NO10机械转向系统教案 汽车车身诊断与修复.docx

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1、教学目标知识目标：了解转向系统的功用和分类、结构与工作原理；掌握转向器的结构与工作原理；了解转向操纵机构的结构；掌握转向传动机构的作用、结构；熟悉机械转向系统常见故障现象与原因。能力目标：能对机械转向系统进行拆装；能对机械转向系统的零部件进行检修；能对机械转向系统的常见故障进行排除。素质目标：沟通、协作能力；观察、信息收集能力；分析总结能力。良好的职业道德和严谨的工作作风教学重点机械转向系统常见故障原因分析与故障排除教学难点转向器的工作原理教学手段理实一体实物讲解小组讨论、协作教学学时10教学内容与教学过程设计注释项目十机械转向系统任务一转向器K任务描述】明确任务，在任务驱动下开始教学。了解转

2、向系统的功用和分类、结构与工作原理。汽车转向系统的功用是改变或恢复汽车的行驶方向，保证汽车能够按照驾驶员选定的方向行驶。转向器是一种减速传动装置，是转向系统的核心部件，其功用是增大转向盘传到转向节的力并改变力的传递方向。本任务主要介绍转向系统的功用和分类，机械转向系统的组成和工作原理，转向盘的自由行程，转向器的功用与类型，典型转向器的结构和工作原理，拆装与检修方法等内容。通过任务学习，掌握转向器的维修方法。K知识学习】1.转向系统概述1）转向系统的分类转向系统按转向能源的不同分为机械转向系统和动力转向系统两大类。2）机械转向系统的组成和工作原理（1）组成。如图10-1所示，汽车机械转向系统由转

3、向操纵机构、机械转向器和转向传动机构三大部分组成。图IoT机械转向系统（2）工作原理。汽车转向时，驾驶员转动转向盘，力矩通过转向轴、转向节和转向传动轴输入给转向器。经转向器降速增矩后，又经转向摇臂、转向直拉杆传给固定在左转向节上的转向节臂，使左转向节及装于其上的左转向轮绕主销偏转。同时，经左转向梯形臂、转向横拉杆和右转向梯形臂的传递，右转向节及装于其上的右转向轮随之绕主销同向偏转相同的角度。3)转向盘的自由行程转向盘的自由行程是指转向盘在空转阶段的角行程，这主要是由于转向系统各传动件之间的装配间隙和弹性形变所引起的。转向盘的自由行程对于缓和路面冲击及避免驾驶员过于紧张是有利的，但过大的自由行程

4、会影响转向灵敏性。汽车维护中应定期检查转向盘的自由行程，一般汽车转向盘的自由行程应不超过1015,否则应进行调整。2.转向器的功用与类型1)转向器的功用2)转向器的类型目前转向器的种类较多，根据转向器正向和逆向传力的特性不同，转向器可分为可逆式转向器、不可逆式转向器和半可逆式转向器三种类型。3.典型转向器的结构和工作原理D循环球式转向器(1)结构。循环球式转向器是目前汽车应用最广泛的一种转向器。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。第一级传动副为螺杆螺母传动副，第二级传动副为齿条齿扇传动副。循环球式转向器主要由螺母、螺杆、转向器壳体、齿扇轴以及许多小钢球等部件

5、组成。(2)工作原理。当驾驶员左右转动转向盘时，通过带有万向传动装置的转向柱的传动，使转向螺杆转动，循环钢球在螺旋管状通道内滚动，形式“球流”。钢球在管状通道内绕行两周后，流出转向螺母而进入导管一端，再沿导管的另一端流回螺旋管状通道。故在转向器工作时，两列钢球只是在各自的密闭流道内循环，而不至脱出。钢球流动的同时，推动螺母螺杆轴线前、后移动。然后齿条带动齿扇摆动，使摇臂轴发生移动。最后，通过转向传动机构推动转向轮偏转，实现汽车转向。学生分组讨论各类转向器普遍应用在哪些车型中。(3)特点。循环球式转向器传动效率高(正效率最高可达90%95%),故操纵轻便，转向结束后自动回正能力强，使用寿命长。2

6、)齿轮齿条式转向器(1)结构。齿轮齿条式转向器是一种最常见的转向器，它主要由转向器壳体、转向齿轮、转向齿条等组成。(2)工作原理。当驾驶员左右转动转向盘时，通过带有安全锁和吸能机构的转向柱的传动，使转向齿轮移动。由于转向齿轮与转向齿条的啮合，转向齿轮驱动转向齿条左右移动。转向齿条把动力传给左右横拉杆、转向前臂和左右转向轮，使汽车顺利转向。(3)特点。齿轮齿条式转向器结构简单、紧凑，质量轻，刚性大，转向灵敏，制动容易，成本低，正逆效率很高，由于不需要转向摇臂和转向直拉杆，还使转向传动机构得以简化。任务二转向操纵机构K任务描述X转向操纵机构要将驾驶员转动转向盘的操纵力传给转向器。同时，为了驾驶员的

7、舒适性,要求转向操纵机构可以进行调节，以满足不同驾驶员的需求。为了防止车辆撞击后对驾驶员的损伤，还要求整车操纵机构均有一定的安全保护装置。本任务主要介绍转向操纵机构的组成、主要零部件的结构和工作原理，转向操纵机构的拆装、检修与维护，转向盘自由行程的检查、最大转向角的检查与调整等内容。通过任务学习，掌握转向操纵机构的维修方法。K知识学习1.转向操纵机构的组成汽车转向操纵机构主要由转向盘、转向轴以及转向管柱等机件组成。1)转向盘转向盘由轮圈、轮辐和轮毂组成。(1)轮辐一般为三根或四根辐条，也有用两根辐条的。(2)转向盘轮毂孔具有细牙内花键，借此与转向轴连接。转向盘内部是由成形的金属骨架构成，骨架外

8、面一般包有柔软的合成橡胶、树脂或皮革，这样可有良好的手感，而且还可防止手心出汗时转向盘打滑。2)安全式转向柱(1)可分离式安全转向操纵机构。桑塔纳轿车采用了可分离式安全转向操纵机构，如图10-12(a)所示为转向操纵机构的正常工作位置。图1072(b)所示为转向盘受到撞击时，安全元件被折叠、压缩和安全联轴节脱开使转向柱产生轴向移动的情形。图1072桑塔纳轿车可分离式安全转向柱(2)缓冲吸能式转向操纵机构。缓冲吸能式转向操纵机构从结构上能使转向轴和转向柱在受到冲击后，轴向收缩并吸收冲击能量，从而有效地缓和转向盘对驾驶员的冲击，减轻其所受伤害的程度。网状管柱变形式转向操纵机构。这种转向操纵机构的转

9、向轴分为上下两段。上转向轴套装在转向轴的内孔中，两者通过塑料销结合在一起(也有采用细花键结合的)，并传递转向力矩。塑料销的传力能力受到严格限制，它既能可靠地传递转向力矩，又能在受到冲击时被剪断，因此，它起安全销的作用。钢球滚压变形式转向柱为一种用钢球连接的分开式转向柱。转向轴分为上转向轴和套在轴上的下转向轴两部分，两者用塑料销钉连成一体。转向管柱也分为上管柱和下管柱两部分，上、下管柱之间装有钢球，下管柱的外径与上管柱的内径之间的间隙比钢球直径稍小。上、下管柱连同管柱托架通过特制橡胶垫固定在车身上，橡胶垫则利用塑料销钉与托架连接。3)可调节式转向柱(1)转向柱倾斜角度调整机构。转向柱的上段和下段

10、分别通过倾斜调整支架和下托架与车身相连，而且转向柱由倾斜调整支架夹持并固定。倾斜调整用锁紧螺栓穿过调整支架上的长孔和转向柱，螺栓的左端为左旋螺纹，调整手柄即拧在该螺纹上。当向下扳动手柄时，锁紧螺栓的螺纹放松，转向柱即可以下托架上的枢轴为中心在装有螺栓的支架长孔范围内上下移动。确定了转向柱的合适位置后，向上扳动调整手柄，从而将转向柱定位。(2)转向轴伸缩机构。转向轴分为上下两段，二者通过花键连接。上转向轴由调节螺栓通过楔状限位块夹紧定位。调节螺栓的一端拧有调节手柄。当需要调整转向轴的轴向位置时，先向下推调节手柄，使限位块松开，再轴向移动转向盘，调到合适的位置后，向上拉调节手柄,将上转向轴锁紧定位

11、。任务三转向传动机构K任务描述X学生分组讨论当车体受到冲击时，网状管柱变形式转向操纵机构和钢球滚压变形式转向柱起到的作用。转向传动机构的功用是连接转向器和转向轮，并将转向器输出的动力和运动传给左右转向节，使转向轮偏转，并保证左右转向轮的偏转角按一定关系变化。本任务主要介绍转向传动机构的功用，转向传动机构的结构布置，转向传动机构的检修与装配等内容。通过任务学习，掌握转向传动机构的检修方法。K知识学习X1与非独立悬架配用的转向传动机构与非独立悬架配用的转向传动机构如图IoT8所示，它一般由转向摇臂、转向直拉杆、转向节臂、两个转向梯形臂和转向横拉杆等组成。各杆件之间都采用球形钱链连接，并设有防止松动

12、、缓冲吸振、自动消除磨损后间隙等的结构。图10-18与非独立悬架配用的转向传动机构1）转向摇臂其大端具有三角细花键锥形孔，用以与转向摇臂轴外端相连接，并用螺母固定；其小端带有球头销，以便与转向直拉杆做空间较链连接。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摇臂轴上时，二者相应的角位置应正确。为此，常在摇臂大孔外端面上和摇臂轴的外端面上各刻有短线，或是在二者的花键部分上都少铳一个齿，作为装配标记。装配时应将标记对齐。2）转向直拉杆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、压缩弹簧和螺塞等组成的球形钱链。球头销的锥形部分与转向摇臂连

13、接，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。3）转向横拉杆横拉杆体用钢管制成，其两端切有螺纹，一端为右旋，一端为左旋，与横拉杆接头连接,两端接头结构相同。4）转向节臂和梯形臂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，用螺母紧固后插入开口销将螺母锁住。转向节臂和梯形臂的另一端带有锥形孔，与相应拉杆的球头销锥形柱相配合，同样用螺母紧固后插入开口销将螺母锁住。任务四机械转向系统的故障诊断K任务描述机械转向系统中由于维护调整不当、磨损、碰撞变形等原因，会使转向器过紧，转向传动机构和转向操纵机构松旷、变形、发卡等，从而造

14、成转向沉重、低速摆头、高速摆头、行驶跑偏、单边转向不足等故障。本任务主要介绍机械转向系统常见故障的故障现象故障原因，故障诊断与排除等内容。通过任务学习，掌握机械转向系统常见故障的维修方法。K知识学习X1.转向沉重故障现象：掌握转向传动机构的作用、结构。教师结合实例描述故障现象，学生分组讨论故障原因，并讨论故障排除方法。汽车在行驶中驾驶员左右转动转向盘时，感到沉重费力，无回正感。当汽车低速转弯行驶和掉头时，转动转向盘感到超乎正常的沉重，甚至打不动。2 .低速摆头故障现象：汽车在低速行驶时，感到方向不稳，产生前轮摆振。3 .高速摆头故障现象：汽车行驶中出现转向盘发抖，车头在横向平面内左右摆动、行驶不稳等，主要有以下两种情况。(1)在高速范围内某一转速时出现。(2)转速越高，上述现象越严重。4 .行驶跑偏故障现象：汽车直线行驶时，转向盘不在中间位置。必须紧握转向盘，预先校正某一角度后，汽车才能保持直线行驶，若稍放松转向盘，汽车会自动向一侧跑偏。5 .单边转向不足故障现象：汽车转弯时，有时会出现转向盘左右转动量或车轮转角不等。