Передаточный механизм рулевого управления транспортного средства

 

Союз Советских .Социапистическнх

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. синд-ву (22) Заявлено 13. О1. 81 (21) 3234096/27-11 с присоединением заявки М (23) Приоритет

В 62 0 3/12

3Ьеударстакниый комитет во делан изобретений и открытий

Опубликовано 07. 08.82. Бюллетень М29

Дата опубликования описания 10.08.82 (53) УДК 629.113.014 5 (088.8) (72) Авторы изобретения

Л. И. Аэархин1 Е. В. Каскин и M.Ë., Ягудин с

Запорожский ордена Октябрьской Революции- и ордена

Трудового Красного Знамени автомобильный завод "Коммунар" (71) Заявитель (54) ПЕРЕДАТ04НЫЙ МЕХАНИЗМ РУЛЕВОГО УПРАВЛЕНИЯ

ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА

Изобретение относится к реечным .1ередаточным механизмам преимущественно рулевых управлений транспортных средств.

Известен передаточный механизм рулевого управления транспортного средства, содержащий шестерню, рейку и опору с внутренним цилиндрическим отверстием, основание которого представляет собой заплечик, параллельный плоскости зубьев рейки, и концентричную канавку на наружной цилиндрической поверхности (1).

Рулевое управление содержит также пружину, установленную в отверстии опоры и сжатую между поверхностью крышки картера и эаплечиком, параллельными плоскости зубьев рейки, и упругое кольцо, размещенное в канавке на наружной поверхности опоры.

Кольцо, установленное в канавку с применением значительного усилия, центрирует опору относительно внутренней цилиндрической поверхности картера и разъединяет их. При этом снижается интенсивность возвратнопоступательного перемещения опоры и уменьшаются стуки, которыми сопровождается соприкосновение разъединенных поверхностей. Пружина, сжатая между параллельными плоскостями зубьев поверхностями крышки картера и заплечито ка, посредством опоры прижимает рейку к шестерне.

Однако разъединение внутренней поверхности картера и наружной поверхности опоры посредством упругого кольца не предотвращает изменение углового положения опоры, а усилие пружины, направленное перпендикулярно плоскости зубьев рейки, также не противодействует опрокидывающему мого менту.

Таким образом, вследствие отсутствия в опоре усилий, прогиводейст-вующих моменту, опрокидывающему опо948736 ру, появляется кромочный контакт и увеличиваются удельные нагрузки, что уменьшает срок службы механизма.

Известен также передаточный механизм рулевого управления транспортного средства, содержащий установленную в картере с возможностью вращения шестерню, зацепляющуюся с ней зубчатую рейку, состоящую из двух полуцилиндрических половинок, подвижную о опору, промежуточную опорную пяту, сопрягающуюся с опорой со стороны, противоположной прилегающей к рейке, и упругиЙ элемент, посредством пяты и опоры поджимающей рейку к шестерне (2).

Так как перемещение рейки вдоль оси шестерни ограничивается наклонными относительно плоскости зубьев поверхностями половинок опоры, рейки отжимают половинки опоры к поверхности картера. Это способствует умень. шению ударов, но половинки опоры изменяют угловое положение сопряженных деталей механизмов. При этом части опоры между собой, с рейкой, крышкой и картером контактируют кромками, следовательно возрастает люфт и сокращается срок службы рулевого управления.

В связи с отсутствием усилий, проЭО тиводействующих опрокидыванию половинок опор, усложняется точность выполнения паза, разьединяющего половинки опор, его минимальная ширина, а также геометрическая точность цилиндрических поверхностей и поверхностей половинок опор и отверстия в картере.

Такое усложнение конструкции технически и экономически неоправдано, так как полностью не решает проблему

40 правильной установки половинок опор, прилегающих к сопряженной поверхности картера по всей длине.

Цель изобретения - увеличение срока службы и упрощение конструкции.

Это достигается тем, что сопрягаю45 щиеся поверхности опоры и пяты выполнены наклонными относительно плоскос. ти зубьев рейки..

Сопрягающиеся поверхности могут быть выполнены конусными, при этом оси конусов перпендикулярны плоскости зубьев рейки.

Сопрягающиеся поверхности представляют собой грани призмы, продольная ось которой расположена в продоль-" ной средней плоскости рейки.

Угол наклона сопрягающихся поверхностей к оси рейки больше удвоенного угла трения, а угол наклона поверхности пяты может быть равным или больше угла наклона поверхности опоры.

Пята может быть выполнена в форме полуцилиндра, продольная ось которого расположена в продольной средней плоскости рейки.

В передаточном механизме такой конструкции радиальная относительно наружной цилиндрической поверхности половинок опоры составляющая усилия, действующего между опорой и пятой, соприкасающимися наклонными относительно плоскости зубьев рейки поверхностями, противодействует моменту, опрокидывающему опору. При этом полуцилиндрические половинки опоры соприкасаются с сопряженной цилиндрической поверхностью картера по всей длине.

Таким образом, предотвращается возможность изменения углового положения опоры относительно картера, кромочного контакта, следовательно, обжатия, неравномерного износа и появления стуков. Увеличивается срок службы рулевого управления и повышается безопасность движения автомобиля.

Кроме того, упрощается изготовление передаточной пары. Прижатие половинок опоры по всей длине стенок отверстия картера обеспечивается усилием, уравновешивающим консольные нагрузки половинок опоры, и это уравновешивание обеспечивается характером приложения нагрузок при экономически оптимальной точности изготов ления половинок опоры.

На фиг. 1 изображен передаточный механизм, поперечный разрез; на фиг.24 - то же, варианты исполнения передаточного механизма; на фиг. 5 — схематическое иэображение сил, действующих на половинки опоры и возникающих при этом опорных реакций для передаточного механизма.

Рулевой механизм включает картер

1, шестерню 2, установленную в нем с возможностью вращения, зубчатую рейку 3, зацепляющуюся с шестерней 2, опору 4, состоящую из двух полуцилиндрических половинок и 6, опорную пяту, пружину 8, поджатую с противоположной стороны крышкой 9.

Между картером 1. и крышкой 9 располагаются регулировочные прокладки 10.

Шестерня соединяется с рулевым валом(на чертеже не изображено), а рейка посредством боковых тяг соединяЕ0

25

Формула изобретения

5 9 ,ется с управляемыми колесами автомобиля (на чертеже не изображено).

В передаточном механизме рулевого управления рейка 3 поддерживается подвижной опорой 4 и упруго поджимается пружиной 8 через подпятник 7 и опору 4. Упругое поджатие рейки предполагает возможность возвратно-поступательного осевого перемещения опоры

4 на величину, соответствующую зазору А между торцом опоры 4 и крышкой 9 картера 1. Величина зазора А в процес" се сборки определяется посредством измерения предельного возвратно-поступательного перемещения опоры при перемещении рейки из одного крайнего положения в другое. Перемещение опоры включает изменение межцентрового рас" стояния вследствие погрешностей в зацеплении циклических и погрешности взаимного положения плоскости зубьев и поверхности рейки, сопряженной с упором. В пределе, равном или превышающем зазор А, пружина 8 посредством опоры 4 упруго поджимает рейку 3 к шестерне 2 усилием f. Половинки опор подвергаются взаимодействию осевого усилия F/2.

От усилий, воспринимаемых рейкой на наклонной консольной поверхности

Б половинок опоры, возникает сила Q> (см. рис. 5), направленная перпендикулярно поверхности Б, осевая составляющая Ц = 0 я|я двяствувт лао раллельно оси опоры, а горизонтальная составляющая Q = О„соь ф стремит. ся опрокинуть половинки опоры и изменить угловое положение сопряженных деталей картера. Осевая составляющая

Q усилия Q „ уравновешивается осевой составляющей усилия « пружины 8. В

2 случае когда — > Qо рейка поджата аЬор к шестерне, если — с Q, рейка с опорой отжимаются от шестерни до сопри" косновения торца опоры с опряженной поверхностью крышки картера.

Горизонтальная составляющая Q

r уравновешивается горизонтальнои состаляющей Fr/2 = < t g — усилия F npyЯ. жины. Обе горизонтальные составляющие смещают половинки опоры и прижимают их по всей сопряженной длине поверхности отверстия картера, предотвращая таким образом возможность изменения углового положения сопряженных деталей, Для предотвращения возможности заклинивания половинок опоры и обес, печения упругого прижатия рейки к

48736 6 шестерне угол опоры должен превышать удвоенный угол трения. Угол пяты должен быть равным или превышать угол опоры .

В зависимости от материала опоры и пяты, их размеров, компоновки пере" даточного механизма (расположения рей;:ки над или под шестерней) углы 2 и в заданных пределах могут быть выбраны такими, чтобы обеспечить равномерное прилегание половинок опоры по всей длине сопряженной поверхности отверстия картера.

При этом исключается возможность 5 КРОМОЧнОГО КОНтаКта, ВОЗРаСтаНИя удельных нагрузок, обмятия сопряжен" ных поверхностей и возрастания зазоров и появления стуков. Кроме того, упрощается изготовление рулевого управления, улучшается влияние его на стабилизацию движения автомобиля, повышается устойчивость, управляемость и в целом безопасность движения.

1. Передаточный механизм рулевого управления транспортного средства, содержащий установленную s картере с возможностью вращения шестерню, зацепляющуюся с ней зубчатую рейку, состоящую из двух полуцилиндрических. половинок, подвижную опору, промежуточную опорную пяту, соприкасающуюся с опорой со стороны, противоположной прилегающей к рейке, и упругий элемент, посредством пяты и опоры поджи-. мающий рейку к шестерне, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью увеличения срока службы и упрощения конструкции, сопрягающиеся поверхности опоры и пяты выполнены наклонными относительно плоскости зубьев рейки.

2. Иеханизм по и. 1, о т л и ч а ю шийся тем, что сопрягающиеся поверхности выполнены конусными, при этом оси конусов перпендикулярны плоскости зубьев рейки.

3. Механизм по и. 1, о т л ич а ю шийся тем, что сопрягающиеся поверхности представляют собой грани призмы, продольная ось которой расположена в продольной средней плоскости рейки.

4, Иеханиэм no n. 2 и 3, о т л и ч а ю шийся тем, что угол наклона упомянутых сопрягающихся поверхностей к оси рейки больше удвоенного угла трения, а угол наклона поверх948736 ности пяты равен или больше угла наклона поверхности опоры.

5. Механизмпоп, 1, о тли чаюшийся тем, что пята выполнена в форме полуцилиндра, продольная ось которого расположена в продольной средней плоскости рейки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Франции N 2152319, кл. В 62 0 3/00, опублик. 1979.

2. Патент ФРГ N 1605911, кл. В 62 0 3/12, опублик. 1972 (прототип).

948736

Тираж 682 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. Й/5

Заказ 6096/20

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, ч

Составитель В. Ионова

Редактор С. Титова Техред А.Ач Корректор Г.Решетник