)系學(xué)生實(shí)際，沒有科學(xué)的、合理的教學(xué)程序，將很難達(dá)到教學(xué)目的。行星齒輪變速原理教學(xué)的過程可以分為以下七個(gè)階段。

一是實(shí)物感性認(rèn)識(shí)階段。在進(jìn)行課堂教學(xué)之前，教師先讓學(xué)生認(rèn)識(shí)實(shí)物，可以分小組，拆開自動(dòng)變速器，認(rèn)識(shí)簡(jiǎn)要結(jié)構(gòu)。這一階段的教學(xué)目的僅僅是感性認(rèn)識(shí)，不要求很細(xì)、很深入的講解，學(xué)生只對(duì)自動(dòng)變速器有一個(gè)整體認(rèn)識(shí)，了解基本結(jié)構(gòu)和裝配關(guān)系。

二是行星輪系識(shí)別階段。這一過程可以放在課堂教學(xué)中進(jìn)行。教師將行星輪系在學(xué)生面前展示和讓學(xué)生觀察，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)行星輪系的組成、名稱等。在教學(xué)過程中，教師要讓學(xué)生仔細(xì)觀察，要求每位學(xué)生都清楚行星輪系的基本知識(shí)。

三是行星輪系實(shí)物與簡(jiǎn)圖的轉(zhuǎn)化繪制階段。行星輪系實(shí)物與簡(jiǎn)圖的繪制轉(zhuǎn)化是一個(gè)重要環(huán)節(jié)，它對(duì)于學(xué)生將來使用資料、研究行星輪系變速原理、分析變速器的工作、維修變速器都具有重要作用。行星輪系實(shí)物與簡(jiǎn)圖的轉(zhuǎn)化如圖3所示。

圖3 行星輪系實(shí)物與簡(jiǎn)圖的轉(zhuǎn)化

1-太陽輪 2-齒圈 3-行星架 4-行星輪

在教學(xué)中，教師要講清楚行星輪系零件的位置關(guān)系和簡(jiǎn)化原則，使學(xué)生能讀懂并繪制簡(jiǎn)圖。簡(jiǎn)圖可以使用計(jì)算機(jī)繪制，也可以在黑板上進(jìn)行繪制。教師在繪制簡(jiǎn)圖時(shí)，要求學(xué)生一起繪制。在學(xué)生掌握繪制簡(jiǎn)圖方法的基礎(chǔ)上，我們還要把相關(guān)學(xué)習(xí)內(nèi)容的簡(jiǎn)圖做一些介紹，以便讓學(xué)生掌握更多的識(shí)圖能力。

四是單排行星輪系的變速原理分析推導(dǎo)過程階段（如前所述）。

五是辛普森式行星齒輪變速原理分析階段。辛普森式行星齒輪自動(dòng)變速器中的行星齒輪變速器一般是采用2～3排行星齒輪機(jī)構(gòu)傳動(dòng)，其各擋傳動(dòng)比就是根據(jù)上述單排行星齒輪機(jī)構(gòu)傳動(dòng)的特點(diǎn)進(jìn)行合理組合得到的。在這部分內(nèi)容的教學(xué)中，我們要根據(jù)中等職業(yè)技術(shù)教育的特點(diǎn)，充分體現(xiàn)“必需、夠用”的原則。筆者認(rèn)為，如果過多地從理論推導(dǎo)上去講授，一是學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不高，二是學(xué)生學(xué)習(xí)起來難度很大。在課堂教學(xué)中，教師要根據(jù)學(xué)生的接受程度進(jìn)行取舍。首先要教會(huì)學(xué)生分析如圖3所示的簡(jiǎn)圖，然后會(huì)讀辛普森式三速行星齒輪變速器的工作規(guī)律表（表），重點(diǎn)要結(jié)合辛普森式三速行星齒輪變速器的工作規(guī)律表（表），并將各元件與擋位之間的關(guān)系搞清楚。其次只要結(jié)合圖3掌握各個(gè)擋位的動(dòng)力傳遞原理就可以了。如表1，我們結(jié)合圖3，讓學(xué)生掌握各個(gè)擋位離合器、制動(dòng)器、單向離合器的工作情況，并能夠分析圖3中各個(gè)擋位的動(dòng)力傳遞路線。

表 辛普森式三速行星齒輪變速器的工作規(guī)律

選擋桿 擋位 離合器 制動(dòng)器 單向離合器

C1 C2 B2 B3 F1

D 1擋 ○ ○

2擋 ○ ○

3擋 ○ ○

R 倒擋 ○ ○

S L 或2 1 1擋 ○ ○

2擋 ○ ○

注：○——接合、制動(dòng)或鎖止。

六是知識(shí)的拓展階段。行星輪系、液壓控制系統(tǒng)和電控系統(tǒng)之間的關(guān)系和其他行星輪系變速及擋位的方法屬于知識(shí)拓展內(nèi)容。我們?cè)谔幚磉@些內(nèi)容的過程中，要多采用掛圖、資料進(jìn)行教學(xué)。要引導(dǎo)學(xué)生利用資料、實(shí)物進(jìn)行學(xué)習(xí)，尤其要學(xué)會(huì)自學(xué)，開闊視野。

七是實(shí)踐動(dòng)手能力訓(xùn)練階段。在完成課堂理論課程教學(xué)后，教師安排實(shí)踐動(dòng)手能力訓(xùn)練，將學(xué)生分成小組進(jìn)行自動(dòng)變速器的拆裝和分析。在這個(gè)教學(xué)過程中，教師要讓每個(gè)學(xué)生都有動(dòng)手的機(jī)會(huì)，并且要安排學(xué)習(xí)任務(wù)，要激發(fā)學(xué)生進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，養(yǎng)成主動(dòng)性學(xué)習(xí)的良好習(xí)慣。

（作者單位：北京市市政管理學(xué)校）endprint

（4）齒圈固定，行星架為主動(dòng)件（輸入），太陽輪為從動(dòng)件（輸出），如圖d）所示。此時(shí)，n2=0，根據(jù)試驗(yàn)課可得結(jié)論：轉(zhuǎn)向相同，增速，可以作為前進(jìn)超速擋。

（5）行星架固定，太陽輪為主動(dòng)件（輸入），齒圈為從動(dòng)件（輸出），如圖e）所示。此時(shí)，n3=0，根據(jù)試驗(yàn)可得結(jié)論：轉(zhuǎn)向旋轉(zhuǎn)方向相反，可以作為倒擋。

（6）行星架固定，齒圈為主動(dòng)件（輸入），太陽輪為從動(dòng)件（輸出），此種傳動(dòng)旋轉(zhuǎn)方向相反且增速，在汽車上無法使用。

（7）太陽輪、齒圈和行星架三個(gè)元件中的任何二個(gè)元件連為一體轉(zhuǎn)動(dòng)，則另一個(gè)元件的轉(zhuǎn)速與前二者等速同向轉(zhuǎn)動(dòng)。即行星齒輪機(jī)構(gòu)中所有元件（包含行星輪）之間均無相對(duì)運(yùn)動(dòng)，傳動(dòng)比i=1。這種傳動(dòng)方式用于變速器的直接擋傳動(dòng)。

（8）如果太陽輪、齒圈和行星架三個(gè)元件沒有任何約束，則各元件的運(yùn)動(dòng)是不確定的，此時(shí)為空擋。

以上8種情況，教師可以先分析其中幾種，其余幾種由學(xué)生自己分析，然后教師再進(jìn)行講解，效果會(huì)更好。

4.采用多媒體課件教學(xué)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣

教師要把傳統(tǒng)的以教師為中心、以課堂為中心、以書本為中心的教育方式轉(zhuǎn)變?yōu)橐詫W(xué)生學(xué)習(xí)為中心、以強(qiáng)化個(gè)體實(shí)踐為中心、以信息交流為中心，變被動(dòng)教育為主動(dòng)教育、變應(yīng)試教育為素質(zhì)教育、變知識(shí)教育為智能教育。

四、行星齒輪變速原理教學(xué)過程

在對(duì)行星齒輪變速原理進(jìn)行教學(xué)時(shí)，教師必須遵循緊密聯(lián)系學(xué)生實(shí)際、由淺入深、由易到難、理論和實(shí)踐相結(jié)合、理論和多媒體教學(xué)相結(jié)合、師生互動(dòng)、教學(xué)和生產(chǎn)相結(jié)合的原則進(jìn)行教學(xué)組織。如果教師不聯(lián)系學(xué)生實(shí)際，沒有科學(xué)的、合理的教學(xué)程序，將很難達(dá)到教學(xué)目的。行星齒輪變速原理教學(xué)的過程可以分為以下七個(gè)階段。

一是實(shí)物感性認(rèn)識(shí)階段。在進(jìn)行課堂教學(xué)之前，教師先讓學(xué)生認(rèn)識(shí)實(shí)物，可以分小組，拆開自動(dòng)變速器，認(rèn)識(shí)簡(jiǎn)要結(jié)構(gòu)。這一階段的教學(xué)目的僅僅是感性認(rèn)識(shí)，不要求很細(xì)、很深入的講解，學(xué)生只對(duì)自動(dòng)變速器有一個(gè)整體認(rèn)識(shí)，了解基本結(jié)構(gòu)和裝配關(guān)系。

二是行星輪系識(shí)別階段。這一過程可以放在課堂教學(xué)中進(jìn)行。教師將行星輪系在學(xué)生面前展示和讓學(xué)生觀察，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)行星輪系的組成、名稱等。在教學(xué)過程中，教師要讓學(xué)生仔細(xì)觀察，要求每位學(xué)生都清楚行星輪系的基本知識(shí)。

三是行星輪系實(shí)物與簡(jiǎn)圖的轉(zhuǎn)化繪制階段。行星輪系實(shí)物與簡(jiǎn)圖的繪制轉(zhuǎn)化是一個(gè)重要環(huán)節(jié)，它對(duì)于學(xué)生將來使用資料、研究行星輪系變速原理、分析變速器的工作、維修變速器都具有重要作用。行星輪系實(shí)物與簡(jiǎn)圖的轉(zhuǎn)化如圖3所示。

圖3 行星輪系實(shí)物與簡(jiǎn)圖的轉(zhuǎn)化

1-太陽輪 2-齒圈 3-行星架 4-行星輪

在教學(xué)中，教師要講清楚行星輪系零件的位置關(guān)系和簡(jiǎn)化原則，使學(xué)生能讀懂并繪制簡(jiǎn)圖。簡(jiǎn)圖可以使用計(jì)算機(jī)繪制，也可以在黑板上進(jìn)行繪制。教師在繪制簡(jiǎn)圖時(shí)，要求學(xué)生一起繪制。在學(xué)生掌握繪制簡(jiǎn)圖方法的基礎(chǔ)上，我們還要把相關(guān)學(xué)習(xí)內(nèi)容的簡(jiǎn)圖做一些介紹，以便讓學(xué)生掌握更多的識(shí)圖能力。

四是單排行星輪系的變速原理分析推導(dǎo)過程階段（如前所述）。

五是辛普森式行星齒輪變速原理分析階段。辛普森式行星齒輪自動(dòng)變速器中的行星齒輪變速器一般是采用2～3排行星齒輪機(jī)構(gòu)傳動(dòng)，其各擋傳動(dòng)比就是根據(jù)上述單排行星齒輪機(jī)構(gòu)傳動(dòng)的特點(diǎn)進(jìn)行合理組合得到的。在這部分內(nèi)容的教學(xué)中，我們要根據(jù)中等職業(yè)技術(shù)教育的特點(diǎn)，充分體現(xiàn)“必需、夠用”的原則。筆者認(rèn)為，如果過多地從理論推導(dǎo)上去講授，一是學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不高，二是學(xué)生學(xué)習(xí)起來難度很大。在課堂教學(xué)中，教師要根據(jù)學(xué)生的接受程度進(jìn)行取舍。首先要教會(huì)學(xué)生分析如圖3所示的簡(jiǎn)圖，然后會(huì)讀辛普森式三速行星齒輪變速器的工作規(guī)律表（表），重點(diǎn)要結(jié)合辛普森式三速行星齒輪變速器的工作規(guī)律表（表），并將各元件與擋位之間的關(guān)系搞清楚。其次只要結(jié)合圖3掌握各個(gè)擋位的動(dòng)力傳遞原理就可以了。如表1，我們結(jié)合圖3，讓學(xué)生掌握各個(gè)擋位離合器、制動(dòng)器、單向離合器的工作情況，并能夠分析圖3中各個(gè)擋位的動(dòng)力傳遞路線。

表 辛普森式三速行星齒輪變速器的工作規(guī)律

選擋桿 擋位 離合器 制動(dòng)器 單向離合器

C1 C2 B2 B3 F1

D 1擋 ○ ○

2擋 ○ ○

3擋 ○ ○

R 倒擋 ○ ○

S L 或2 1 1擋 ○ ○

2擋 ○ ○

注：○——接合、制動(dòng)或鎖止。

六是知識(shí)的拓展階段。行星輪系、液壓控制系統(tǒng)和電控系統(tǒng)之間的關(guān)系和其他行星輪系變速及擋位的方法屬于知識(shí)拓展內(nèi)容。我們?cè)谔幚磉@些內(nèi)容的過程中，要多采用掛圖、資料進(jìn)行教學(xué)。要引導(dǎo)學(xué)生利用資料、實(shí)物進(jìn)行學(xué)習(xí)，尤其要學(xué)會(huì)自學(xué)，開闊視野。

七是實(shí)踐動(dòng)手能力訓(xùn)練階段。在完成課堂理論課程教學(xué)后，教師安排實(shí)踐動(dòng)手能力訓(xùn)練，將學(xué)生分成小組進(jìn)行自動(dòng)變速器的拆裝和分析。在這個(gè)教學(xué)過程中，教師要讓每個(gè)學(xué)生都有動(dòng)手的機(jī)會(huì)，并且要安排學(xué)習(xí)任務(wù)，要激發(fā)學(xué)生進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，養(yǎng)成主動(dòng)性學(xué)習(xí)的良好習(xí)慣。

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（4）齒圈固定，行星架為主動(dòng)件（輸入），太陽輪為從動(dòng)件（輸出），如圖d）所示。此時(shí)，n2=0，根據(jù)試驗(yàn)課可得結(jié)論：轉(zhuǎn)向相同，增速，可以作為前進(jìn)超速擋。

（5）行星架固定，太陽輪為主動(dòng)件（輸入），齒圈為從動(dòng)件（輸出），如圖e）所示。此時(shí)，n3=0，根據(jù)試驗(yàn)可得結(jié)論：轉(zhuǎn)向旋轉(zhuǎn)方向相反，可以作為倒擋。

（6）行星架固定，齒圈為主動(dòng)件（輸入），太陽輪為從動(dòng)件（輸出），此種傳動(dòng)旋轉(zhuǎn)方向相反且增速，在汽車上無法使用。

（7）太陽輪、齒圈和行星架三個(gè)元件中的任何二個(gè)元件連為一體轉(zhuǎn)動(dòng)，則另一個(gè)元件的轉(zhuǎn)速與前二者等速同向轉(zhuǎn)動(dòng)。即行星齒輪機(jī)構(gòu)中所有元件（包含行星輪）之間均無相對(duì)運(yùn)動(dòng)，傳動(dòng)比i=1。這種傳動(dòng)方式用于變速器的直接擋傳動(dòng)。

（8）如果太陽輪、齒圈和行星架三個(gè)元件沒有任何約束，則各元件的運(yùn)動(dòng)是不確定的，此時(shí)為空擋。

以上8種情況，教師可以先分析其中幾種，其余幾種由學(xué)生自己分析，然后教師再進(jìn)行講解，效果會(huì)更好。

4.采用多媒體課件教學(xué)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣

教師要把傳統(tǒng)的以教師為中心、以課堂為中心、以書本為中心的教育方式轉(zhuǎn)變?yōu)橐詫W(xué)生學(xué)習(xí)為中心、以強(qiáng)化個(gè)體實(shí)踐為中心、以信息交流為中心，變被動(dòng)教育為主動(dòng)教育、變應(yīng)試教育為素質(zhì)教育、變知識(shí)教育為智能教育。

四、行星齒輪變速原理教學(xué)過程

在對(duì)行星齒輪變速原理進(jìn)行教學(xué)時(shí)，教師必須遵循緊密聯(lián)系學(xué)生實(shí)際、由淺入深、由易到難、理論和實(shí)踐相結(jié)合、理論和多媒體教學(xué)相結(jié)合、師生互動(dòng)、教學(xué)和生產(chǎn)相結(jié)合的原則進(jìn)行教學(xué)組織。如果教師不聯(lián)系學(xué)生實(shí)際，沒有科學(xué)的、合理的教學(xué)程序，將很難達(dá)到教學(xué)目的。行星齒輪變速原理教學(xué)的過程可以分為以下七個(gè)階段。

一是實(shí)物感性認(rèn)識(shí)階段。在進(jìn)行課堂教學(xué)之前，教師先讓學(xué)生認(rèn)識(shí)實(shí)物，可以分小組，拆開自動(dòng)變速器，認(rèn)識(shí)簡(jiǎn)要結(jié)構(gòu)。這一階段的教學(xué)目的僅僅是感性認(rèn)識(shí)，不要求很細(xì)、很深入的講解，學(xué)生只對(duì)自動(dòng)變速器有一個(gè)整體認(rèn)識(shí)，了解基本結(jié)構(gòu)和裝配關(guān)系。

二是行星輪系識(shí)別階段。這一過程可以放在課堂教學(xué)中進(jìn)行。教師將行星輪系在學(xué)生面前展示和讓學(xué)生觀察，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)行星輪系的組成、名稱等。在教學(xué)過程中，教師要讓學(xué)生仔細(xì)觀察，要求每位學(xué)生都清楚行星輪系的基本知識(shí)。

三是行星輪系實(shí)物與簡(jiǎn)圖的轉(zhuǎn)化繪制階段。行星輪系實(shí)物與簡(jiǎn)圖的繪制轉(zhuǎn)化是一個(gè)重要環(huán)節(jié)，它對(duì)于學(xué)生將來使用資料、研究行星輪系變速原理、分析變速器的工作、維修變速器都具有重要作用。行星輪系實(shí)物與簡(jiǎn)圖的轉(zhuǎn)化如圖3所示。

圖3 行星輪系實(shí)物與簡(jiǎn)圖的轉(zhuǎn)化

1-太陽輪 2-齒圈 3-行星架 4-行星輪

在教學(xué)中，教師要講清楚行星輪系零件的位置關(guān)系和簡(jiǎn)化原則，使學(xué)生能讀懂并繪制簡(jiǎn)圖。簡(jiǎn)圖可以使用計(jì)算機(jī)繪制，也可以在黑板上進(jìn)行繪制。教師在繪制簡(jiǎn)圖時(shí)，要求學(xué)生一起繪制。在學(xué)生掌握繪制簡(jiǎn)圖方法的基礎(chǔ)上，我們還要把相關(guān)學(xué)習(xí)內(nèi)容的簡(jiǎn)圖做一些介紹，以便讓學(xué)生掌握更多的識(shí)圖能力。

四是單排行星輪系的變速原理分析推導(dǎo)過程階段（如前所述）。

五是辛普森式行星齒輪變速原理分析階段。辛普森式行星齒輪自動(dòng)變速器中的行星齒輪變速器一般是采用2～3排行星齒輪機(jī)構(gòu)傳動(dòng)，其各擋傳動(dòng)比就是根據(jù)上述單排行星齒輪機(jī)構(gòu)傳動(dòng)的特點(diǎn)進(jìn)行合理組合得到的。在這部分內(nèi)容的教學(xué)中，我們要根據(jù)中等職業(yè)技術(shù)教育的特點(diǎn)，充分體現(xiàn)“必需、夠用”的原則。筆者認(rèn)為，如果過多地從理論推導(dǎo)上去講授，一是學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不高，二是學(xué)生學(xué)習(xí)起來難度很大。在課堂教學(xué)中，教師要根據(jù)學(xué)生的接受程度進(jìn)行取舍。首先要教會(huì)學(xué)生分析如圖3所示的簡(jiǎn)圖，然后會(huì)讀辛普森式三速行星齒輪變速器的工作規(guī)律表（表），重點(diǎn)要結(jié)合辛普森式三速行星齒輪變速器的工作規(guī)律表（表），并將各元件與擋位之間的關(guān)系搞清楚。其次只要結(jié)合圖3掌握各個(gè)擋位的動(dòng)力傳遞原理就可以了。如表1，我們結(jié)合圖3，讓學(xué)生掌握各個(gè)擋位離合器、制動(dòng)器、單向離合器的工作情況，并能夠分析圖3中各個(gè)擋位的動(dòng)力傳遞路線。

表 辛普森式三速行星齒輪變速器的工作規(guī)律

選擋桿 擋位 離合器 制動(dòng)器 單向離合器

C1 C2 B2 B3 F1

D 1擋 ○ ○

2擋 ○ ○

3擋 ○ ○

R 倒擋 ○ ○

S L 或2 1 1擋 ○ ○

2擋 ○ ○

注：○——接合、制動(dòng)或鎖止。

六是知識(shí)的拓展階段。行星輪系、液壓控制系統(tǒng)和電控系統(tǒng)之間的關(guān)系和其他行星輪系變速及擋位的方法屬于知識(shí)拓展內(nèi)容。我們?cè)谔幚磉@些內(nèi)容的過程中，要多采用掛圖、資料進(jìn)行教學(xué)。要引導(dǎo)學(xué)生利用資料、實(shí)物進(jìn)行學(xué)習(xí)，尤其要學(xué)會(huì)自學(xué)，開闊視野。

七是實(shí)踐動(dòng)手能力訓(xùn)練階段。在完成課堂理論課程教學(xué)后，教師安排實(shí)踐動(dòng)手能力訓(xùn)練，將學(xué)生分成小組進(jìn)行自動(dòng)變速器的拆裝和分析。在這個(gè)教學(xué)過程中，教師要讓每個(gè)學(xué)生都有動(dòng)手的機(jī)會(huì)，并且要安排學(xué)習(xí)任務(wù)，要激發(fā)學(xué)生進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，養(yǎng)成主動(dòng)性學(xué)習(xí)的良好習(xí)慣。

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