20. Рулевые механизмы. Анализ конструкций. Рабочий процесс в червячном рулевом механизме.

1. Шестеренный (редукторный, реечный).

2. Червячный (червячно-секторный, червячно-роликовый).

3. Винтовой (винторычажный, винтореечный).

4. Кривошипный (одношиповой, двухшиповой).

Состав: рулевая пара в картере, рулев. вал, рулев. колонка, рулев. колесо.

Червячный рулевой механизм.

Применяются как на легковых, так и на грузовых а/м и автобусах. Наибольшее распростран. рулев. механизм (ВАЗ, Москвич, ГАЗ, УАЗ и др.).

Состоит: из глобоидного червяка и двух или трехгребневого ролика (в редких случаях одногребневой ролик.).

Рабочий процесс.

1. Установка управляемых колес с помощью трапеции и тяг

2. С колес усилие передается на поворотный рычаг левого колеса, рычаг соединен через продольную тягу с рулевым механизмом.

3. Поскольку сцепление колеса с дорогой в большинстве случаев бывает достаточно хорошее, для поворота колеса необходимо создать достаточно большое усилие, для преодолевание сцепления колес с дорогой.

4. Основное усилие в рулевом механизме

червячный механизм с передаточным числом больше 20

Реечный механизм передаточное число меньше 20

Червячный механизм с гидроусилителем, усилие за счет гидравлики зависит от давления масла на поршень и площади поршня.

Глобоидный червяк предназначен для увеличения рабочего угла (угла, определяемого зацеплением рулевой пары) поворота вала сошки.

Передаточное число рулев. механизмов с двух или трехгребневым роликом, определяемое отношением числа зубьев червячного колеса (ролик как сектор червячного колеса) к числу заходов червяка, практически постоянное.

Ч ервяк, как правило, однозаходный. Зазор в зацеплении переменный при разных значениях радиусов r₂ дуги образующей червяка и r₁ траектории ролика.

Разница этих радиусов позволяет регулировать зазор в зацеплении, т.е. сближать пары не боясь их заклинивания.

На а/м ГАЗ 3102 рулев. механизмы имеют две регулировки:

- осевого зазора при помощи прокладок под передней крышкой и зацепления при помощи регулировочного винта, перемещающего вал сошки вместе с роликом, начальное смещение составляет 6…6,5 мм. Для хорошего контакта ролика с червяком ось ролика расположена не перпендикулярно оси вала сошки, а имеет угол наклона равного среднему углу наклона витков червяка.

21. Рулевые механизмы. Анализ конструкций. Рабочий процесс в реечном рулевевом механизме.

1. Шестеренный (редукторный, реечный).

2. Червячный (червячно-секторный, червячно-роликовый).

3. Винтовой (винторычажный, винтореечный).

4. Кривошипный (одношиповой, двухшиповой).

Состав: рулевая пара в картере, рулев. вал, рулев. колонка, рулев. колес

Рабочий процесс реечного рулев. механизма.

Реечные рулевые механизмы (ВАЗ 2108, ЗАЗ 1102, ВАЗ 1111) автомобили малого и среднего колеса.

При выполнении поворота управляемые колеса должны устанавливаться под разными углами

Внутреннее колесо поворачивает на больший угол, а внешнее колесо поворачивает на меньший угол

1. Благодаря схождению колес получаем силы действующие на детали рул. управления

2. На колеса действуют силы взаимодействия

3. При повороте а/м на управляемых колесах начинает действовать сила заставляющая колеса возвращаться в нейтральное положение

4. Усилие с колес передается на т.О , момент создает в т. О′ силу равную моменту на плече от т. О до колес.

Из-за высокого значения обратного КПД такой механизм без усилителя целесообразно устанавливать на легковых а/м малого класса, т.к. толчки со стороны дороги, передаются на рулевое колесо и в некоторой степени поглощаются в результате трения рейки и металлокерамического упора. На а/м более высокого класса необходим усилитель который поглощает толчки.

Для анализа такого рулев. механизма рассмотрим отношение элементарного угла поворота шестерни к элементарному перемещению рейки. При нормальном профиле зубьев рейки – отношение постоянно. В последнее время появились реечные рулев. механизмы с переменным отношением dα / dS, что достигается нарезкой зубьев рейки специального профиля.

5. При установке реечной рулев. пары надо определить угловое передаточное число рулев. управления.

и_ω = dα / dθ, где

dα – элементарный угол рулевого колеса;

dθ – элементарный угол управляемых колес.

6. Пользуясь схемой и считая отношение постоянным найдем текущее значение величины S при повороте управляемого колеса на угол ± θ:

dS = lа cos (θ₀ ± θ) dθ.

7. Сделав допущение, что угловое перемещение поперечной тяги мало влияет на перемещение рейки, получим угловое передаточное число рулев. управления.

и_ω= dα / dθ = lа cos (θ₀ ± θ) / r.

Таким образом, угловое передаточное число рулев. управления с реечное рулев. парой переменно.

8. Усилие, передаваемое шестерней на зубчатую рейку,

Рх = Р_р.к R_р.к / r_ω, где

Р_рк – усилие на рулевом колесе;

R_рк – радиус рулевого колеса;

r_ω – начальный радиус шестерни.