Реечный рулевой механизм транспортного средства Советский патент 1982 года по МПК B62D3/12 

Изобретение относится к транспортному машиностроению, преимущественно к реечным рулевым механизмам транспортных средств.

Известен реечный рулевой механизм, содержащий зубчатую рейку, смонтированную в подшипниках в корпусе с возможностью осевого перемещения,вал с шестерней, который установлен.в подшипниках, также размещенных в корпусе по обе стороны шестерни и рейки} цилиндрический подшипник к эксцентричным отверстием, установленный в корпусе с возможностью вращения вокруг своей оси под действием тангенциально расположенной пружины, связывающей указанный подшипник с корпусом 1.

Недостатком такого механизма является то, что износ зубьев рейки в середине наибольший, а регулировка зацепления .шестерня-рейка производится в положении шестерни над серединой зубчатой части рейки,когда радиальные силы в зацеплении достигают минимальной величины, и тангенциальная пружина своим усилием проворачивает подшипник и приближает зубья рейки к зубьям шестерни. С ростом радиального усилия подшипник может заклиниваться силой трения; зависящей от величины радиальной силы, при этом по5твляется возможность защемления зубьев шестерни зубьями рейки вследствие неравномерного износа зубьев рейки в середине и на остальной длине зубчатой части рейки. Кроме того, поверхность подшипника в зоне контакта с боковой

10 поверхностью рейки изнашивается, что может привести к невозможности поворота втулки под действием усилия тангенциальной пружины и соответственно невозможности регулировки.

15

Целью изобретения является обеспечение автоматической регулировки заранее заданной величины зазора между зубьями рейки и шестерни и повышение надежности в эксплуатации

20 путем устранения заклинивания механизма.

Поставленная цель достигается тем, что в реечном рулевом механизме транспортного средства вал шес25терни по крайней мере с одной стороны установлен в эксцентричном подшипнике, между наружной поверхнрстью которого и внутренней поверхностью корпуса помещен с зазором трапецо30идальный элемент, установленный подвижно, подпружиненный против усилия тангенциальной пружины в направляютих корпуса и имеющий наклонные к направляющим две поверхности,расположенные в плоскостях, пересекающихся с окружностью наружной поверх ности подшипника,, при этом между од ной из наклонных поверхностей и внутренней поверхностью корпуса помещен элемент качения, причем трапецоидальный элемент, элемент качения и выступ на наружной повер сност эксцентричного подшипника связаны с тангенциальной пружиной через жесткую прокладку, а направляющие в кор пусе выполнены в плоскостях, параллельных плоскости, проходящей через ось наружной поверхности подшипника На фиг.1 изображен предлагаемый рулевой механизм, продольный разрез на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на. фиг.З - разрез Б-Б фиг.1; на фиг.4 разрез В-В фиг.З. Рулевой механизм типа рейкашестерня содержит корпус 1,в которо установлена в подшипниках 2 рейка 3 рулевого механизма. Зубья этой рейки входят в зацепление с зубьями шестерни 4, помещенной в цилиндрический подшипник 5 с эксцентричным отверстием. Подшипник 5 установлен на подшипниках 6 в корпусе 1. Шестерня 4, размещена в отверстии эксцентричного подшипника 5 в двух подшипниках 7, один из которых може воспринимать осевую нагрузку, ось 8 отверстия а эксцентрична оси 9 нару ного диаметра подшипника 5 на величину е . Подшипник 5 выступом 10 в боковой поверхности опирается через опорную шайбу 11 на тангенциаль но установленную пружину 12. На эту шайбу опирается и элемент 13 трапецоидальной формы, который шиее клиновый паз 14, где установлен цилиндрический ролик 15, стопорящий движение элемента 13 в одном из направлений. По торцу этот элемент поджШ1«ается опорной пружиной 16. Между поверхностью 17 элемента 1 и фигурной поверхностью 18 подшипника 5 имеется зазор (Л , величина которого не изменяется при перемещении элемента 13 и вращении подшипника 5 под действием усилия пружины 12. Пружина 12 опирается торцом на резьбовую пробку 19, которая контрится контргайкой 20, со стороны пружины 16 отверстие корпуса 1 закрывается заглушкой 21. При износе поверхности зубьев пары рейка-шестерня подшипник 5, опирающийся на шайбу 11, под действием усилия пр жины 12 .поворачивает ся в подшипниках 6, при этом центр вращения шестерни 4, двигаясь относительно оси 9 подшипника 5 по радиусу, определяемому величиной эксцентриситета е , приближается к зубьям рейки 3, компенсируя появившийся износ зубьев рейки и шестерни. Угол поворота шестерни определяется величиной износа поверхности зубьев пары рейка-шестерня. При осевом перемещении шайбы 11, вызванном износом зубьев рейки и шестерни, перемещается элемент 13. Между поверхностью 17 последнего и поверхностью 18 подшипника 5 при осевом перемещении элемента 13 и вращений этого подшипника сохраняется зазор с . Ролик 15 при движении элемента 13 в этом направлении проскальзывает по поверхности отверстия корпуса 1,не оказывая сопротивления движению этого элемента. Вследствие неравномерности износа зубьев рейки 3 в середине и по на правлению к концам зубчатой части рейки, а также .непрямолинейности оси рейки, межцентровое расстояние между осью рейки 3 и осью вращения шестерни 4 должно увеличиваться при движении этой рейки в крайние положения или при увеличении непрямолинейности участка зубчатой части рейки. . В этом случае под действием радиального усилия, действующего в зацеплении рейка-шестерня, подшипник 5 вращается в направлении, противоположном усилию пружины 12, увеличивая межцентровое расстояние. При этом выступ 10 на поверхности подшипника 5, действуя на шайбу 11, сжимает пружину 12, а поверхность 18 подшипника 5 опирается на поверхность 17 элемента 13, зазор a уменьшается до нуля. Ролик 15 стопорит движение элемента 13, воспринимающего нагрузку от радиальной силы, действующей в зацеплении рейка-шестерня. Зазор между наружной поверхностью подшипника, поверхностью трапецеидального элемента выбран, исходя из требуемого эксплуатационного зазора в зацеплении шестерни с рейкой. Этот зазор необходим для исключения возможного заклинивания относительного перемещения рейки и шестерни при работе рулевого механизма и он (зазор) автоматически поддерживается,, благодаря перемещению трапецоидального элемента в направляющих корпуса, удерживающих его на Зсщанном расстоянии от поверхности подшипника, а также благодаря взаимодействию трапецеидального элемента, ролика и выступа на эксцентричном подшипнике с общей для них поверхностью прокладки, размещенной на торце тангенциально (по отношению к подшипнику) установленной пружины. , Кроме того,трапецеидальный элемент упруго поджат к подпружиненной прокладке, а поверхность выступа на подшипнике, обращенная к наклонной поверхности элемента, выполнена с большнм радиусом (чем радиус подшип ника} и плавно сопрягается с цилиндрической поверхностью подшипника. Таким образом, предлагаемый механизм обеспечивает автоматическую регулировку зазора в зубчато-реечно паре, компенсируя износ в зацеплении. В результате повышается надежность в работе реечного рулевого механизма, так, как исключается воз можность заклинивания движения рейки, или шестерни вследствие автомати ческого обеспечения в паре шестерня рейка требуемого рабочего зазора, что повышает безопасность автомобиля в целом. Формула изобретения 1. Реечный рулевой механизм тра портного средства, содержащий зубчатую рейку, установленную в подшипниках в корпусе с возможностью осевого перемещения, вал с шестерней, установленный в подшипниках, также размещенных в корпусе по обе стороны шестерни и рейки, цилиндри ческий подшипник с эксцентричным о верстием, смонтированный в корпусе с возможностью вращения вокруг сво оси под действием тангенциально установленной пружины, связывающей указанный подшипник с корпусом, о тличающийся тем, что, с целью автоматической регулировки зазора в зацеплении и повБшемия надежности в эксплуатации, вал шестерни, по крайней мере с одной стороны установлен в эксцентричном подшипнике, между наружной поверхностью которого и внутренней поверхностью корпуса помещен с зазором трапецеидальный элемент, установленный подвижно, подпружиненный против усилия тангенциальной пружины в направляющих корпуса и имеющий наклонные к направляющим две поверхности, расположенные в плоскостях, пересекающихся с окружностью наружной поверхности подшипника, при этом между одной из наклонных поверхностей и внутренней поверхностью корпуса помещен элемент качения, причем трапецеидальный элемент, элемент качения и выступ на наружной поверхности эксцентричного подшипника связаны с тангенциальной пружиной через жесткую прокладку. 2. Механизм по п.1, отлич аю щ и и с я тем, что направляющие в корпусе выполнены в плоскостях, параллельных плоскости, проходящей через ось наружной поверхности подшипника. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Патент Великобритании № 1451731,. кл. В 62 D 3/12, 1976 (прототип).