Рульовий механізм транспортного засобу

Изобретение относится к транспортному машиностроению, а именно к системам рулевого управления транспортных средств. Известен рулевой механизм транспортного средства, выбранный в качестве прототипа, с передачей винт-гайка-рейка-зубчатый сектор, расположенных в общем картере, при этом винт, приводящийся во «ращение рулевым колесом посредством циркулирующи х шариков, соединен с гайкой, на поверхности которой нарезаны зубья, образующие рейку, находящуюся в зацеплении с зубчатым сектором, выполненным на валу рулевой сошки [1]. Недостатком известной конструкции являются большие габаритные размеры, обусловленные необходимостью обеспечения требуемой прочности в наиболее опасном сечении гайки-рейки (расстояние между дном винтовой канавки, выполненной на внутренней поверхности гайки-рейки и поверхностью впадин гайки-рейки), что не позволяет уменьшить расстояние между осями винта и зубчатого сектора, а большое количество точек контакта в зацеплении гайка-рейка-зубчатый сектор снижает коэффициент полезного действия (КПД) передачи. В основу изобретения поставлена задача создать такой рулевой механизм транспортного средства, в котором путем нового выполнения элементов зацепления гайка-рейка-зубчатый сектор обеспечивалось бы уменьшение габаритных размеров и повышение его КПД. Поставленная задача решается тем, что в р улевом механизме транспортного средства, содержащем установленный в картере винт, кинематически связанный винтовым шариковым соединением с гайкой-рейкой, входящей в зацепление с зубчатым сектором, высота зубьев гайкирейки и радиус вершин зубьев зубча того сектора выполнены уменьшенными на величину Н, определяемую из выражения: где m - модуль; z - полное число зубьев зубчатого сектора; ρ - радиус кривизны в точке начала зацепления на зубе зубчатого сектора; a - угол профиля исходного контура. Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемый рулевой механизм транспортного средства отличается тем, что высота зубьев гайки-рейки и радиус вершин зубьев зубчатого сектора выполнены уменьшенными на величину Н, определяемую из выражения: где m - модуль; z - полное число зубьев зубчатого сектора; ρ - радиус кривизны в точке начала зацепления на зубе зубчатого сектора; α-угол профиля исходного контура. Выполнение высоты зубьев гайки-рейки и радиуса вершин зубьев зубчатого сектора уменьшенными на величину Η позволяет уменьшить расстояние между осями винта и зубчатого сектора, что ведет к уменьшению габаритных размеров, снижению металлоемкости, обеспечению лучшей компоновки, монтажа и демонтажа рулевого механизма, повышению его КПД и плавности работы. Таким образом, технический результат, получаемый при осуществлении заявляемого изобретения, выражается в повышении КПД и плавности работы передачи гайка-рейка-зубчатый сектор, уменьшении габаритных размеров, снижении металлоемкости, обеспечении лучшей компоновки, монтажа и демонтажа рулевого механизма. На чертеже приведена конструктивная схема рулевого механизма. Рулевой механизм содержит картер 1, в котором в подшипниках 2 установлен винт 3, Винт 3 кинематически связан винтовой передачей с циркулирующими шариками 4 с гайкой-рейкой 5, при этом шарики 4 расположены в винтовых канавках 6 и 7, соответственно выполненных на наружной поверхности винта 3 и внутренней поверхности отверстия гайки-рейки 5. На наружной поверхности гайки-рейки 5 нарезаны зубья 8, образующие рейку, постоянно входящие в зацепление с зубчатым сектором 9, выполненным на валу сошки 10. Рулевой механизм работает следующим образом. При повороте винта 3, благодаря винтовому соединению, включающему циркулиру-ющие шарики 4, гайка-рейка 5 перемещается вдоль оси вала 3. При перемещении гайки-рейки 5, зубья 8 которой находятся в зацеплении с зубчатым сектором 9, поворачивается зубчатый сектор 9, а значит поворачивается и вал сошки 10. Преимуществом предлагаемого рулевого механизма является уменьшение расстояния между осями винта и вала сошки, что позволяет уменьшить габаритные размеры и металлоемкость рулевого механизма, улучшить его компоновку и техническое обслуживание, в частности монтаж и демонтаж. Другим преимуществом является повышение КПД и улучшение плавности работы рулевого механизма, обусловленные уменьшением точек контакта в зацеплении гайка-рейка-зубчатый сектор.