Рулевой механизм транспортного средства со встроенным усилителем

 

Рулевой механизм транспортного средства со встроенным усилителем содержит корпус, в котором соосно размещены винт и поршень, кинематически связанные шариковинтовой передачей. На поршне выполнена зубчатая рейка, образующая реечную передачу с зубчатым сектором вала сошки. Сечение вала сошки в вертикальной плоскости, проходящей через ось винта, имеет форму кругового сектора, центр которого лежит на оси вращения вала сошки. Радиус сектора равен радиусу окружности выступов вершин зубьев зубчатого сектора. Величина центрального угла α сектора определяется из выражения α = 180°-Θ, где Θ - полный угол поворота вала сошки. Технический результат: увеличение площади поперечного сечения вала сошки без увеличения габаритных размеров рулевого механизма. 2 ил.

Изобретение относится к транспортному машиностроению, в частности к рулевым механизмам со встроенными гидравлическими усилителями.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является рулевой механизм транспортного средства со встроенным усилителем, содержащий корпус, в котором размещены поршень и винт, кинематически связанные шариковинтовой передачей, зубчатая рейка, выполненная на поршне, образующая с зубчатым сектором вала сошки реечную передачу, в зубьях которой выполнены пазы, в которых размещен винт, а оси поршня и винта лежат в начальной плоскости реечной передачи (см. чертеж 453461.1.71СБ ПКТИ "Маштехкомплекс", г. Кировоград).

Однако в известном рулевом механизме не обеспечивается необходимая жесткость в опасном сечении вала сошки (в вертикальной плоскости, проходящей через ось винта), обусловленная наличием паза для размещения винта, что приводит к значительному уменьшению площади сечения вала сошки в опасном сечении.

В основу изобретения поставлена задача создать такой рулевой механизм, в котором новое выполнение вала сошки позволило бы обеспечить повышение его жесткости и за счет этого повысить надежность рулевого механизма.

Поставленная задача решается тем, что в рулевом механизме транспортного средства со встроенным усилителем, содержащем корпус, котором размещены поршень и винт, кинематически связанные шариковинтовой передачей, зубчатая рейка, выполненная на поршне, образующая с зубчатым сектором вала сошки реечную передачу, в зубьях которой выполнены пазы, причем оси поршня и винта лежат в начальной плоскости реечной передачи, сечение вала сошки в вертикальной плоскости, проходящей через ось винта, имеет форму кругового сектора, с центром, лежащим на оси вращения вала сошки, радиус которого равен радиусу окружности вершин зубьев зубчатого сектора, а величина центрального угла α определяется из выражения α = 180°-Θ, где Θ - полный угол поворота вала сошки.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемый рулевой механизм транспортного средства со встроенным усилителем отличается тем, что сечение вала сошки в вертикальной плоскости, проходящей через ось винта, имеет форму кругового сектора с центром, лежащим на оси вращения вала сошки, радиус которого равен радиусу окружности вершин зубьев зубчатого сектора, а величина центрального угла α определяется из выражения α = 180°-Θ, где Θ - полный угол поворота вала сошки.

Выполнение сечения вала сошки в вертикальной плоскости, проходящей через ось винта, в форме кругового сектора с центром, лежащим на оси вращения вала сошки, радиус которого равен радиусу окружности вершин зубьев зубчатого сектора, позволяет за счет увеличения радиуса вала сошки (в прототипе он равен радиусу впадин зубьев зубчатого сектора) увеличить площадь его поперечного сечения, что повышает жесткость вала сошки без увеличения габаритных размеров рулевого механизма.

Определение величины центрального угла α сектора из выражения α = 180°-Θ, где Θ - полный угол поворота вала сошки, позволяет получить максимальную площадь поперечного сечения вала сошки в опасном сечении при заданных значениях угла его поворота.

Таким образом, технический результат, получаемый при осуществлении заявляемого изобретения, выражается в увеличении площади поперечного сечения вала сошки без увеличения габаритных размеров рулевого механизма.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 показан рулевой механизм, продольный разрез; на фиг. 2 - то же, поперечный разрез.

Рулевой механизм содержит корпус 1, в котором соосно размещены винт 2 и поршень 3, кинематически связанные с шариковинтовой передачей 4. На поршне 3 выполнена зубчатая рейка 5, образующая реечную передачу с зубчатым сектором 6 вала сошки 7.

Сечение вала сошки 7 в вертикальной плоскости, проходящей через ось 8 винта 2, имеет форму кругового сектора 9, центр которого лежит на оси 10 вращения вала сошки 7. Радиус 11 сектора 9 равен радиусу окружности выступов вершин зубьев зубчатого сектора 6.

Величина центрального угла α сектора 9 зависит от величины полного угла поворота Θ вала сошки 7 и определяется из выражения, приведенного в формуле изобретения.

В предложенном варианте исполнения рулевого механизма для исключения концентрации напряжений вершина центрального угла α сектора 9 закруглена.

Рулевой механизм работает следующим образом.

При вращении рулевого колеса автомобиля происходит поворот рулевого вала с винтом 2 и ротора распределителя. Угловое перемещение ротора распределителя определяет направление движения рабочей жидкости, подаваемой в корпус 1. Вследствие этого происходит перемещение поршня 3 в том или ином направлении и, следовательно, угловое перемещение зубчатого сектора 6, который, поворачивая вал 7 сошки, управляет поворотом автомобиля. Движение поршня 3 создает вращение винта 2 в направлении, обратном начальному, благодаря чему гильза распределителя возвращается в первоначальное относительно ротора положение, т.е. в нейтральное положение.

Преимуществом предлагаемого рулевого механизма является повышение жесткости вала сошки, что способствует повышению надежности рулевого механизма.

Формула изобретения

Рулевой механизм транспортного средства со встроенным усилителем, содержащий корпус, в котором размещены поршень и винт, кинематически связанные шариковинтовой передачей, зубчатая рейка, выполненная на поршне, образующая с зубчатым сектором вала сошки реечную передачу, в зубьях которой выполнены пазы, причем оси поршня и винта лежат в начальной плоскости реечной передачи, отличающийся тем, что сечение вала сошки в вертикальной плоскости, проходящей через ось винта, имеет форму кругового сектора с центром, лежащим на оси вращения вала сошки, радиус которого равен радиусу окружностей вершин зубьев зубчатого сектора, а величина центрального угла α определяется из выражения α = 180°-Θ, где Θ - полный угол поворота вала сошки.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2