рулевой механизм транспортного средства и способ его изготовления

Формула изобретения

1. Рулевой механизм транспортного средства, содержащий установленные в картере глобоидный червяк на концевых радиальноупорных подшипниках с регулировкой их зазоров прокладками, взаимодействующий с роликом вала сошки, имеющего опоры в горловине картера и в проточке крышки с регулировкой зазоров между роликом и червяком посредством регулировочного винта в крышке и паза на торце проточки головки вала сошки, отличающийся тем, что механизм имеет промежуточную опору, расположенную в горловине картера между концевой опорой его и роликом, для чего горловина картера, вал сошки и крышка выполнены с проточками для установки игольчатых подшипников, а крышка имеет прилив на внешней стороне, сопряженный с радиально ориентированными ребрами жесткости, при этом часть вала сошки, располагающаяся в горловине картера, имеет промежуток между проточками для внутреннего кольца игольчатых подшипников, концевого и промежуточного, на длине, равной 1/4-1/2 длины этой части вала.

2. Способ изготовления рулевого механизма, включающий изготовление деталей и установку их с комплектующими в картер с регулировками вращения червяка и зазоров между червяком и роликом вала сошки, отличающийся тем, что в горловине картера и на соответствующей части вала сошки выполняют проточки для установки игольчатых подшипников, концевого и промежуточного, с соответствующими проточками выполняют головку вала и крышку, в картер устанавливают подшипник, концевой и промежуточный, а в крышку-подшипник крышки и регулировочный винт, крышку с подшипником и винтом устанавливают на картер после установки в него червяка и регулировки его вращения, после чего регулируют зазор между роликом и червяком.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к транспортному машиностроению, преимущественно к производству систем управления транспортных средств, а именно к конструкции и способам изготовления рулевого механизма их, содержащего глобоидный червяк, взаимодействующий с роликом вала сошки.

Известны рулевые механизмы с валом сошки в двух бронзовых втулках, расположенных в корпусе механизма с одной стороны от ролика и с пазом на головке его с другой стороны от ролика, как например, описанные в книгах Вернигоры В. А. и др. "Автомобиль "Жигули", ВАЗ 2104, 2105, 2107. Устройство и ремонт", с. 129-131, рис. 144-145 и "Автомобиль ВАЗ-2121 Нива" с.154, рис.124, М. Транспорт, 1990 и 1980 г. соответственно.

Известны также двухопорные рулевые механизмы с двумя бронзовыми втулками, расположенными по обе стороны от ролика, одна из которых расположена в проточке крышки - см. книгу "Фучаджи К.С. "Автомобиль ЗАЗ-968А Запорожец", М. , Транспорт, 1979 г., с. 157-163, рис.122, или книгу Бырдина Ю.С. и др. "Спутник шофера", Алма-Ата, Кайнар, 67, с. 126-129, рис. 38-39.

Одностороннее размещение втулок в корпусе механизма первого типа увеличивает нагрузки на ролик в процессе эксплуатации и сопровождается усилением износа гребней ролика и его подшипников из-за консольного расположения ролика на валу сошки. Двустороннее расположение втулок механизма второго типа уменьшает упомянутые нагрузки и износ, однако не решает других задач - снижения трудоемкости изготовления и улучшения ремонтопригодности механизма. В технологию сборки таких механизмов входят операции регулировки зазоров в подшипниках червяка и зазоров между роликом и червяком (см. "Спутник шофера", с. 124-126, 128-129).

Известен также рулевой механизм транспортного средства с гидроусилителем, содержащий две роликовые опоры по обе стороны от зацепления зубчатых секторов вала сошки и поршня гидроусилителя, размещенные в проточках регулировочных эксцентриковых втулок (см. патент РФ 2041102, В 62 D 5/22 за 1995 г.).

Отмеченное выше преимущество двусторонней опоры вала сошки сопровождается в этом решении усложнением конструкции с увеличением числа деталей и их габаритов. Отлична также и совокупность характеризующих решение признаков.

Известен также способ изготовления рулевого механизма с валом сошки на втулках, установку которых производят с развертыванием окончательного диаметра втулок под вал сошки, как описанный в книге "Автомобиль 2121 Нива" способ сборки и разборки рулевого механизма, с. 159-160 по а.с. 228569, кл. 63 С, 47 (В 62 D 3/10) за 1971 год для регулировки зазоров между роликом и червяком в картере выполняют резьбовое отверстие для резьбы головки вала сошки в двухопорном рулевом механизме с двухсторонним расположением втулок (опор).

В описанном в разделе "Работа устройства" описания рулевого механизма по а.с. СССР 1676905, В 62 D 3/10 за 1991 г. способе изготовления рулевого механизма сборка механизма дополнена предварительной регулировкой зазора между сошкой, шариком и регулировочным винтом до установки вала сошки в картер.

Наиболее близким по технической сути к заявляемому рулевому механизму является червячный рулевой механизм, известный из описания а.с. СССР 545502, В 62 D 3/10 за 1997 г. Он состоит из установленных в картере глобоидного червяка, взаимодействующего с роликом вала сошки, установленного в расположенных по обе стороны от ролика двух опорах, и в головке вала которого опорой является роликовый подшипник, размещенный в проточке крышки, имеющий регулировочный винт.

Наиболее близким по технической сути к заявляемому способу изготовления рулевого механизма является способ, описанный в разделе "Разборка, сборка и регулировка рулевого механизма на с. 161-163 книги Фучаджи К.С. "Автомобиль ЗАЗ-968А Запорожец", М., Транспорт, 1979 г.

Для разборки механизм снимают с автомобиля, для чего разъединяют червяк с валом колонки рулевой и, сняв крышку с картера, вынимают вместе с крышкой вал сошки. Червяк снимают вместе с наружным кольцом подшипника, сепаратора верхнего и нижнего подшипников червяка и выпрессовывают оправками наружные обоймы подшипников, сальники валов сошки и червяка с втулкой вала сошки из картера.

Втулку головки сошки из крышки снимают при помощи съемника или путем расточки на токарном станке. При наличии износа ролика засверливают один из концов оси ролика, оправкой выбивают ось и снимают ролик.

Сборку рулевого механизма выполняют в обратной последовательности. Втулки вала сошки после запрессовки в горловину картера развертывают до диаметра сошки. Затяжку подшипников червяка делают до установки вала сошки в картер. При установке сальников вала для предотвращения повреждения кромки манжеты острыми краями шлиц вала отжимают кромку манжеты сальника с помощью приспособления.

Наличие роликового подшипника в крышке и на головке вала сошки уменьшают трудоемкость изготовления, не решая полностью этой задачи из-за наличия бронзовой втулки в картере и необходимости ее развертывания при сборке и ремонте.

Изобретения решают задачу улучшения надежности рулевого механизма без увеличения габаритов узла и с наиболее полным использованием серийных деталей его.

Суть изобретения состоит в том, что рулевой механизм транспортного средства, содержащий установленные в картере глобоидный червяк на концевых радиально-упорных подшипниках с регулировкой их зазоров прокладками, взаимодействующий с роликом вала сошки, имеющего опоры в горловине картера и в проточке верхней крышки с регулировкой зазоров между роликом и червяком посредством регулировочного винта в крышке и паза на торце проточки головки вала сошки, снабжен промежуточной опорой, расположенной в горловине картера между концевой опорой его и роликом, для чего горловина картера, вал сошки и крышка выполнены с проточками для установки игольчатых подшипников, а крышка выполнена с приливом на внешней стороне, сопряженным с радиально ориентированными ребрами жесткости, при этом часть вала сошки, располагающаяся в горловине картера, имеет промежуток между проточками для внутреннего кольца игольчатых подшипников концевого и промежуточного с расстоянием между этими проточками, равным 1/4-1/2 длины этой части вала.

Способ изготовления рулевого механизма, включающий изготовление деталей и установку их с комплектующими в картер с регулировками вращения червяка и зазоров между червяком и роликом вала сошки, по которому в горловине картера устанавливают игольчатые подшипники концевой и промежуточный, а в верхнюю крышку - игольчатый подшипник крышки и регулировочный винт, крышку с подшипником и винтом устанавливают на картер после установки в него червяка и регулировки его вращения, после чего, ввернув винт в крышку, размещают его в пазу головки вала сошки, затем, выворачивая его из крышки, совмещают подшипник в крышке с головкой вала и отверстия крышки с отверстиями картера, фиксируя крышку на картере винтами, проверяют зазор между червяком и роликом с регулировкой его при необходимости регулировочным винтом.

Раздельная установка игольчатых подшипников в картер и крышку упрощают изготовление механизма и ремонт без усложнения регулировок и увеличения количества их с одновременным улучшением надежности механизма и даже с расширением возможностей дополнительного улучшения надежности или нагрузочных параметров при необходимости.

На фиг.1 чертежа показан вид сбоку на рулевой механизм с сошкой на конце вала; на фиг.2 - сеч. механизма пл. А-А, проходящей через вал червяка и на фиг.3 - сеч. пл. Б-Б, проходящей через ось вала сошки с расположением игольчатых подшипников в механизме.

Рулевой механизм состоит из картера 1 (фиг.1), червяка на валу 2, сошки 3 на валу 4 и верхней крышки 5 с регулировочным винтом 6 в приливе 7 ее и с ребрами жесткости 8 на ней. Соединены вал 2 червяка и сошка 3 с системой управления и закреплен механизм на изделии, как и взаимодействует червяк 9 с роликом 10 вала сошки в процессе работы системы управления транспортного средства известным образом.

Изготавливают рулевой механизм следующим образом.

Вал 2 с червяком (фиг.2), сошку 3 и вал 4 с роликом 10 (фиг.3) изготавливают из серийных заготовок известным образом. Проточки в крышке 5 и в горловине картера 1, а также вал 4 сошки и его головки протачивают под соответствующий диаметр игольчатых подшипников, а на торце головки выполняют паз.

Сборку механизма начинают, устанавливая один подшипник 11 в крышку 5, а два других - концевой и промежуточный 12 - в горловину картера.

Установку червяка и регулировку вращения его выполняют известным образом. Затем устанавливают вал 4 в подшипники 12 концевой и промежуточный, а ввернутый дополнительно в крышку регулировочный винт 6 размещают в торцевом пазу головки вала 4 и выворачивают винт из крышки до совмещения подшипника 11 с головкой вала, а крепежных отверстий крышки 5 - с отверстиями картера 1. Закрепляют крышку на картере крепежными винтами, проверив предварительно зазор между роликом 10 и червяком 9 и отрегулировав его винтом 6 при необходимости.

Дополнительно подтверждают промышленную применимость заявляемого рулевого механизма использование традиционно применяемых для его изготовления материалов, оснастки, токарного и пр. оборудования.

Подтверждена промышленная применимость заявленного решения и разработкой технической документации на данный рулевой механизм, согласованной с потребителем механизма в установленном порядке, в том числе и ноу-хау заявителей, включающим организационно-технические мероприятия.