Винтовые рулевые механизмы.

Эти механизмы могут иметь различное конструктивное исполнение: винторычажные («винт – гайка - рычаг», «качающийся винт и гайка», «винт и качающаяся гайка») и винто-реечные.

Винторычажные рулевые механизмы в настоящее время применяются редко, так как имеют низкий КПД и компенсировать износ регулировкой невозможно.

Винтореечные рулевые механизмы широко применяются на автомобилях всех типов (ЗИЛ, КамАЗ, МАЗ, БелАЗ, КАЗ, «Магирус» и др.). Винтореечный рулевой механизмвключает в себя винт 1, шариковую гайку-рейку 2 и сектор 3, выполненный за одно целое с валом сошки (рис.6. а).

 

Рис.6. Винтореечный рулевой механизм

 

Найдем передаточное число этого механизма (рис.6.б.).

При повороте рулевого колеса на элементарный угол dα гайка переместится на величину:

где h_B - шаг винта).

Соответствующий этому перемещению элементарный угол поворота вала рулевой сошки:

Отсюда следует, что постоянно.

КПД винтореечного механизма высокий в обоих направлениях ( 0,8...0,85), поэтому без усилителя, воспринимающего толчки со стороны дороги, его целесообразно устанавливать только на легковые автомобили малого класса.

Беззазорное зацепление в среднем положении этого механизма осуществляется при помощи следующих мероприятий:

- профиль канавок винта и гайки эллиптический, образованный двумя дугами несколько большего радиуса, чем радиус шарика, что дает возможность шарику соприкасаться с профилем канавки в двух точках канавки винта и в двух точках канавки гайки. Винты, гайки и шарики рассортировывают на несколько групп с последующей селективной сборкой;

- зубья сектора (рис.6,б ) нарезают из центра смещенного относительно оси вала сошки (Δr ~0,5 мм), это позволяет устранять зазор после износа, не опасаясь заклинивания в крайних положениях, где зуб сектора имеет меньшую толщину, чем в середине сектора.

 

Зазор в зацеплении сектора и переменный. Регулируют зацепление винтом, перемещающим вал сошки вместе с сектором, зубья которого нарезаны углом к валу сошки.

На ряде автомобилей (КАЗ, МАЗ, КрАЗ) в настоящее время применяют винтореечные рулевые механизмы, в которых зубья нарезаны параллельно оси вала сошки, т. е. не имеют клиновидной формы (рис.7.).

 

Рис.7. Винтореечный рулевой механизм автомобиля КАЗ - 4540

 

Зацепление в механизмах регулируют поворотом вкладышей 1 и 2, в которые запрессованы подшипники скольжения, внутренняя поверхность которых эксцентрична.