SU888808A3 - Steering with variable transmission ratio - Google Patents

Abstract

ROTATABLE SLEEVE RACK An improved variable ratio steering apparatus is used to effect turning movement of steerable wheels of a vehicle. The apparatus includes a longitudinally extending force transmitting member or bar which is connected with the steerable vehicle wheels. A drive member is rotatably mounted on the bar. In order to effect axial movement of the bar and turning movement of the vehicle wheels, a pinion gear is disposed in meshing engagement with an array of helical rack gear teeth on the drive member. A cam track is also provided on the drive member. This cam track is coextensive with the array of rack gear teeth. The cam track cooperates with a follower to effect rotational movement of the drive member as the drive member and force transmitting bar are moved axially. This rotational movement of the drive member causes an interaction between the pinion and rack gear teeth to vary the rate of axial movement of the drive member and the force transmitting bar. The follower advantageously engages the cam track at a location which is axially aligned with the location where the pinion gear is disposed in meshing engagement with the rack gear teeth. This tends to minimize deflection of the components of the steering apparatus. Although an apparatus constructed in accordance with the present invention is advantageously used to turn the steerable wheels of a vehicle, it is also contemplated that the apparatus can be used in other environments.

Description

1one

Изобретение относитс  к области транспортного машиностроени , а именно к рулевым управлени м транспортных средств.сThe invention relates to the field of transport engineering, namely to the steering control of vehicles.

Известно рулевое управление с переменным передаточным числом, содержащее корпус с размещенными в нем приводным элементом, имеющим возможность поворота и продольного переме- ,Q щени  и выполненным со спиральными зубь ми, ведущей шестерней, кулачком, смонтированным с возможностью взаимодействи  с направл ющей, выполненной на приводном элементе, и стержнем, установленным на подшипниках в упом нутом приводном элементе 1A variable gear ratio steering is known, comprising a housing with a drive element accommodated therein, which has the ability to pivot and longitudinal, Q and has helical teeth, a pinion gear, a cam mounted with the ability to interact with the guide element and rod mounted on bearings in said drive element 1

Недостатком данного рулевого управлени   вл етс  его низка  надежность .20The disadvantage of this steering is its low reliability .20

Целью изобретени   вл етс  повышение надежности рулевого управлени .The aim of the invention is to improve the reliability of the steering.

Указанна  цель достигаетс  тем, что рулевое управление снабжено скольз щей опорой, а упом нута  направл ю- 5 ща  содержит центральный участок, параллельный осевой линии приводного элемента, и два, примыкающих к нему участка с криволинейным кососимг-ieTричным расположением направл ющей, 30This goal is achieved in that the steering is provided with a sliding support, and said guideway 5 includes a central portion parallel to the axial line of the drive element, and two adjoining portions with a curvilinear cross-directional direction, 30

причем зубь  приводного элемента выполнены с возможностью посто нного зацеплени  с зубь ми ведущей шестерни при соответствующем повороте приводного элемента, а упом нута  скольз ща  опора установлена в корпусе со стороны, противоположной ведущей шестерни, с возможностью взаимодействи  с приводным элементом тем, что длина упом нутой направл ющей больше или равна длине приводного элемента, а также тем, что скольз ща  опора выполнена в виде вилки, охватывающей приводной элемент.moreover, the teeth of the drive element are permanently engaged with the teeth of the drive gear with a corresponding rotation of the drive element, and the sliding support is installed in the housing on the side opposite to the drive gear, with the possibility of interacting with the drive element is greater than or equal to the length of the drive element, as well as the fact that the sliding support is made in the form of a fork spanning the drive element.

На фиг.1 схематически представлено рулевое управление, разрезj на фиг.2 рулевое управление, частичный разрез; на фиг.З - разерз А-А на фиг.2.Figure 1 is a schematic representation of the steering, section j in figure 2 steering, partial section; on fig.Z - razperz aa in figure 2.

Рулевое управление с переменным передаточным числом содержит корпус 1, в котором с возможностью поворота и продольного перемещени  установлен приводной элемент 2 с выполненными на нем спиральными зубь ми 3, ведущую шестерни 4, установленную в корпусе 1, кулачок 5, установленный в корпусе 1 -С возможностью взаимодействи  с направл ющей 6, выполненной на приводном элементе 2 с возможностьюThe variable-ratio steering includes a housing 1, in which the actuating member 2 is mounted with the possibility of rotation and longitudinal movement with helical teeth 3 formed on it, the pinion gear 4 mounted in the housing 1, the cam 5 mounted in the housing 1 -C with interaction with the guide 6, made on the drive element 2 with the ability

поворота последнего относительно ве;1уще14 шестерни 4 при осевом смещении приводного элемента 2, стержень 7, установленный с возможностью поворота на подшипниках 8 и 9 в приводном элементе 2 и св занный с подвижными элементами 10 и 11 рулевого управлени  транспортного средства, В корпусе 1 установлена скольз ща  опора |12, вьшол,ненна  в виде втулки, охватывающей приводной элемент 2. Скольз ща  опор.а установлена в корпусе со стороны противоположной ведущей ше ;терни 4. Направл юща  6 содержит центральный участок 13, параллельный осевой линии приводного элемента 2, и два, примыкающих к нему участка 14 и 15 с криволинейным кососимметричным расположением направл ющей, причем длина последней больше или равна длине приводного элемента 2,rotation of the latter relative to the ve; 1usche14 gear 4 with axial displacement of the drive element 2, the rod 7 mounted for rotation on bearings 8 and 9 in the drive element 2 and connected with the moving elements 10 and 11 of the steering system of the vehicle, conical support | 12, vshol, not in the form of a sleeve encompassing the drive element 2. The sliding support is installed in the housing from the side opposite to the drive pin; turn 4. Guide 6 contains a central section 13 parallel to the centerline at one element 2, and two adjoining sections 14 and 15 with curved guide antisymmetric location, wherein the length of the latter is greater than or equal to the length of the drive member 2,

При малых скорост х движени  целесообразно потребовать уменьшение усили , прикладываемого к рулевому колесу , за счет увеличени  передаточного отношени  рулевого механизма.At low speeds, it is advisable to require a reduction in the force applied to the steering wheel, by increasing the gear ratio of the steering mechanism.

Дл  этого приводной элемент 2 поворачивают относительно его оси. Это вращение вызывает скольжение спиральных зубьев на приводном элементе относительно зубьев ведущей шестерни 4 а приводной элемент 2 смещаетс  относительно направл ющей 6. Такое скольжение смещает приводной элемент 2 продольное относительно корпуса 1 в направлении, противоположном направлению , в котором приводной элемент движетс  относительно корпуса 2 с помощью ведущей шестерни 4, за счет чего происходит увеличение передаточного отношени . Если ведуща  шестерн  4 вращаетс  против часовой стрелки , как показано на фиг.2, то приводной элемент 2 и стержень 7 перемещаетс  вправо. Во врем  такого перемещени  происходит вращение приводного элемента 2 вверх . (как показано на фиг,2) или по часовой стрелке (как показано на фйг.З).For this, the drive element 2 is rotated about its axis. This rotation causes the helical teeth to slide on the drive element relative to the teeth of the pinion gear 4a and the drive element 2 is displaced relative to the guide 6. This slip displaces the drive element 2 longitudinally relative to the housing 1 in a direction opposite to the direction in which the drive element moves relative to the housing 2 by pinion 4, thereby increasing gear ratio. If pinion 4 rotates counterclockwise, as shown in Fig. 2, then the drive element 2 and rod 7 move to the right. During this movement, the drive element 2 is rotated upwards. (as shown in FIG. 2) or clockwise (as shown in FIG. 3).

Спиральные зубь  3 реечной передачи проход т под острым углом к продольной оси приводного элемента 2. Следовательно, вращение приводного элемента 2 относительно его оси вызывает через профили ножек зубьев реечной передачи скольжение или перемещение под действием кулачка профилей ножек зубьев ведущей шестерни 4. Такое кулачковое действие заставл ет перемещатьс  приводной элемент влево подобно винту. Это приводит к уменьшению скорости перемещени  вправо приводного элемента 2 и стержн  7, за счет чего усиливаетс  механическое действие, обеспечиваемое передаточным устройством рулевого управлени .The helical teeth 3 of the pinion gear pass at an acute angle to the longitudinal axis of the drive element 2. Consequently, rotation of the drive element 2 relative to its axis causes the sliding gears to slip or move under the action of the cam of the gears of the gears of the pinion gear 4 through the leg profiles of the rack and pinion gears. Moving the actuator to the left is like a screw. This leads to a decrease in the speed of movement to the right of the drive element 2 and the rod 7, thereby enhancing the mechanical action provided by the steering transmission device.

Таким же образом ведуща  шестерн  4 поворачиваетс  по часовой стрелкеIn the same way, pinion 4 turns clockwise

дл  перемещени  приводного элемента 2 и стержн  7 влево.to move the drive element 2 and the rod 7 to the left.

Направл юща  6 имеет центральный участок 13, который проходит параллельно продольной оси приводного элемента 2. Следовательно, когда кулачок 5 сцепл етс  с центральной, частью 13 направл ющей вращени  приводного элемента 2 относительно корпуса не происходит. Следовательно, передаточное отношение остаетс  посто нным .The guide 6 has a central portion 13, which runs parallel to the longitudinal axis of the drive element 2. Therefore, when the cam 5 engages with the center, the guide portion 13 of the drive member 2 does not rotate relative to the housing. Therefore, the gear ratio remains constant.

Дл  того, чтобы обеспечить надеж ное зацепление между ведущей шестерней 4 и зубь ми 3 реечной передач, во врем  вращени  приводного элемент 2 зубь  реечной передачи имеют изогнутую конфигурацию, котора  одинакова с конфигурацией направл ющей 6,In order to ensure reliable engagement between the pinion gear 4 and the teeth of the 3 rack and pinion gears, during rotation, the drive element 2 of the pinion gear has a curved configuration that is the same with the configuration of the track 6,

Claims (3)

1.Рулевое управление с переменным передаточным числом, содержащее корпус с размещенными в нем приводным элементом, имеющим .возможность поворота и продольного перемещени  и выполненным со спиральными зубь ми , ведущей шестерней, кулачком, смонтированным с возможностью взаимодействи  с направл ющей, выполненной на приводном элементе, и стержнем , установленным на подшипниках1. The steering gear with a variable gear ratio, comprising a housing with a drive element accommodated therein, which has the ability to turn and longitudinal movement and is made with helical teeth, a pinion gear, a cam mounted with the possibility of interaction with a guideway, made on the drive element, and rod mounted on bearings в указанном элементе, о т л и ч а ющ е е с   тем, что, с цельк повышени  надежности, оно снабжено скольз щей опорой, а упом нута  направл юща  состоит из центрального участка , параллельного осевой линии приводного элемента, и двух, примыкающих к нему участков с криволинейным кососимметричным расположением, причем эубь  приводного элемента выполнены с возможностью посто нного зацеплени  с зубь ми ведущей шестерни при соответствующем повороте приводного элемента,а упом нута  скольз ща  опора установлена в корпусе напротив ведущей шестерни с возможностью взаимодействи  с приводным элементом,in the specified element, it is due to the fact that, with the aim of increasing reliability, it is provided with a sliding support, and said guide consists of a central section parallel to the axial line of the drive element, and two there are sections with a curvilinear antisymmetrical arrangement, the eub of the drive element being permanently engaged with the teeth of the pinion gear with the corresponding rotation of the drive element, and said sliding support is installed in the housing opposite the drive pin Thorns with the ability to interact with the drive element, 2.Рулевое управление по п.1, отличающеес  тем, что длина упом нутой направл к цей больше или равна длине приводного элемента .2. The steering control according to claim 1, characterized in that the length of said direction to the shaft is greater than or equal to the length of the drive element. 3.Рулевое управление по п.1, отличающеес  тем, что скольз ща  опора выполнена в ьиде вилки, охватывающей приводной элемент .3. The steering control according to claim 1, characterized in that the sliding bearing is made in the form of a fork spanning the drive element. Источники информации,Information sources, прин тые во внимание при экспертизеtaken into account in the examination 1. Лысов М. И. Рулевые управлени  автомобилей. М., Машиностроение, 5 1972, с.25 (прототип).1. Lysov M.I. Steering control cars. M., Mashinostroenie, 5 1972, p.25 (prototype). /Lz./ Lz. ss (2 f3 2 (2 f3 2 A Фиг2A Fig2