高校教师教学创新大赛 · 课堂教学展示

麦弗逊式独立悬架

《汽车构造》第二十三章 第五节 · 课堂教学展示

PRESENTER张钰杉

SCHOOL机械与车辆工程学院

FOCUS结构 · 传力 · 运动 · 安全

JLNU
TEACHING
2026

360° LIVE

拖动旋转 · 滚轮缩放

结构组成传力路径运动原理零件指认课赛融通

PART 01 / 学情诊断 · CHAOXING

先看数据，再谈教学设计

不是“感觉学生不会”，而是从超星学习通的知识图谱里，看见缺口在哪里。

超星学习通 · 知识图谱知识点建设情况数据整理版

图谱知识点总数1,860个

覆盖 12 个教学模块
已建标签 1,512 个

81.3%知识点建设率1,512 / 1,860

视频资源 1,240

文档资源 2,860

题库试题 1,186

资源覆盖率 81.3%

1,860图谱知识点总数12 模块

1,512已关联资源知识点81.3%

348未关联资源知识点待补

3,268知识关系 / 组关系密度

“从超星后台提取后整理：框架、资源、关系都已经建起来；但 348 个知识点仍未关联资源，主销轴线与零件识读是学生缺口。”

PART 01 / 学情诊断 · EVIDENCE

数据说：缺的不是“讲”，是“看得见”

属性、资源、关联数量三张超星数据看板，对应三个课堂动作。

知识点属性概况属性

86%

标签覆盖 81.3%

属性完整度 86%

题型覆盖 72%

标签覆盖 · 属性完整度 · 题型覆盖

关联资源统计资源

5,286项资源

视频 / 文档 / 题库三类为主，覆盖课前—课中—课后。

视频资源 1,240

文档资源 2,860

题库试题 1,186

资源类型结构 · 覆盖率 81.3%

知识点关联资源数量关联

主销轴线与转向节 128

减振器工作原理 96

独立悬架 vs 非独立 84

下摆臂与球头 72

装配与扭矩 61

头部集中 · 长尾仍有 348 个未关联

DATA 01

348 个未关联资源

→ 3D 结构可视化：先把“结构在哪里”讲清楚，再谈建库。

DATA 02

主销轴线仅 31%

→ 3D 逐部件 + 主销轴线专题：把“铰点—轴线”转出来。

DATA 03

零件识读仅 39%

→ 5 题 3D 指认：教师操作，全班手势应答。

数据来源：超星学习通 · 知识图谱统计（数据整理版）；31% / 39% 为课前测验（n=42），用于课堂决策。

PART 02 / 教材分析 · TEXTBOOK

教材分析：从教材结构，到课堂结构

先看教材怎么编，再决定课堂怎么讲。教材是依据，3D 是支架，问题链是路径。

《汽车构造》第 4 版 · 机械工业出版社

教材不是“照本宣科”，
而是教学设计的起点

教材定位

《汽车构造》第 4 版，“十二五”国家级规划教材；第二十三章“独立悬架”，第五节“麦弗逊式独立悬架”。

内容结构

教材按“总成—结构—原理—检修”展开；本节承接独立悬架分类，落到麦弗逊的结构、传力与主销轴线。

教学处理

教材结构图 → 3D 逐部件 → 实车/赛题迁移；重点讲“连接关系”，难点用“上支座—球头”连线突破。

02 课堂教学 · 结构传力运动装配指认

01 / 导入 · CONTEXT

一辆车过减速带，为什么车身只轻轻一颤？

冲击从车轮传来，却被一层“看不见的结构”化解。今天，用一根减振器串起三个问题。

Audi Q5 悬架剖视图 · 前悬架为麦弗逊式独立悬架

QUESTION 01

谁在传力？

车轮的冲击，经过哪些零件传到车身？

QUESTION 02

谁在导向？

车轮上下跳动，凭什么只沿设计方向运动？

QUESTION 03

谁在减振？

弹簧把冲击存起来，谁负责把余振“吃掉”？

03 / 概念 · INDEPENDENT

“独立”不是断开，
而是各走各的路

点“开始跳动”，让右侧车轮连续过障碍；看车身和另一侧车轮怎么反应。

非独立悬架整体桥 · 一侧跳动牵连另一侧整根车桥倾斜

独立悬架左右车轮各自连接车身 · 互不影响另一侧仍贴地

LOOP · 连续跳动

同一个障碍，
两种车身姿态

点“开始跳动”，观察：非独立的车身和另一侧车轮会不会跟着连续晃？独立悬架呢？

开始跳动

非独立：整根车桥来回倾斜，另一侧被牵连。独立：只有受击侧上下跳，另一侧仍贴地。代价：结构更复杂，定位与装配要求更高。

03 / 对比 · COMPARE

一张表看懂：独立悬架 vs 非独立悬架

不是“谁更高级”，而是“用结构复杂度换舒适与操控”。

对比维度	非独立悬架	独立悬架
连接方式	左右车轮由整体车桥刚性连接	左右车轮各自通过悬挂装置连接车身
左右干涉	一侧跳动会牵连另一侧	基本互不影响
簧下质量	较大	较小，车轮响应更快
舒适 / 操控	承载强，舒适性一般	舒适性与操控性更好
结构 / 成本	简单、成本低、维修方便	复杂、成本高、定位要求高
典型应用	商用车、越野车、部分后桥	乘用车、SUV、性能车

典型应用

一边大货车，
一边乘用车

非独立：大货车整体桥 · 钢板弹簧 · 承载强

比亚迪海豚前置前驱 · 城市通勤

小鹏 P5前置前驱 · 智能电动

丰田卡罗拉前置前驱 · 家用轿车

三款乘用车前悬架为麦弗逊；大货车用整体桥，二者不是“谁高级”，而是场景不同。

04 / 结构 · 3D LAB

一根减振器，三重身份

减振器柱不只是“阻尼器”：在麦弗逊里，它同时承担传力、导向与减振。

拖动旋转 · 滚轮缩放 · 爆炸拆解

13 类零件 · 公网版

把整副悬架
转起来看

左右两侧麦弗逊、副车架、转向器都在同一副模型里；点零件名可聚焦，拖模型可旋转，滑杆可爆炸拆解。

上支座螺旋弹簧减振器筒转向节下摆臂转向横拉杆

传力车轮 → 转向节 → 减振器柱 → 车身

导向确定车轮跳动方向与主销轴线

减振把振动能量转化为热能耗散

04 / 问题链 · PROBLEM CHAIN

结构看清了，接下来只追问：力往哪里走？

四个问题，一条线；这一页只负责把“结构”交接到“传力”。

01

看见结构

它连接了谁？

3D 逐部件 · 已完成

02

追问传力

力往哪里走？

三条路径 · 当前

03

解释运动

车轮怎么动？

车桥 + 主销 · 下一步

04

回到安全

装错会怎样？

装配四错误 · 最终

这一页只说明“为什么下一步讲传力”：结构是空间，传力是因果。

05 / 传力 · LOAD PATH

冲击不是消失，
而是被三条路径分开

垂直力、横向力、纵向力各走各的路。看懂路径，才能看懂“为什么减振器也是结构件”。

01 / 垂直力

车轮 → 车身

轮毂 → 转向节 → 减振器柱 → 上支座。弹簧与减振器并联。

02 / 横向力

车轮 → 副车架

转向节 → 下摆臂。麦弗逊的减振器柱同时承受侧向力与弯矩。

03 / 纵向力

制动 / 驱动工况

下摆臂与转向横拉杆共同分担，保持轮距与定位。

最容易错的一句话：“减振器只承受垂直力。”
在麦弗逊中，它是上导向构件，必须承受侧向力与弯矩。

06 / 减振 · ENERGY

弹簧储能，减振器耗能

同轴布置，不等于同一个零件。一个负责“接住”，一个负责“稳住”。

01 / SPRING

弹簧：支撑 + 储能

把路面冲击转化为弹性势能，支撑车身重量；但它会回弹，不能自己“停下来”。

02 / DAMPER

减振器：耗能 + 控振

活塞在油液中往复运动，把振动能量转化为热能耗散；压缩与复原两个行程都参与控制。

弹簧决定“怎么接住”，减振器决定“多久停下”。

07 / 运动 · KINEMATICS

变化小，不等于不变

车轮跳动时，转向节绕下摆臂球头摆动；主销轴线与车轮平面随之变化。

WHY

上端车身约束，下端摆臂约束

结构紧凑，布置上可让主销轴线与车轮平面更接近。

HOW

两个铰点决定主销轴线

上支座中心与下摆臂球头中心；摆臂长度、安装角决定跳动轨迹。

BUT

不是“完全不变”

外倾、后倾、前束都会随行程变化；关键是变化是否在目标窗口内。

“变化小”是设计结果，不是静态属性。

08 / 转向 · KINGPIN AXIS

车轮绕哪条线转向？

不是减振器轴线。麦弗逊的主销轴线，由“上支座轴承中心—下摆臂球头中心”共同确定。

DEFINE

一条“设计线”

上端是上支座轴承中心，下端是下摆臂球头中心；不是减振器轴线。

EFFECT

决定回正与手感

主销内倾、后倾由两个铰点空间位置决定，影响回正力矩与转向手感。

如果学生把“减振器轴线”画成主销轴线，说明他还没有建立“铰点—轴线—运动”的空间关系。

09 / 装配 · ASSEMBLY

装上了，不等于装对了

四个高频错误，每一个都指向“安全件”的底线。点击卡片，查看正确做法。

ERROR 01

上支座轴承漏装 / 装反

转向时异响、卡滞，回正手感变差；严重时上支座早期损坏。

01

点击查看正确做法 →

✓ CORRECT

先确认方向，再压装

核对轴承方向与上支座标记；使用专用压具，避免敲击；按规定扭矩紧固，装后左右打方向确认无卡滞。

01

ERROR 02

弹簧端部未落入定位槽

弹簧受力偏心，异响、车身高度异常，极端工况下有断裂风险。

02

点击查看正确做法 →

✓ CORRECT

端部“落座”再压缩

确认上下弹簧座定位台阶与弹簧端部完全贴合；用弹簧压缩器对称压缩，禁止单边硬压。

02

ERROR 03

减振器与转向节夹紧螺栓未按扭矩

减振器柱滑移，车轮定位失准；转向时可能出现间隙与冲击。

03

点击查看正确做法 →

✓ CORRECT

清洁、对位、按扭矩

夹紧面清洁无油；减振器柱完全落入转向节夹口；使用扭矩扳手，按规定值紧固并做标记。

03

ERROR 04

下摆臂球头防尘套破损 / 未锁紧

进水、进砂，球头润滑失效；严重时球头脱出，车轮失去约束。

04

点击查看正确做法 →

✓ CORRECT

防尘套完整、卡箍到位

安装前检查防尘套无裂纹；卡箍完全落入槽内；球头螺栓按规定扭矩紧固，装后检查摆臂运动无干涉。

04

10 / 3D实验室 · IDENTIFY

请指出：它在哪里？
它连接了谁？

请同学上台，在 3D 模型上点零件；答对点亮，答错回到结构，再看一遍。

请同学上台，在模型上点对应零件

学生上台 · 3D指认

答对点亮，
答错回到结构

5 道题，从“减振器筒”到“下摆臂球头”。请同学上台，点位置、说连接；答错不扣分，回到结构再答一次。

5 题 减振器筒 · 螺旋弹簧 · 转向节 · 下摆臂球头 · 转向横拉杆

评价：位置 + 连接 + 受力；答错不扣分，回到结构再答一次。

11 / 课赛融合 · INTEGRATION

把赛题，变成一次真实的学习任务

课赛融通不是多加一门课，而是用比赛标准重做一次作业：拆装、测绘、轻量化、再设计。

3D 数字化设计 · 悬架结构建模与转向系统表达

从“认识结构”
到“结构再设计”

对接全国三维数字化创新设计大赛：把课堂 3D 模型变成赛题任务，用赛项标准评价学习成果。

01 / VISUAL14 类零件 3D 拆装，解决空间想象难点。

02 / QUESTION传力—运动—定位—装配，一条问题链。

03 / COMPETE拆装、测绘、轻量化、再设计。

04 / VALUE从 0.015 mm 精度到安全件零缺陷。

课堂3D拆装轻量化赛项评价

12 / 课程思政 · PRECISION

0.015 毫米的分量

悬架是安全件。精度不是实验室里的数字，而是路上每一次转向的确定性。

0.015mm

把“差不多”从安全件里拿掉

主销轴承孔、减振器夹紧面、球头锥孔——这些位置的公差，决定了车轮在极限工况下是否还听方向盘的话。一次漏装、一次少打扭矩，在教室里可能只是“异响”，在路上可能就是一次失控。

按标准按扭矩按记录

大国工匠 · 2023年度人物（课程思政素材）

安全件 · 零缺陷

18 / 3D · FULL SUSPENSION

再看一眼：整副悬架怎么动

旋转、缩放、爆炸拆解；这是公网版，手机扫码也能看。

公网 3D · 可旋转

整副悬架
转起来看

左右两侧、副车架、转向器都在同一副模型里；手机扫码也能打开。

扫码 / 拖动 / 缩放

TEACHING SHOWCASE · 2026

把结构讲清楚，把安全讲进去

谢 谢 聆 听

主讲人 张钰杉 · 机械与车辆工程学院
吉林工程技术师范学院 · 《汽车构造》

结构传力运动安全

吉林工程技术师范学院