《汽车底盘构造与维修（高职版）》教案 第23课 机械转向系统 （二）.docx

课题认识机械转向系统课时2 课时(90 min )教学目标知识技能目标：掌握机械转向系统的构造及工作原理思政育人目标：（1 ）培养安全操作的意识（2 ）培养分析问题、解决问题的能力（3 ）培养良好的职业素养和道德品质教学重难点教学重点：掌握转向器、转向传动机构的构造及工作原理 教学难点：转向器、转向传动机构的工作原理教学方法任务引入法、问答法、讨论法、实践操作法教学用具电脑、投影仪、多媒体课件、教材教学设计第1节课：课前任务考勤（2 min ）一传授新知（28 min ）一课堂讨论（15 min ）第2节课：传授新知（30 min ）一课堂讨论（10 min ）一课堂小结（3 min ）-作业布置（2 min ）教学过程主要教学内容及步骤设计意图第一节课课前任务 【教师】布置课前任务，和学生负责人取得联系，组织学生下载任务工单机械转向系统主要部件拆装，并根据任务工单进行组内分工，同 时提醒同学通过文旌课堂APP或其他学习软件，收集转向器.转向传动 机构工作原理的相关资料，并进行了解 【学生】提前上网观看相关资料，熟悉教材通过课前的 预热，让学生了 解所学课程的 大概内容，激发 学生的学习欲 望考勤(2 min) 【教师】使用文旌课堂APP进行签到 【学生】按照老师要求签到培养学生的 组织纪律性，掌 握学生的出勤 情况传授新知（28 min） 【教师】复习机械转向系统的构造，引入新知，讲解转向器的构造及工作 原理转向器转向器的功用是把来自转向盘的转向力矩和转向角进行适当的变换（主要是 减速增矩），再输出给转向传动机构，从而使汽车转向，所以转向器本质上就是 减速传动装置。机械转向系统中使用的转向器又称为机械式转向器。机械式转向器一般按照 其啮合传动副的结构形式进行分类，可分为齿轮齿条式、循环球式、蜗杆曲柄指 销式、循环球曲柄指销式、蜗杆滚轮式等。其中，使用较为广泛的类型有齿轮齿 条式、循环球式、蜗杆曲柄指销式等。通过讲解、图 片展示、课堂互 动等教学方法， 让学生了解转 向器的构造及 工作原理【知识链接】拓展知识面【教师】讲述什么是传动效率及正效率、逆效率转向器的输出功率与输入功率之比称为转向器的传动效率。当功率由转向盘输 入，从转向摇臂输出时，所求得的传动效率称为正效率，反之则称为逆效率。【学生】聆听.思考1 .齿轮齿条式转向器齿轮齿条式转向器主要由转向器壳体、转向驱动齿轮、转向齿条等组成，如 图所示。齿轮齿条式转向器通过转向器壳体两端的螺栓固定在车身（或车架）上。转隔区动t域转向器壳作齿怒4齿轮轴通过球轴承、滚柱轴承垂直安装在转向器壳体中，其上部通过花键与 转向轴上的万向节相连，其下部是与齿轮轴制成一体的转向驱动齿轮。转向驱动 齿轮是转向器的主动件，与它相啮合的转向齿条（从动件）采取水平布置，齿条 背面装有压簧垫块。在压簧的作用下，压簧垫块将转向齿条压靠在转向驱动齿轮 上，保证二者无间隙啮合。如上图所示，转向齿条中部（有些是转向齿条两端，如下图所示）通过拉杆 支架与左、右转向横拉杆连接。转动转向盘时，转向驱动齿轮转动，与之啮合的 转向齿条沿轴向移动，从而使左、右转向横拉杆带动转向节转动，使转向轮偏转, 实现汽车转向。齿轮齿条式转向器是最简单的一种转向器。它的优点是结构简单、紧凑，刚 度大，便于独立悬架的布置。另外，齿轮齿条式转向器不需要转向摇臂和转向直 拉杆，因此能够简化转向传动机构。齿轮齿条式转向器在轿车和微、轻型货车上得到了广泛应用。2 .循环球式转向器循环球式转向器是目前应用最广泛的一种转向器。循环球式转向器主要由转 向螺杆、转向螺母、转向器壳体及循环球等组成，如图所示。与其他形式的转向 器相比，循环球式转向器在结构上的主要特点是有两级传动副，第一级是螺杆螺 母传动副，第二级是齿轮齿条传动副。推力按承头何需贵循环球式转向器循环球就是一些小钢球，它们被放置于转向螺母与转向螺杆之间的密闭管路 内，能够将转向螺母与转向螺杆之间的滑动摩擦转变为阻力较小的滚动摩擦。当 转向螺杆转动起来时，转向螺杆推动转向螺母往复运动，转向螺母再通过齿轮（扇 齿）来驱动转向摇臂轴往复摇动，从而实现转向。在这个过程中，循环球就在密 闭管路内循环往复地滚动。3 .蜗杆曲柄指销式转向器蜗杆曲柄指销式转向器主要由转向器壳体、转向蜗杆、转向摇臂轴、曲柄和 指销等组成，如图所示。1； 2、3-3码；4琏强；5向蜗杆；7一下差；8曲柄;9-41 错；U双圆锥滚子轴承;11 14摞母;12; 13谑空摞钉；15T寸套；16书向捱施；17；由封;18转向器壳体。蜗杆曲柄指销式转向器蜗杆具有梯形螺纹，锥形的指销用双排圆锥滚子轴承支撑在曲柄上，曲柄与 转向摇臂轴制成一体。转向时，转向盘带动转向蜗杆，嵌于转向蜗杆螺旋槽中的 指销一边自转一边绕转向摇臂轴做圆弧运动，从而带动曲柄摆动，再通过转向传 动机构使转向轮偏转。这种转向器通常用于转向力较大的汽车上。 【学生】聆听、思考、理解、记忆 【教师】组织学生以小组为单位讨论以下问题通过课堂讨 论，激发学生的 学习兴趣，加深 学生对所学知 识的理解相比齿轮齿条式转向器，循环球式转向器有哪些优势？课堂讨论(15 min) 【学生】聆听、思考.小组讨论，由小组代表发表讨论结果 【教师】与学生一起评价各组的发言相比齿轮齿条式转向器，循环球式转向器更加依靠滚动摩擦，所以具有较高的 传动效率，操纵起来也更轻便、舒适，机械部件的磨损也较小，因此使用寿命较长。第二节课 【教师】总结上节课所学知识，引入新知，讲解转向传动机构的构造及工作原理转向传动机构转向传动机构的功用是将转向器输出的力和运动传递给转向轮，使两侧转向 轮偏转，从而实现汽车转向。转向传动机构同时能够使两侧转向轮的偏转角按一 定关系变化。1 .转向传动机构的组成转向传动机构主要由转向摇臂、转向直拉杆、转向横拉杆、转向节臂和梯形 臂等部件组成。2 )转向摇臂转向摇臂是转向器传动副与转向直拉杆之间的传动部件。转向摇臂的常见构 造如图所示。传授新知(30 min)(a )转(臂(b )转c ) 小语转向拄臂的常见构造通过讲解、图 片展示、课堂互 动等教学方法， 让学生了解转 向传动机构的 构造及工作原 理转向摇臂大端具有三角细花键锥形孔，用于同转向摇臂轴外端相连接，用螺 母固定。转向摇臂小端带有球头销，以便与转向直拉杆做空间较链连接。2)转向直拉杆转向直拉杆是转向摇臂与转向节臂之间的传动部件，其构造如图所示。壬靖单堇音向百拉杆杆钵转向直拉杆的构造转向直拉杆的直拉杆体由两端扩大了的钢管制成。在扩大的端部里，装有由 球头销、球头座、弹簧座、压缩弹簧等组成的球钱链。球头销的锥形部分与转向 摇臂相连，并用螺母固定。其球头部分的两侧与两个球头座配合，前球头座靠在 端部螺塞上，后球头座在压缩弹簧的作用下压靠在球头上。这样，两个球头座就 将球头紧紧夹持住。为保证球头与球头座的润滑，可从油嘴处注入润滑脂。压缩弹簧能自动消除球头与球头座因磨损产生的间隙，并可缓和转向轮经转 向节臂球头销传来的冲击。弹簧座的小端与球头座之间留有少量间隙，作为压缩 弹簧缓冲的余地，并可限制缓冲时压缩弹簧的压缩量（防止压缩弹簧过载）。此 外，当压缩弹簧断裂时，此间隙可保证球头销不从管孔中脱出。端部螺塞可以调 整此间隙，并在调整间隙的同时也调整了压缩弹簧的预紧度。【课堂互动】随机挑选学生回答问题为了使转向直拉杆在受到向前或向后的冲击力时，均有压缩弹簧起缓冲作用， 两端的压缩弹簧应该怎样安装？【学生】聆听.思考、回答问题【教师】总结学生的回答为了使转向直拉杆在受到向前或向后的冲击力时，均有压缩弹簧起缓冲作用， 两端的压缩弹簧应装在各自球头销的同一侧。3）转向横拉杆转向横拉杆（见图）与梯形臂共同构成转向梯形机构，是转向梯形机构的底转向横拉杆转向横拉杆杆体用钢管制成，其两端切有螺纹，一端为右旋，一端为左旋， 分别与两端的转向横拉杆接头（见图）用螺纹连接，两端的转向横拉杆接头结构 相同。掾茎弹茎转向横拉杆接头4）转向节臂和梯形臂转向节臂和梯形臂如图所示。转向直拉杆通过转向节臂与转向节相连，转向 横拉杆两端经左、右梯形臂与转向节相连。转向节臂和梯形臂带锥形柱的一端与 转向节锥形孔相配合，用键防止螺母松动；另一端带有锥形孔，与相应的球头销 中的锥形柱相配合，用螺母紧固后装入开口销，用锁紧螺母锁住。转向三臂布槎形臂3 .转向传动机构布置形式转向传动机构的布置形式因转向器位置和转向轮悬架类型不同而有所不同， 具体可分为与非独立悬架配用的转向传动机构布置形式和与独立悬架配用的转向 传动机构布置形式。1 ）与非独立悬架配用的转向传动机构布置形式按照梯形臂和转向直拉杆的位置不同，与非独立悬架配用的转向传动机构布 置形式可分为前置式、后置式和转向直拉杆横向布置式三种，如图所示。-56前量t(b)言置式(c)咖直拉杆横向布置Et1转向器；2转向捱臂；3转向直拉杆；4转向节臂；5一梯形臂;一转向横拉杆。与非独立悬架配用的转向传动机构布觐式(1 )前置式。当发动机位置较低或前桥为转向驱动桥时，由左、右梯形臂和 转向横拉杆组成的转向梯形机构往往布置在前桥之前。(2 )后置式。当前桥仅为转向桥时，转向梯形机构一般布置在前桥之后。这 种布置形式简单方便，且后置的转向横拉杆有前面的车桥保护，可避免其直接与 路面障碍物发生碰撞而损坏。(3 )转向直拉杆横向布置式。若转向摇臂不是在汽车纵向平面内前后摆动， 而是在与路面平行的平面内左右摆动，则可将转向直拉杆横向布置，并借球头销 直接带动转向横拉杆，从而使左、右梯形臂转动。2)与独立悬架配用的转向传动机构布置形式当转向轮采用独立悬架时，由于每个转向轮都需要相对车架(或车身)独立 运动，所以转向桥必须是断开式的。与此相应的，转向传动机构中的转向梯形机 构也必须分成两段或三段，如图所示。转向摇臂在平行于路面的平面内左右摆动, 传递力和运动。(a )(b)El£课堂讨论(10 min)通过课堂讨 论，激发学生的 学习兴趣，加深 学生对所学知 识的理解1转向挂臂；2转向直拉杆；3右转向横拉杆;4-右梯形臂;5T架右摇臂;推杆；左摇臂；8左梯形臂；9左转向频杆。与独立悬架配用的转向传动机构布置形式 【学生】聆听、思考.理解、记忆 【教师】组织学生以小组为单位讨论以下问题怎样确保转向摇臂安装到转向摇臂轴上时角的位置无误？ 【学生】聆听、思考、小组讨论，由小组代表发表讨论结果 【教师】与学生一起评价各组的发言转向摇臂安装后，从中间位置向两边摆动的角度应大致相等，故在把转向摇臂 安装到转向摇臂轴上时，二者相应的角位置应确保无误。为此，常在转向摇臂大端 外端面上和转向摇臂轴的外端面上均刻上短线，或是在二者的花键部分都少铳一个齿，作为装配标记。装配时应将装配标记对齐。课堂小结 (3 min) 【教师】简要总结本节课的要点本节课学习了转向器、转向传动机构的构造及工作原理；希望大家课下能多加 复习,对转向器、转向传动机构有一定的认识，并能正确、熟练的识别转向系统的 各部件 【学生】总结回顾知识点总结知识点， 巩固印象作业布置 (2 min) 【教师】布置课后作业复习所学知识,掌握转转向器、转向传动机构的构造及工作原理的相关知识 【学生】完成课后任务复习巩固学 到的知识，并能 学以致用教学反思本节课教学整体效果不错，由于转向器、转向传动机构较为抽象，因此在教学中使用了大量图像进 行讲解，使学生充分理解了其概念、构造及工作原理，为后面学习机械转向系统其他知识打下了坚实的 基础。