《汽車底盤構(gòu)造與維修（高職版）》教案 第23課 機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng) （二）

PAGE8 PAGE8PAGE7 PAGE7

課題認(rèn)識機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)課時2課時（90min）教學(xué)目標(biāo)知識技能目標(biāo)：掌握機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的構(gòu)造及工作原理思政育人目標(biāo)：（1）培養(yǎng)安全操作的意識（2）培養(yǎng)分析問題、解決問題的能力（3）培養(yǎng)良好的職業(yè)素養(yǎng)和道德品質(zhì)教學(xué)重難點教學(xué)重點：掌握轉(zhuǎn)向器、轉(zhuǎn)向傳動機(jī)構(gòu)的構(gòu)造及工作原理教學(xué)難點：轉(zhuǎn)向器、轉(zhuǎn)向傳動機(jī)構(gòu)的工作原理教學(xué)方法任務(wù)引入法、問答法、討論法、實踐操作法教學(xué)用具電腦、投影儀、多媒體課件、教材教學(xué)設(shè)計第1節(jié)課：傳授新知（28min）課堂討論（15min）第2節(jié)課：傳授新知（30min）課堂討論（10min）

課堂小結(jié)（3min）作業(yè)布置（2min）教學(xué)過程主要教學(xué)內(nèi)容及步驟設(shè)計意圖第一節(jié)課課前任務(wù)【教師】布置課前任務(wù)，和學(xué)生負(fù)責(zé)人取得聯(lián)系，組織學(xué)生下載“任務(wù)工單——機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)主要部件拆裝”，并根據(jù)任務(wù)工單進(jìn)行組內(nèi)分工，同時提醒同學(xué)通過文旌課堂APP或其他學(xué)習(xí)軟件，收集轉(zhuǎn)向器、轉(zhuǎn)向傳動機(jī)構(gòu)工作原理的相關(guān)資料，并進(jìn)行了解【學(xué)生】提前上網(wǎng)觀看相關(guān)資料，熟悉教材通過課前的預(yù)熱，讓學(xué)生了解所學(xué)課程的大概內(nèi)容，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)欲望考勤

（2min）【教師】使用文旌課堂APP進(jìn)行簽到【學(xué)生】按照老師要求簽到培養(yǎng)學(xué)生的組織紀(jì)律性，掌握學(xué)生的出勤情況傳授新知

（28min）【教師】復(fù)習(xí)機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的構(gòu)造，引入新知，講解轉(zhuǎn)向器的構(gòu)造及工作原理10.1.4轉(zhuǎn)向器轉(zhuǎn)向器的功用是把來自轉(zhuǎn)向盤的轉(zhuǎn)向力矩和轉(zhuǎn)向角進(jìn)行適當(dāng)?shù)淖儞Q（主要是減速增矩），再輸出給轉(zhuǎn)向傳動機(jī)構(gòu)，從而使汽車轉(zhuǎn)向，所以轉(zhuǎn)向器本質(zhì)上就是減速傳動裝置。機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中使用的轉(zhuǎn)向器又稱為機(jī)械式轉(zhuǎn)向器。機(jī)械式轉(zhuǎn)向器一般按照其嚙合傳動副的結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行分類，可分為齒輪齒條式、循環(huán)球式、蝸桿曲柄指銷式、循環(huán)球曲柄指銷式、蝸桿滾輪式等。其中，使用較為廣泛的類型有齒輪齒條式、循環(huán)球式、蝸桿曲柄指銷式等。【知識鏈接】拓展知識面【教師】講述什么是傳動效率及正效率、逆效率轉(zhuǎn)向器的輸出功率與輸入功率之比稱為轉(zhuǎn)向器的傳動效率。當(dāng)功率由轉(zhuǎn)向盤輸入，從轉(zhuǎn)向搖臂輸出時，所求得的傳動效率稱為正效率，反之則稱為逆效率?！緦W(xué)生】聆聽、思考1．齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器主要由轉(zhuǎn)向器殼體、轉(zhuǎn)向驅(qū)動齒輪、轉(zhuǎn)向齒條等組成，如圖所示。齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器通過轉(zhuǎn)向器殼體兩端的螺栓固定在車身（或車架）上。齒輪軸通過球軸承、滾柱軸承垂直安裝在轉(zhuǎn)向器殼體中，其上部通過花鍵與轉(zhuǎn)向軸上的萬向節(jié)相連，其下部是與齒輪軸制成一體的轉(zhuǎn)向驅(qū)動齒輪。轉(zhuǎn)向驅(qū)動齒輪是轉(zhuǎn)向器的主動件，與它相嚙合的轉(zhuǎn)向齒條（從動件）采取水平布置，齒條背面裝有壓簧墊塊。在壓簧的作用下，壓簧墊塊將轉(zhuǎn)向齒條壓靠在轉(zhuǎn)向驅(qū)動齒輪上，保證二者無間隙嚙合。如上圖所示，轉(zhuǎn)向齒條中部（有些是轉(zhuǎn)向齒條兩端，如下圖所示）通過拉桿支架與左、右轉(zhuǎn)向橫拉桿連接。轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)向盤時，轉(zhuǎn)向驅(qū)動齒輪轉(zhuǎn)動，與之嚙合的轉(zhuǎn)向齒條沿軸向移動，從而使左、右轉(zhuǎn)向橫拉桿帶動轉(zhuǎn)向節(jié)轉(zhuǎn)動，使轉(zhuǎn)向輪偏轉(zhuǎn)，實現(xiàn)汽車轉(zhuǎn)向。齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器是最簡單的一種轉(zhuǎn)向器。它的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，剛度大，便于獨立懸架的布置。另外，齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器不需要轉(zhuǎn)向搖臂和轉(zhuǎn)向直拉桿，因此能夠簡化轉(zhuǎn)向傳動機(jī)構(gòu)。齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器在轎車和微、輕型貨車上得到了廣泛應(yīng)用。2．循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器是目前應(yīng)用最廣泛的一種轉(zhuǎn)向器。循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器主要由轉(zhuǎn)向螺桿、轉(zhuǎn)向螺母、轉(zhuǎn)向器殼體及循環(huán)球等組成，如圖所示。與其他形式的轉(zhuǎn)向器相比，循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器在結(jié)構(gòu)上的主要特點是有兩級傳動副，第一級是螺桿螺母傳動副，第二級是齒輪齒條傳動副。循環(huán)球就是一些小鋼球，它們被放置于轉(zhuǎn)向螺母與轉(zhuǎn)向螺桿之間的密閉管路內(nèi)，能夠?qū)⑥D(zhuǎn)向螺母與轉(zhuǎn)向螺桿之間的滑動摩擦轉(zhuǎn)變?yōu)樽枇^小的滾動摩擦。當(dāng)轉(zhuǎn)向螺桿轉(zhuǎn)動起來時，轉(zhuǎn)向螺桿推動轉(zhuǎn)向螺母往復(fù)運(yùn)動，轉(zhuǎn)向螺母再通過齒輪（扇齒）來驅(qū)動轉(zhuǎn)向搖臂軸往復(fù)搖動，從而實現(xiàn)轉(zhuǎn)向。在這個過程中，循環(huán)球就在密閉管路內(nèi)循環(huán)往復(fù)地滾動。3．蝸桿曲柄指銷式轉(zhuǎn)向器蝸桿曲柄指銷式轉(zhuǎn)向器主要由轉(zhuǎn)向器殼體、轉(zhuǎn)向蝸桿、轉(zhuǎn)向搖臂軸、曲柄和指銷等組成，如圖所示。蝸桿具有梯形螺紋，錐形的指銷用雙排圓錐滾子軸承支撐在曲柄上，曲柄與轉(zhuǎn)向搖臂軸制成一體。轉(zhuǎn)向時，轉(zhuǎn)向盤帶動轉(zhuǎn)向蝸桿，嵌于轉(zhuǎn)向蝸桿螺旋槽中的指銷一邊自轉(zhuǎn)一邊繞轉(zhuǎn)向搖臂軸做圓弧運(yùn)動，從而帶動曲柄擺動，再通過轉(zhuǎn)向傳動機(jī)構(gòu)使轉(zhuǎn)向輪偏轉(zhuǎn)。這種轉(zhuǎn)向器通常用于轉(zhuǎn)向力較大的汽車上?！緦W(xué)生】聆聽、思考、理解、記憶通過講解、圖片展示、課堂互動等教學(xué)方法，讓學(xué)生了解轉(zhuǎn)向器的構(gòu)造及工作原理課堂討論（15min）【教師】組織學(xué)生以小組為單位討論以下問題相比齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器，循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器有哪些優(yōu)勢？【學(xué)生】聆聽、思考、小組討論，由小組代表發(fā)表討論結(jié)果【教師】與學(xué)生一起評價各組的發(fā)言相比齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器，循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器更加依靠滾動摩擦，所以具有較高的傳動效率，操縱起來也更輕便、舒適，機(jī)械部件的磨損也較小，因此使用壽命較長。通過課堂討論，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，加深學(xué)生對所學(xué)知識的理解第二節(jié)課傳授新知

（30min）【教師】總結(jié)上節(jié)課所學(xué)知識，引入新知，講解轉(zhuǎn)向傳動機(jī)構(gòu)的構(gòu)造及工作原理10.1.5轉(zhuǎn)向傳動機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)向傳動機(jī)構(gòu)的功用是將轉(zhuǎn)向器輸出的力和運(yùn)動傳遞給轉(zhuǎn)向輪，使兩側(cè)轉(zhuǎn)向輪偏轉(zhuǎn)，從而實現(xiàn)汽車轉(zhuǎn)向。轉(zhuǎn)向傳動機(jī)構(gòu)同時能夠使兩側(cè)轉(zhuǎn)向輪的偏轉(zhuǎn)角按一定關(guān)系變化。1．轉(zhuǎn)向傳動機(jī)構(gòu)的組成轉(zhuǎn)向傳動機(jī)構(gòu)主要由轉(zhuǎn)向搖臂、轉(zhuǎn)向直拉桿、轉(zhuǎn)向橫拉桿、轉(zhuǎn)向節(jié)臂和梯形臂等部件組成。轉(zhuǎn)向搖臂轉(zhuǎn)向搖臂是轉(zhuǎn)向器傳動副與轉(zhuǎn)向直拉桿之間的傳動部件。轉(zhuǎn)向搖臂的常見構(gòu)造如圖所示。轉(zhuǎn)向搖臂大端具有三角細(xì)花鍵錐形孔，用于同轉(zhuǎn)向搖臂軸外端相連接，用螺母固定。轉(zhuǎn)向搖臂小端帶有球頭銷，以便與轉(zhuǎn)向直拉桿做空間鉸鏈連接。2）轉(zhuǎn)向直拉桿轉(zhuǎn)向直拉桿是轉(zhuǎn)向搖臂與轉(zhuǎn)向節(jié)臂之間的傳動部件，其構(gòu)造如圖所示。轉(zhuǎn)向直拉桿的直拉桿體由兩端擴(kuò)大了的鋼管制成。在擴(kuò)大的端部里，裝有由球頭銷、球頭座、彈簧座、壓縮彈簧等組成的球鉸鏈。球頭銷的錐形部分與轉(zhuǎn)向搖臂相連，并用螺母固定。其球頭部分的兩側(cè)與兩個球頭座配合，前球頭座靠在端部螺塞上，后球頭座在壓縮彈簧的作用下壓靠在球頭上。這樣，兩個球頭座就將球頭緊緊夾持住。為保證球頭與球頭座的潤滑，可從油嘴處注入潤滑脂。壓縮彈簧能自動消除球頭與球頭座因磨損產(chǎn)生的間隙，并可緩和轉(zhuǎn)向輪經(jīng)轉(zhuǎn)向節(jié)臂球頭銷傳來的沖擊。彈簧座的小端與球頭座之間留有少量間隙，作為壓縮彈簧緩沖的余地，并可限制緩沖時壓縮彈簧的壓縮量（防止壓縮彈簧過載）。此外，當(dāng)壓縮彈簧斷裂時，此間隙可保證球頭銷不從管孔中脫出。端部螺塞可以調(diào)整此間隙，并在調(diào)整間隙的同時也調(diào)整了壓縮彈簧的預(yù)緊度。【課堂互動】隨機(jī)挑選學(xué)生回答問題為了使轉(zhuǎn)向直拉桿在受到向前或向后的沖擊力時，均有壓縮彈簧起緩沖作用，兩端的壓縮彈簧應(yīng)該怎樣安裝？【學(xué)生】聆聽、思考、回答問題【教師】總結(jié)學(xué)生的回答為了使轉(zhuǎn)向直拉桿在受到向前或向后的沖擊力時，均有壓縮彈簧起緩沖作用，兩端的壓縮彈簧應(yīng)裝在各自球頭銷的同一側(cè)。3）轉(zhuǎn)向橫拉桿轉(zhuǎn)向橫拉桿（見圖）與梯形臂共同構(gòu)成轉(zhuǎn)向梯形機(jī)構(gòu)，是轉(zhuǎn)向梯形機(jī)構(gòu)的底邊。轉(zhuǎn)向橫拉桿桿體用鋼管制成，其兩端切有螺紋，一端為右旋，一端為左旋，分別與兩端的轉(zhuǎn)向橫拉桿接頭（見圖）用螺紋連接，兩端的轉(zhuǎn)向橫拉桿接頭結(jié)構(gòu)相同。4）轉(zhuǎn)向節(jié)臂和梯形臂轉(zhuǎn)向節(jié)臂和梯形臂如圖所示。轉(zhuǎn)向直拉桿通過轉(zhuǎn)向節(jié)臂與轉(zhuǎn)向節(jié)相連，轉(zhuǎn)向橫拉桿兩端經(jīng)左、右梯形臂與轉(zhuǎn)向節(jié)相連。轉(zhuǎn)向節(jié)臂和梯形臂帶錐形柱的一端與轉(zhuǎn)向節(jié)錐形孔相配合，用鍵防止螺母松動；另一端帶有錐形孔，與相應(yīng)的球頭銷中的錐形柱相配合，用螺母緊固后裝入開口銷，用鎖緊螺母鎖住。2．轉(zhuǎn)向傳動機(jī)構(gòu)布置形式轉(zhuǎn)向傳動機(jī)構(gòu)的布置形式因轉(zhuǎn)向器位置和轉(zhuǎn)向輪懸架類型不同而有所不同，具體可分為與非獨立懸架配用的轉(zhuǎn)向傳動機(jī)構(gòu)布置形式和與獨立懸架配用的轉(zhuǎn)向傳動機(jī)構(gòu)布置形式。1）與非獨立懸架配用的轉(zhuǎn)向傳動機(jī)構(gòu)布置形式按照梯形臂和轉(zhuǎn)向直拉桿的位置不同，與非獨立懸架配用的轉(zhuǎn)向傳動機(jī)構(gòu)布置形式可分為前置式、后置式和轉(zhuǎn)向直拉桿橫向布置式三種，如圖所示。（1）前置式。當(dāng)發(fā)動機(jī)位置較低或前橋為轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋時，由左、右梯形臂和轉(zhuǎn)向橫拉桿組成的轉(zhuǎn)向梯形機(jī)構(gòu)往往布置在前橋之前。（2）后置式。當(dāng)前橋僅為轉(zhuǎn)向橋時，轉(zhuǎn)向梯形機(jī)構(gòu)一般布置在前橋之后。這種布置形式簡單方便，且后置的轉(zhuǎn)向橫拉桿有前面的車橋保護(hù)，可避免其直接與路面障礙物發(fā)生碰撞而損壞。（3）轉(zhuǎn)向直拉桿橫向布置式。若轉(zhuǎn)向搖臂不是在汽車縱向平面內(nèi)前后擺動，而是在與路面平行的平面內(nèi)左右擺動，則可將轉(zhuǎn)向直拉桿橫向布置，并借球頭銷直接帶動轉(zhuǎn)向橫拉桿，從而使左、右梯形臂轉(zhuǎn)動。2）與獨立懸架配用的轉(zhuǎn)向傳動機(jī)構(gòu)布置形式當(dāng)轉(zhuǎn)向輪采用獨立懸架時，由于每個轉(zhuǎn)向輪都需要相對車架（或車身）獨立運(yùn)動，所以轉(zhuǎn)向橋必須是斷開式的。與此相應(yīng)的，轉(zhuǎn)向傳動機(jī)構(gòu)中的轉(zhuǎn)向梯形機(jī)構(gòu)也必須分成兩段或三段，如圖所示。轉(zhuǎn)向搖臂在平行于路面的平面內(nèi)左右擺動，傳遞力和運(yùn)動?！緦W(xué)生】聆聽、思考、理解、記憶通過講解、圖片展示、課堂互動等教學(xué)方法，讓學(xué)生了解轉(zhuǎn)向傳動機(jī)構(gòu)的構(gòu)造及工作原理課堂討論（10min）【教師】組織學(xué)生以小組為單位討論以下問題怎樣確保轉(zhuǎn)向搖臂安裝到轉(zhuǎn)向搖臂軸上時角的位置無誤？【學(xué)生】聆聽、思考、小組討論，由小組代表發(fā)表討論結(jié)果【教師】與學(xué)生一起評價各組的發(fā)言轉(zhuǎn)向搖臂安裝后，從中間位置向兩邊擺動的角度應(yīng)大致相等，故在把轉(zhuǎn)向搖臂安裝到轉(zhuǎn)向搖臂軸上時，二者相應(yīng)的角位置應(yīng)確保無誤。為此，常在轉(zhuǎn)向搖臂大端外端面上和轉(zhuǎn)向搖臂軸的外端面上均刻上短線，或是在二者的花鍵部分都少銑一個齒，作為裝配標(biāo)記。裝配時應(yīng)將裝配標(biāo)記對齊。通過課堂討論，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，加深學(xué)生對所學(xué)知識的理解課堂小結(jié)

（3min）【教師】簡要總結(jié)本節(jié)課的要點本節(jié)課學(xué)習(xí)了轉(zhuǎn)向器、轉(zhuǎn)向傳動機(jī)構(gòu)的構(gòu)造及工作原理；希望大家課下能多加復(fù)習(xí)，對轉(zhuǎn)向器、轉(zhuǎn)向傳動機(jī)構(gòu)有一定的認(rèn)識，并能正確、熟練