УЗЕЛ ЦАПФЫ И ОДНОСТОРОННЕЙ СТУПИЦЫ ПЕРЕДНЕГО УПРАВЛЯЕМОГО КОЛЕСА С ОДНОЙ СТЕПЕНЬЮ СВОБОДЫ ТРЁХКОЛЕЙНЫХ ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ С КОМПОНОВКОЙ 2+1 Российский патент 2019 года по МПК F16D3/26 

Предметом изобретения является узел цапфы и односторонней ступицы переднего управляемого колеса с одной степенью свободы трехколейных транспортных средств с компоновкой 2+1, таких, как скутеры, мотоциклы, велосипеды и малолитражные автомобили.

В трехколесных транспортных средствах с компоновкой 2+1 и передней поворотной осью известны различные конструкции систем рулевого управления для поворотных колес по вертикали. Чаще всего в системах рулевого управления этих транспортных средств применяется цапфа, объединенная со ступицей, с осью вращения, лежащей за пределами плоскости симметрии колеса. В классической системе рулевого управления цапфы воспринимают нагрузку, прилагаемую к передним колесам, выполняют функцию оси вращения колес, вращаются вокруг шаровых опор или шкворней для управления передними колесами.

Также известны вышеупомянутые транспортные средства с системами управления, в которых вхождение в поворот осуществляется с использованием явления контрруления.

В обоих случаях, чтобы получить хорошие тяговые характеристики, необходимо применить сложную систему передачи продольных и поперечных нагрузок. Это вызывает значительное усложнение восприятия и адекватной оценки предела сцепления - сложнее определить первые признаки проскальзывания колес. Кроме того, такого рода системы управления относительно сложны, так как речь идет о значительном количестве подвижных элементов.

В таких транспортных средствах применяются стальные ступицы, запрессованные в алюминиевый корпус с пазами под подшипники, зафиксированные на конце оси гайкой М10. Во внешнем алюминиевом корпусе ступицы, зафиксированном в патроне токарного станка, выполнено несколько десятков отверстий для крепления спиц.

Узел цапфы и односторонней ступицы переднего управляемого колеса с одной степенью свободы трехколейных транспортных средств с компоновкой 2+1, содержащий ступицу, внешняя подвижная часть которой в виде втулки, образующая корпус ступицы, установлена на ее неподвижной внутренней части, на внешней поверхности корпуса которой (в посадочных отверстиях) закреплены два фланца с отверстиями для крепления спиц и крепится, также в посадочных отверстиях, тормозной диск, а на конце внутренней части, со стороны тормозного диска, в посадочных отверстиях установлен тормозной суппорт с кронштейном, и содержащий цапфу, соединенную с поворотной группой штанг и толкателей трапециевидной компоновки, плечо которой через шкворень соединено со ступицей, отличающейся тем, что внутренняя часть ступицы со стороны тормозного диска имеет форму цилиндра с осевым отверстием, а со стороны цапфы представляет собой втулку, внутри которой размещен конец плеча цапфы, со сквозным отверстием, расположенный на шкворне, установленном в плоскости симметрии колеса, концы которого прикреплены к внутренним стенкам этой втулки.

Применение узла цапфы и ступицы согласно изобретению позволяет значительно уменьшить габариты узла ступицы и цапфы в системах рулевого управления трехколесных транспортных средств. Позволяет получить правильную геометрию положения управляемых колес, что обеспечивает максимально низкое сопротивление качению при движении по прямой и по дуге, сохраняя необходимые тяговые характеристики и динамическую стабилизацию траектории движения. Кроме того, это ограничивает количество взаимодействующих подвижных элементов конструкции. Сравнение показателей управляемости классической и предлагаемой конструкции позволяет говорить о том, что при сохранении одинакового угла между управляемым колесом и осью симметрии транспортного средства, сокращается радиус поворота транспортного средства. Эта характеристика имеет большое значение при рассмотрении трехколесных транспортных средств с небольшим расстоянием между передними колесами.

Пример конструктивного исполнения изобретения представлен на рисунках: на фиг. 1 представлен вид сбоку на узел поворотного кулака и ступицы, а на фиг. 2 - сечение С-С по фиг. 1.

Узел цапфы и односторонней ступицы состоит из ступицы, внешняя подвижная часть 1 которой в виде втулки, образующая корпус ступицы, установлена с помощью шарикоподшипников 2, расположенных в пазах на ее неподвижной внутренней части 3. На наружной поверхности корпуса 1 ступицы в посадочных отверстиях закреплены два фланца с отверстиями для крепления спиц, и, кроме того, также в посадочных отверстиях установлен, через шайбу 5, тормозной диск 6. Внутренняя часть 3 ступицы со стороны тормозного диска 6 имеет форму цилиндра с осевым отверстием, а со стороны цапфы 7 представляет собой втулку. На конце цилиндрической части внутренней части 3 ступицы в посадочные отверстия через шайбу 8 установлен суппорт 9 с кронштейном 10. Конец плеча 11 цапфы 7 со сквозным отверстием установлен через подшипник скольжения 12 на шкворне 13, расположенном в плоскости симметрии колеса, частично внутри втулки внутренней части 3 ступицы. Концы шкворня 12 крепятся к внутренним стенкам этой втулки. Цапфа соединена с поворотной группой штанг и толкателей трапециевидной компоновки.

Внешняя часть ступицы 1 вращается вокруг внутренней части 3 ступицы на шарикоподшипниках 2. Узел ступицы 1, 3 вращается вместе с колесом на шкворне 13, обеспечивая поворот. Торможение осуществляется в результате создания трения на поверхности тормозного диска 6 через суппорт 9.

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к узлам цапфы и односторонних ступиц передних управляемых колес с одной степенью свободы трехколейного транспортного средства с компоновкой 2+1, содержит ступицу, внешняя подвижная часть которой в виде втулки образует корпус ступицы. Внешняя часть установлена на неподвижной внутренней части ступицы. На внешней поверхности корпуса ступицы в посадочных отверстиях закреплены два фланца с отверстиями для крепления спиц. Тормозной диск также крепится в посадочных отверстиях. Тормозной суппорт с кронштейном установлен в посадочных отверстиях на конце внутренней части со стороны тормозного диска. Тормозной суппорт содержит цапфу, соединенную с поворотной группой штанг и толкателей трапециевидной компоновки. Плечо цапфы через шкворень соединено со ступицей. Внутренняя часть ступицы со стороны тормозного диска имеет форму цилиндра с осевым отверстием. Внутренняя часть ступицы со стороны цапфы представляет собой втулку, внутри которой размещен конец плеча цапфы со сквозным отверстием, расположенный на шкворне. Шкворень установлен в плоскости симметрии колеса, концы которого прикреплены к внутренним стенкам этой втулки. Достигается уменьшение габаритов конструкции. 2 ил.

Узел цапфы и односторонней ступицы переднего управляемого колеса с одной степенью свободы трехколейного транспортного средства с компоновкой 2+1, содержащий ступицу, внешняя подвижная часть которой в виде втулки, образующая корпус ступицы, установлена на ее неподвижной внутренней части, на внешней поверхности корпуса которой, в посадочных отверстиях закреплены два фланца с отверстиями для крепления спиц, и крепится также в посадочных отверстиях тормозной диск, а на конце внутренней части, со стороны тормозного диска, в посадочных отверстиях установлен тормозной суппорт с кронштейном, и содержащий цапфу, соединенную с поворотной группой штанг и толкателей трапециевидной компоновки, плечо которой через шкворень соединено со ступицей, отличающийся тем, что внутренняя часть ступицы со стороны тормозного диска имеет форму цилиндра с осевым отверстием, а со стороны цапфы представляет собой втулку, внутри которой размещен конец плеча цапфы, со сквозным отверстием, расположенный на шкворне, установленном в плоскости симметрии колеса, концы которого прикреплены к внутренним стенкам этой втулки.