汽车底盘构造与维修教案2.docx

1、汽车底盘构造与维修教案2汽车底盘教案 学校：资阳市乐至机电职业技术学校教师： 吕世成 班级： 15级/14级 2、3班 教学课题汽车转向系概述课题类型新授课课时安排2课时上课时间教学目标1、 了解汽车转向系的功用以及类型。2、 四轮转向系的优点。教学重点转向系的分类教学难点转向系的分类教学准备教材、教案课题引入汽车在行驶中，根据交通和道路情况的变化，驾驶员需要经常的改变汽车的行驶方向。汽车在直线行驶时，转向轮往往会受到路面侧向干扰力的作用而自行偏转，从而改变汽车的行驶方向。因此驾驶员需要通过一套专门的机构来控制汽车的行驶方向。这套专设的机构，即为汽车转向系。教学手段教学过程师生互动活动设计一、

2、转向系的功用汽车上用来改变汽车行驶方向的机构称为汽车转向系。功用：1 由驾驶员通过操纵转向系来改变转向轮（一般是前轮）的偏转角度实现汽车转向。2 克服由于路面侧向干扰力使车轮自行产生的转向，恢复汽车原来的行驶方向。二、转向系的类型传统转向系可按转向能源的不同分为机械转向系、动力转向系、电动助力转向系、电控转向系。1机械转向系机械转向系以驾驶员的体力作为转向能源，又称人力转向系。（教材图4-1）2动力转向系动力转向系是兼用驾驶员体力和发动机动力为转向能源的转向系。（教材图4-2）3 电动助力转向系电动助力转向系统的英文缩写叫“EPS”（Electrical Power Steering），它利用

3、电动机产生的动力协助驾车者进行转向。（教材图4-3）。 4 电子控制转向系电子控制转向系包括电子控制动力转向系和电子控制四轮转向系。电子控制动力转向系旨在使车辆低速尤其是停放车辆时转向轻便，而当车速较高时，电子控制使系统的液压助力作用减弱，转向操纵力增加，使驾驶员在高速行驶时对转向盘有更好的控制。四轮转向系具有以下优点：（1）转向能力快：车辆在高速行驶时以及在湿滑路面上的转向特性更加稳定和可控。（2）转向响应快：在整个车速变化范围内，车辆对转向输入的响应更迅速、更准确。（3）直线行驶稳定性好：在高速工况下车辆的直线行驶稳定性提高，路面不平度和侧风对车辆行驶稳定性影响减小。（4）低速机动性好：低

4、速时，后轮朝前轮偏转方向的反向偏驶，使车辆转弯半径大大减小，因而更容易操纵。课堂小结作业布置教学后记教学课题转向系参数课题类型新授课课时安排2课时上课时间教学目标学习转向系中的名词术语教学重点转弯半径教学难点传动比教学准备教材、教案课题引入请同学们思考下汽车如何精确来实现汽车转向的？今天我们就来学习汽车转向系中的相关参数。教学手段教学过程师生互动活动设计一、转向系参数1转向中心与转弯半径转向中心：为了避免轮胎过快磨损，要求转向系能保证在汽车转向时，所有车轮均作纯滚动。显然，这只有在所有车轮的轴线都相交于一点时方能实现。此交点O称为转向中心（教材图4-5）。即：内转向轮偏转角大于外转向轮偏转角，

5、理想关系式应是ctg=ctg+B/L式中：B两侧主销轴线与地面相交点之间的距离，也称为轮距；L汽车轴距。转弯半径：由转向中心O到外转向轮与地面接触点的距离。转弯半径愈小，则汽车转向所需场地就愈小。由图可知，在图示的理想情况下，最小转弯半径RMIN与MAX的关系为RMIN=L/sinMAX 2转向系角传动比（1）转向器角传动比：转向盘的转角增量与转向摇臂转角的相应增量之比i1称为转向器角传动比。转向器角传动比i1，货车的约为1632，轿车的约为1220。（2）转向传动机构角传动比：转向摇臂转角增量与转向盘所在一侧的转向节的转角相应增量之比i2称为转向传动机构角传动比。i2的数值较小，对于一般汽车

6、而言，i2大约为1。（3）转向系角传动比：转向盘转角增量与同侧转向节相应转角增量之比则为转向系角传动比，以i表示。显然有i=i1i2。3 转向梯形与前展角（1）前展 汽车转向时两转向轮内转角与外转角之差（-）称为前展。 （2）汽车转向分析如果汽车在转向时，两前转向轮的偏转角相同，那么各轴轴线就不可能相交于一点，（教材图4-6），若使两转向轮自由滚动，它们的运动轨迹就有逐渐相互靠近的趋势。轮距B是不变的，这样当汽车转向时，转向轮就要产生边滚边滑的现象，使行驶阻力增加，转向困难，并加速轮胎的磨损。总结：为了产生前展，将转向机构设计成梯形。使转向内轮与外前轮产生不同的偏转角，实现车轮的纯滚动。教材图

7、4-7为矩形与梯形机构的比较图。课堂小结作业布置教学后记教学课题机械转向系循环球转向器课题类型新授课课时安排2课时上课时间教学目标学习并掌握循环球式转向器的组成结构以及工作原理。教学重点循环球式转向器的组成结构教学难点拆卸与组装教学准备教材、教案、循环球式转向器的拆装视频课题引入机械转向系的能量来源是人力，所有传力件都是机械的，由转向操纵机构(方向盘)、转向器、转向传动机构三大部分组成。其中转向器是将操纵机构的旋转运动转变为传动机构的直线运动(严格讲是近似直线运动)的机构，是转向系的核心部件。教学手段教学过程师生互动活动设计一、转向器作用与类型转向器作用：将驾驶员作用在转向盘上的力矩放大，传给

8、转向传动机构。转向器类型：循环球齿条齿扇式、循环球曲柄指销式、齿轮齿条式和蜗杆曲柄指销式等。 二、循环球式转向器1结构 （教材图4-8）（1）循环球式转向器中一般有两级传动副，第一级是螺杆螺母传动副，第二级是齿条齿扇传动副或滑块曲柄销传动副。（2）转向螺母既是第一级传动副的从动件，也是第二级传动副（齿条齿扇传动副）的主动件（齿条）。通过转向盘和转向轴转动转向螺杆时，转向螺母不能转动，只能轴向移动，并驱使齿扇轴转动。（3）为了减少转向螺杆和转向螺母之间的摩擦，二者的螺纹并不直接接触，其间装有许多钢球，以实现滚动摩擦。（如教材图4-9）（4）转向螺杆转动时，通过钢球将力传给转向螺母，螺母即沿轴向移

9、动。同时，在螺杆与螺母二者和钢球间的摩擦力偶作用下，所有钢球便在螺旋管状通道内滚动，形成“球流”。（5）工作原理 当驾驶员左、右转向转向盘时，通过带有万向传动装置的转向柱的传动，使转循环向螺杆转动，循环钢珠在螺旋管状通道内滚动，形式“球流”。钢珠在管状通道内绕行两周后，流出转型螺母而进入导管的一端，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封闭流道内循环，而不致脱出。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。 （6）优缺点 循环球式转向器的正传动效率很高(最高可达909

10、5)，故操纵轻便，使用寿命长。但其逆效率也很高，容易将路面冲击力传到转向盘。不过，对于较轻型的、前轴轴载质量不大而又经常在好路上行驶的汽车而言，这一缺点影响不大。因此，循环球式转向器广泛应用于各类各级汽车。 2拆装与调整 （1）拆装（如教材图4-9）a 转动螺杆至中央位置，做标记标出螺杆与壳体的相对位置。b拆下扇形齿轮齿隙调整螺钉的锁紧螺母，以及端盖螺钉。顺时针选转调整螺钉，以拆下端盖与衬垫。c 从摇臂轴端部拆下调整螺钉及调整垫片，并从壳体上拆下摇臂轴。将全部转向器零件放在工作台上。d松开螺杆调整器的锁紧螺母，拆下轴承及轴承挡圈。拆下螺杆转向螺母总成，拆下球导管螺钉和球导管。将转向螺母倒过来，

11、从一侧向另一侧转动螺杆，以卸下所有的钢球。从螺杆上卸下转向螺母。e 从转向器壳体上拆下摇臂轴油封。f 用顶拔器拆下轴承。（2） 调整a 转向轴承预紧度的调整。b啮合副啮合间隙的调整课堂小结作业布置教学后记教学课题机械转向系齿轮齿条式转向器课题类型新授课课时安排2课时上课时间教学目标1、 掌握齿轮齿条式转向器的结构、工作原理。2、 拆装方法步骤教学重点工作原理教学难点拆卸与组装教学准备教材、教案、齿轮齿条式转向器的拆卸组装视频以及工作原理图课题引入轿车中最广泛采用的转向器就是齿轮齿条式转向器。教学手段教学过程师生互动活动设计1、结构 （1）转向齿轮垂直地安装在壳体中是传动副主动件，上端通过花键与

12、转向轴上的柔性万向节连接。（2）转向齿条水平布置，中部用螺栓与转向拉杆内托架和外托架连接，借此与转向左右横拉杆相连。(3)弹簧通过压块将齿条压靠在齿轮上，保证无间隙啮合。(4)在转向齿条的当转动转向盘时，转向器齿轮转动，使与之啮合的齿条沿轴向移动，从而使左右横拉杆带动转向节左右转动，使转向车轮偏转，以实现汽车转向。2、工作原理 当驾驶员左、右转动转向盘时，通过带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无间隙啮合，转向齿轮的转向力矩顺利驱动转向齿条左右移动。转向齿条在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、优缺点 齿轮齿条式转向器结构简单

13、，可靠性好，也便于独立悬架的布置；同时，由于齿轮齿条直接啮合，转向灵敏、轻便。齿轮齿条式转向器广泛应用于微型、普通级、中级和中高级轿车上，甚至在高级轿车上也有采用的。装载量不大、前轮采用独立悬架的货车和客车有些也用齿轮齿条式转向器。4、拆装与调整 （1）拆装a 在横拉杆与锁紧螺母相邻的螺纹处作标记，以确定两者相对位置。松开锁紧螺母并将横拉杆拆下。b 拆下内、外防尘套夹箍并将防尘套从内、外横拉杆上取下。将齿条用台虎钳夹住，并将钩住横拉杆端部的锁片拉直。将齿条用扳手夹住，将内横拉杆从齿条上卸下。c 转动齿轮轴直至齿条端与转向器壳体的距离达到规定值。作标记标出齿轮轴与壳体的相对位置。d 松开调整螺塞

14、锁紧螺母，并拆下调整螺塞及弹簧。e 将转向齿轮轴从调整活塞开口处卸下。f 清洁齿轮轴油封周围的表面，用针在齿轮轴油封的密封面的两个圆形之间刺一个小孔，从壳体中撬出油封。g 用锁环钳将齿轮轴锁环拆下。h 用台虎钳夹住齿轮轴端部，用软锤轻敲转向器壳体，拆下齿轮轴及轴承。i 将齿条从壳体上拆下。（2）调整转向器装配后检查调整齿轮齿条间隙，调整时将车辆处于直线行驶位置，松开锁紧螺母，转动调整螺栓至接触止推垫圈挡块为止。课堂小结作业布置教学后记教学课题机械转向系蜗杆曲柄指销式转向器课题类型新授课课时安排2课时上课时间教学目标认识了解蜗杆曲柄指销式转向器教学重点组成结构教学难点拆卸组装教学准备教材、教案课

15、题引入教学手段教学过程师生互动活动设计1、结构 （1）转向蜗杆为主动件，具有梯形截面螺纹。支承于转向器壳体两端的两个角接触球轴承上。（2）装在摇臂轴曲柄端部的指销是从动件，靠双列圆锥滚子轴承支承。（3）转向时，通过转向盘转动蜗杆，嵌于蜗杆螺旋槽的指销便一边自转，一边绕转向摇臂轴轴心作圆弧运动，从而带动曲柄和摇臂摆动，并通过传动机构使汽车转向车轮偏转。（4）蜗杆曲柄指销式转向器按其传动副中指销的数目分，有单销式和双销式两种。指销在曲柄孔中的支撑形式可以是滑动结构，也可以是滚动结构。（5）转向器盖上装有调整螺塞，用以调整支承转向蜗杆轴承的预紧度。2、工作原理 转向蜗杆转动时，与之啮合的指销即绕摇臂

16、轴轴线沿圆弧运动并带动摇臀轴转动。具有梯形截面螺纹的转向蜗杆支承于转向器壳体两端的两个向心推力球轴承上。转向器盖上装有螺塞，用以调整上述两轴承的紧度调整后用螺母锁紧。蜗杆与两个锥形的指销相啮合。两个指销均用双列圆锥滚子轴承支于摇臂轴内端的曲柄上，其中靠指销头部的一列无内座圈，滚子直接与指销轴颈接触。这样，所受剪切载荷最大的这段铀颈的直径可以做得大一些，以保证指销有足够的强度。 3、优缺点 转向器的传动比可以做成不变的或者变化的；指销和蜗杆之间的工作面磨损后，调整间隙工作容易进行。固定销蜗杆指销式转向器的结构简单、制造容易。但是因销子不能自转，销子的工作部位基本保持不变，所以磨损快、工作效率低。

17、旋转销式转向器的效率高、磨损慢，但结构复杂。4、拆装与调整 （1）拆装 a.拆开与转向器蜗杆轴相连接的万向节叉，拆下转向摇臂和转向器侧盖上与车架连接的螺栓，从车架上取下转向器总成。 b.清洗转向器外表面，拧下放油螺栓放出壳体内全部润滑油。 c.拧松调整螺钉的锁紧螺母，拆掉侧盖与壳体的全部紧固螺栓，取下侧盖。然后用手拉住摇臂轴的曲柄，以铜锤轻敲摇臂轴端，取出摇臂轴。d.拆掉下盖，用铜锤轻敲转向蜗杆轴端。由于蜗杆轴下部已无支承，敲打时应保持蜗杆原安装时的轴线方位。防止歪斜损坏油封。取出蜗杆轴后，拆下上盖，取下止推轴承等。（2）调整指销与蜗杆啮合间隙调整：是通过调整螺钉和起锁紧作用的螺母来实现的。课

18、堂小结作业布置教学后记教学课题转向操纵机构课题类型新授课课时安排2课时上课时间教学目标学习转向操纵机构的组成结构以及功用类型。教学重点组成、功用教学难点构造教学准备教材、教案课题引入汽车是如何将驾驶员的里传递给转向器的呢？有没有同学知道？教学手段教学过程师生互动活动设计一、转向操纵机构组成与结构特点汽车转向操纵机构主要由转向盘、转向盘柱等组成。1、转向盘转向盘用于产生转向操纵力，它由轮毂、轮辐、轮缘组成，常见的有三根辐条式和四根辐条式。转向盘自由行程：在转向盘转动过程的开始阶段，驾驶员对转向盘所施加的力矩（转动力矩）很小，只是用来克服转向系内部的摩擦，消除各传动件间隙，即转向盘空转阶段。转向盘

19、在空转阶段中的角行程称为转向盘自由行程。转向盘自由行程对于缓和路面冲击及避免使驾驶员过度紧张是有利的，但不宜过大，以免过分影响转向灵敏性。一般不超过1015。2、转向盘柱转向盘柱将驾驶员作用于转向盘的转向操纵力传给转向器。它由转向轴和转向柱管组成。转向轴是传力部件，通过轴承支承与转向盘柱管固定于车身上。如转向盘柱设有安全转向柱、能量吸收机构、斜度调整机构、伸缩转向机构、转向锁止机构等。为了保证驾驶员的安全，同时也为了更加舒适、可靠地操纵转向系，现代汽车（特别是轿车）通常在转向操纵机构上增设相应的安全、调节装置。这些装置主要反映在转向轴和转向柱管的结构上。为了叙述方便，将转向轴和转向柱管统称为转

20、向柱。 1）可分离式安全转向柱 2）缓冲吸能式安全转向柱 3）可调节式转向柱 3、转向操纵机构的功用 转向操纵机构的功用是产生转动转向器所必需的操纵力，并具有一定的调节和安全性能。转向操纵机构要将驾驶员操纵转向盘的力传给转向器，同时为了驾驶员的舒适驾驶，还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，还要求转向操纵机构具有一定的安全保护装置。 课堂小结作业布置教学后记教学课题转向传动机构课题类型新授课课时安排2课时上课时间教学目标1、 学习转向传动机构的类型。2、 掌握传动机构的结构特点、以及功用。教学重点结构特点教学难点传动机构的调整教学准备教材，教

21、案课题引入教学手段教学过程师生互动活动设计一、转向传动机构的功用与类型（教材图4-17）转向传动机构的功用：是将转向器输出的力矩放大到转向桥两侧的转向节，使两侧转向轮按一定关系偏转，以保证汽车转向时车轮与地面的相对滑动尽可能小。转向传动机构类型： 二、结构特点1与非独立悬架配用的转向传动机构 （图418） 有3种类型： 图418（1）当转向轮处于与汽车直线行驶相应的中立位置时，转向梯形在前桥后面，梯形臂与横拉杆在与道路平行的平面（水平平面）内的交角090。（2）在发动机位置较低或转向桥兼充驱动桥的情况下，为避免运动干涉，常将转向梯形布置在前桥之前。此时上述交角090 。（3）转向摇臂不是在汽车

22、纵向平面内前后摆动，而是在与道路平行的平面内左右摆动，则转向直拉杆横置，并借球头销直接带动转向横拉杆，从而推使两侧梯形臂转动。2与独立悬架配用的转向传动机构 （教材图4-19）当前桥采用独立悬挂时，每个转向轮都需要相对于车架作独立运动，转向传动机构中的转向梯形也必须分成两段或三段，并且由在平行于路面的平面中摆动的转向摇臂直接带动或通过转向主拉杆带动。三、转向传动机构调整1横直拉杆的装配与调整（如教材图4-20）将横直拉杆端部的球节按拆卸的相反过程依次装好。根据润滑标准加足润滑脂。将端部螺塞旋到底，使弹簧抵紧球座，再把螺塞退回1/41/2圈，装合后球头销应转动灵活，不松旷，不卡死，达到球节转动稍

23、有阻力，然后上好开口销。横拉杆接头按正、反旋转装在横拉杆两端，左右旋入的长度应基本相等。每端应留出1015mm的螺纹，已备调整前束用。2转向角的检测与调整：汽车前轮最大转向角的测量方法主要有两种，一种用专用仪器测量，另一种是手工测量。3转向盘自由行程的检查与调整课堂小结作业布置教学后记教学课题动力转向系组成与工作原理课题类型新授课课时安排2课时上课时间教学目标1、 掌握动力转向系的组成结构特点。2、 了解常流式和常压式动力转向系的工作原理。教学重点常流式工作原理教学难点结构组成教学准备教材，教案，常流式工作原理视频课题引入教学手段教学过程师生互动活动设计一、动力转向系组成与分类组成：由机械转向

24、器、转向动力缸、和转向动力阀三部分组成。分类：（1）按传能介质不同分（2）按液压系统压力状态分二、常压式动力转向系工作原理 1 汽车直线行驶转向盘保持中立位置时，转向控制阀经常处于关闭位置。转向油泵输出的压力油充入储能器。当储能器压力增长到规定值后，油泵即自动卸荷空转，储能器压力得以限制在规定值以下。2 汽车转向行驶驾驶员转动转向盘，机械转向器通过转向摇臂等杆件使转向控制阀转入开启（工作）位置，使储能器中的压力油流入转向动力缸。通过动力缸推杆作用在转向传动机构上，以助机械转向器输出力之不足。三、常流式动力转向系工作原理 1汽车直线行驶转向控制阀保持开启。转向油泵输出的油液通过转向控制阀，又流回

25、转向油罐。2汽车转向行驶驾驶员转动转向盘，通过机械转向器使转向控制阀处于与某一转弯方向相应的工作位置，转向动力缸的相应工作腔方与回油管路隔绝，转而与油泵输出管路相通，而动力缸的另一腔则仍然通回油管路。转向油泵输出压力推动转向动力缸活塞移动。3常见的几种常流式转向加力装置的结构布置方案 （1）整体式动力转向器 机械转向器和转向动力缸结合设计成一体，并与转向控制阀组装在一起。（2）半整体式动力转向器 将转向控制阀同机械转向器组合成一个部件（称为），转向动力缸则作为独立部件。（3）转向加力器 机械转向器独立，而将转向控制阀和转向动力缸组合成一体。四、两种液压动力转向系比较1常压式的优点：有储能器积蓄

26、液压能，可以使用流量较小的转向油泵。在油泵不运转的情况下还能保持一定的转向加力能力，使汽车有可能续驶一定距离。这一点对重型汽车而言尤为重要。2.常流式的优点：结构较简单，油泵寿命较长，漏泄较少，消耗功率也较小。广泛应用于各种汽车。课堂小结作业布置教学后记教学课题动力转向系主要部件课题类型新授课课时安排2课时上课时间教学目标教学重点教学难点教学准备教材，教案课题引入教学手段教学过程师生互动活动设计一、转向油罐转向油罐的作用是贮存、滤清并冷却液压转向加力装置的工作油液（一般是锭子油或透平油）。（教材图4-26）由转向控制阀和转向动力缸流回来的油液通过中心油管接头座的径向油孔流入滤芯内部空腔，经滤清

27、后进入贮液腔，准备供入转向油泵。二、转向油泵转向油泵作用是将输入的机械能转换为液压能输出。转向油泵的结构型式有齿轮式、叶片式、转子式、柱塞式等。在国内外应用得最多的是外啮齿轮式转向油泵。1外啮齿轮式转向油泵的结构 油泵顶部的右孔口为进油口；左孔口为出油口。主动齿轮和从动齿轮均与轴制成一体。二者的轴颈借轴套支承在泵体10和泵盖18上。左侧二轴套11的轴向位置是固定的。右侧二轴套12和16则可以轴向浮动，称为浮动轴套。2浮动轴套工作原理“液压补偿”齿轮端面与其相对运动件泵体、泵盖之间必须留有一定的轴向间隙。轴向间隙对漏泄量的影响很大，影响齿轮油泵工作压力的提高。采用浮动轴套可以限制齿轮油泵的轴向间

28、隙。浮动轴套凸缘的背面与泵盖之间留有一个密闭空间，经泵体上的小油孔与泵腔中压力较高的区域相通，其中还装有弹簧片17。油泵不工作时，浮动轴套在弹簧片的作用下压靠着齿轮端面。油泵开始运转后，泵腔液压作用力便使浮动轴套外移少许，形成轴向间隙。但此时浮动轴套凸缘背面也受到液压作用力。在设计上保证浮动轴套背面的液压作用力与弹簧力之和略大于其正面液压作用力，浮动轴套可在液压和弹簧作用下内移，对间隙增量加以补偿。油泵压力愈高，这一补偿作用愈强。3流量控制阀 限制转向油泵最大流量差压式的流量控制阀装在油泵进油腔和出油腔之间，与油泵齿轮副并联。流量控制阀体内的柱塞在弹簧的作用下处于下极限位置。柱塞下方通油泵出油腔；上方通油泵出油口。在油泵出油腔与出油口之间有量孔。在油泵流量增大到规定值时，柱塞两端压力差的作用力克服弹簧的预紧力，将柱塞向上推，油泵出油腔即与进油腔相通。于是出油腔中的一部分油液便经流量控制阀流到进油腔，油泵流量减小。流量减小到一定值后，量孔内外两侧的压力差不足以平衡弹簧力，柱塞便被弹簧推下，重新切断进油腔到出油腔的通路，流量增大。4安全阀安全阀则位于流量控制阀