Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

RU2720751C1 - Steering gear of vehicle with variable gear ratio - Google Patents

Steering gear of vehicle with variable gear ratio Download PDF

Info

Publication number
RU2720751C1
RU2720751C1 RU2019123919A RU2019123919A RU2720751C1 RU 2720751 C1 RU2720751 C1 RU 2720751C1 RU 2019123919 A RU2019123919 A RU 2019123919A RU 2019123919 A RU2019123919 A RU 2019123919A RU 2720751 C1 RU2720751 C1 RU 2720751C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
steering
driven
gear ratio
gear
possibility
Prior art date
Application number
RU2019123919A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Дмитрий Анатольевич Свечников
Олег Фиридинович Пашаев
Original Assignee
Дмитрий Анатольевич Свечников
Олег Фиридинович Пашаев
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Дмитрий Анатольевич Свечников, Олег Фиридинович Пашаев filed Critical Дмитрий Анатольевич Свечников
Priority to RU2019123919A priority Critical patent/RU2720751C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2720751C1 publication Critical patent/RU2720751C1/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D3/00Steering gears
    • B62D3/02Steering gears mechanical
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H3/00Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion
    • F16H3/44Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion
    • F16H3/46Gearings having only two central gears, connected by orbital gears

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Retarders (AREA)
  • Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)
  • Power Steering Mechanism (AREA)

Abstract

FIELD: machine building.
SUBSTANCE: invention relates to steering gear of vehicle with variable gear ratio. Steering mechanism is made in form of planetary variator, drive shaft of which is made integral with carrier 14, in which there are satellites 6, pressed on one side by support disc 11, rigidly fixed on housing 15, and on other side - pressure plate 5 by means of screw 1, connected with pressure plate 5 through spring 2 and support bearing 4. Working surface of satellites 6 is borne against driven ring 7 inserted into slots of driven crown 3 with possibility of displacement by two crank-and-slide mechanisms, slides 9 of which are connected to driven ring 7 via bearing 10, and connecting rods 8 are connected via conical 16, 17 and cylindrical gears 12, 13 to drive shaft 14, shank which is installed with possibility of rotation inside front part of pressure plate 5, rear part of which is installed with possibility of rotation in driven crown 3, which is output element of steering mechanism.
EFFECT: enabling increase in the gear ratio variation in the wider range and the steering mechanism resource, as well as its design simplification.
1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области автомобилестроения, в частности к рулевому управлению.The invention relates to the field of automotive industry, in particular to steering.

Для улучшения качества рулевого управления современные системы рулевого управления изготавливаются с переменным передаточным числом. Подобные системы с переменным передаточным числом в большинстве своем реализованы в конструкциях с реечными зубчатыми рулевыми механизмами.To improve steering quality, modern steering systems are manufactured with a variable gear ratio. Such systems with variable gear ratios are for the most part implemented in designs with rack and pinion steering gears.

Известный реечный рулевой механизм с переменным передаточным отношением содержит шестерню, зацепляющуюся с зубчатой рейкой, снабженной центральной группой зубьев с различными формой и шагом, соответствующими различным радиусам зацепления шестерни и рейки (патент СССР №502598, 1976 г.). Недостатком известного рулевого механизма является невозможность получения необходимого диапазона изменения передаточных отношений без уменьшения прочности зацепления.The known rack-and-pinion steering gear with a variable gear ratio comprises a gear engaged with a gear rack equipped with a central group of teeth with different shapes and pitch corresponding to different gear radii of the gear and rack (USSR patent No. 502598, 1976). A disadvantage of the known steering mechanism is the inability to obtain the required range of gear ratios without reducing the gearing strength.

Известно рулевое управление транспортного средства с переменным передаточным отношением, состоящее из рулевого колеса, редуктора, карданной передачи с возможностью изменения углов между телескопическими карданными валами, мультипликатора, рулевого механизма, привода, при этом корпус телескопического карданного вала связан с неподвижным элементом крепления рулевого колеса посредством зубчатой пластины и зубчатого сектора (патент РФ №2157326, 2000 г.). Недостатком известного рулевого управления является сложность регулирования углов между телескопическими карданными валами для изменения передаточного отношения, большая сложность в изготовлении и эксплуатации.It is known the steering of a vehicle with a variable gear ratio, consisting of a steering wheel, a gearbox, a cardan gear with the possibility of changing the angles between the telescopic cardan shafts, a multiplier, a steering gear, a drive, while the housing of the telescopic cardan shaft is connected to a fixed element for fastening the steering wheel via a gear plates and gear sector (RF patent No. 2157326, 2000). A disadvantage of the known steering is the difficulty of adjusting the angles between the telescopic driveshafts to change the gear ratio, the great difficulty in manufacturing and operation.

Известно также активное рулевое управление с циклоидальным вариатором (патент РФ №2370398, 2009 г.), где в качестве редуктора, передающего вращение от органа управления к колесам, применен циклоидальный редуктор, промежуточное тело вращения которого установлено на валу управляющего внешнего привода, имеющего возможность вращения и фиксации, а шестерни ступеней, установленные с возможностью свободного вращения на этом валу, связаны с входным и выходным валами рулевого управления, причем управляющий внешний привод вращает вал с переменной частотой по сигналам блока управления в зависимости от скорости автомобиля, угла поворота органа управления и скорости его вращения, при этом происходит изменение передаточного отношения редуктора в широком диапазоне. Недостатком его является сложность технологии изготовления, необходимость наличия электронной системы управления, при неисправности которой теряется возможность изменения передаточного числа рулевого управления.Active steering with a cycloidal variator is also known (RF patent No. 2370398, 2009), where as a gearbox transmitting rotation from the control to the wheels, a cycloidal gearbox is used, the intermediate rotation body of which is mounted on the shaft of the control external drive, which can be rotated and fixation, and the gears of the steps installed with the possibility of free rotation on this shaft are connected with the input and output shafts of the steering, and the control external drive rotates the shaft with a variable hour according to the signals of the control unit, depending on the speed of the car, the angle of rotation of the control element and the speed of its rotation, while the gear ratio changes over a wide range. Its disadvantage is the complexity of manufacturing technology, the need for an electronic control system, in the event of a malfunction of which the possibility of changing the steering gear ratio is lost.

Задачей изобретения является увеличение возможностей изменения передаточного числа в более широком диапазоне, ресурса рулевого управления и упрощение его конструкции.The objective of the invention is to increase the possibility of changing the gear ratio in a wider range, resource steering and simplifying its design.

Поставленная задача достигается тем, что рулевой механизм транспортного средства с переменным передаточным числом выполнен в виде планетарного вариатора, ведущий вал которого выполнен заодно с водилом, в которое установлены сателлиты, поджатые с одной стороны опорным диском, жестко закрепленным на корпусе, а с другой - поджимным диском с помощью винта, связанного с поджимным диском через пружину и опорный подшипник, при этом рабочая поверхность сателлитов упирается в ведомое кольцо, вставленное в шлицы ведомой короны с возможностью перемещения двумя кривошипно-ползунными механизмами, ползуны которых соединены с ведомым кольцом через подшипник, а шатуны соединены через пары конических и цилиндрических шестерен с ведущим валом, хвостовик которого установлен с возможностью вращения внутри передней части поджимного диска, задняя часть которого установлена с возможностью вращения в ведомой короне, являющейся выходным элементом рулевого механизма.The task is achieved in that the steering gear of the vehicle with a variable gear ratio is made in the form of a planetary variator, the drive shaft of which is made integral with the carrier, in which the satellites are mounted, pressed on one side by a support disk, rigidly fixed to the body, and on the other hand, by a pin the disk using a screw connected to the clamping disk through the spring and the thrust bearing, while the working surface of the satellites abuts the driven ring inserted into the slots of the driven crown with the possibility of two crank-slide mechanisms, the sliders of which are connected to the driven ring through the bearing, and the connecting rods are connected through pairs of bevel and cylindrical gears with a drive shaft, the shank of which is mounted for rotation inside the front of the clamping disk, the rear of which is mounted for rotation in the driven crown, which is the output element of the steering mechanism.

На фигуре изображен в разрезе рулевой механизм в сборе с валом рулевого управления, где: 1 - винт; 2 - пружина; 3 - ведомая корона; 4 - опорный подшипник; 5 - поджимной диск; 6 - сателлит; 7 - ведомое кольцо; 8 - шатуны; 9 - ползуны; 10 - подшипник; 11 - опорный диск; 12, 13 - цилиндрические шестерни; 14 - ведущий вал с водилом; 15 - корпус; 16, 17 - конические шестерни.The figure shows a sectional steering mechanism assembly with a steering shaft, where: 1 - screw; 2 - spring; 3 - driven crown; 4 - pillow block bearing; 5 - clamping disc; 6 - satellite; 7 - a conducted ring; 8 - connecting rods; 9 - sliders; 10 - bearing; 11 - a reference disk; 12, 13 - cylindrical gears; 14 - drive shaft with a carrier; 15 - case; 16, 17 - bevel gears.

Рулевой механизм транспортного средства с переменным передаточным числом содержит корпус 15, в котором установлены ведущий вал, выполненный заодно с водилом 14, в которое установлены сателлиты 6, поджатые с одной стороны опорным диском 11, жестко закрепленным на корпусе 15, а с другой - поджимным диском 5 с помощью винта 1, связанного с поджимным диском 5 через пружину 2 и опорный подшипник 4, при этом рабочая поверхность сателлитов 6 упирается в ведомое кольцо 7, вставленное в шлицы ведомой короны 3 с возможностью перемещения двумя кривошипно-ползунными механизмами, ползуны 9 которых соединены с ведомым кольцом 7 через подшипник 10, а шатуны 8 соединены через конические 16, 17 и цилиндрические шестерни 12, 13 с ведущим валом 14, хвостовик которого установлен с возможностью вращения внутри передней части поджимного диска 5, задняя часть которого установлена с возможностью вращения в ведомой короне 3, являющейся выходным элементом рулевого механизма.The steering gear of a vehicle with a variable gear ratio includes a housing 15, in which a drive shaft is installed, made integral with the carrier 14, in which satellites 6 are mounted, pressed on one side by a support disk 11, rigidly mounted on the housing 15, and on the other, by a compression disk 5 with the help of a screw 1, connected with the clamping disk 5 through the spring 2 and the thrust bearing 4, while the working surface of the satellites 6 abuts against the driven ring 7, inserted into the slots of the driven crown 3 with the possibility of moving two crank-crawl mechanisms, the sliders 9 of which are connected to the driven ring 7 through the bearing 10, and the connecting rods 8 are connected via bevel 16, 17 and spur gears 12, 13 with the drive shaft 14, the shank of which is mounted for rotation inside the front of the clamping disk 5, the rear which is installed with the possibility of rotation in the driven crown 3, which is the output element of the steering mechanism.

Рулевой механизм транспортного средства с переменным передаточным числом работает следующим образом. При вращении рулевого колеса ведущий вал, выполненный заодно с водилом 14, поворачивается в соответствующую сторону. Сателлиты 6, установленные в водиле 14 с возможностью вращения поворачиваются, обкатываясь по опорному диску 11, жестко закрепленному на корпусе 15. Посредством фрикционного контакта сателлиты 6 передают вращение на ведомое кольцо 7, которое через шлицевое соединение передает вращение на ведомую корону 3, соединенную с рулевым приводом. Регулирование силы поджатия сателлитов 6 между опорным диском 11, ведомым кольцом 7 и поджимным диском 5 обеспечивается винтом 1, воздействующим на поджимной диск 5 через пружину 2 и опорный подшипник 4. При этом ведущий вал 14 вращает жестко посаженную шестерню 13, которая передает вращение через цилиндрические шестерни 12 и конические шестерни 17 на конические шестерни 16, играющие роль кривошипов. При вращении шестерен 16, как в одну, так и в другую сторону, шатуны 8 перемещают ползуны 9 и через подшипник 10 ведомое кольцо 7 по шлицам ведомой короны 3 из точки А в точку В, что соответствует повороту рулевого колеса из центрального положения влево или вправо до упора. Линия контакта ведомого кольца 7 с рабочей поверхностью сателлитов 6 перемещается из точки А, соответствующей максимальному передаточному числу в точку В с минимальным передаточным числом, аналогично принципу работы вариатора Пирожкова Е.И. Закон изменения передаточного числа рулевого механизма определяется параметрами кривошипно-ползунных механизмов 8, 9, цилиндрических шестерен 12, 13, конических шестерен 16, 17. Передаточное число, при этом, может достигать значительных величин - 1:50 и более.The steering mechanism of a vehicle with a variable gear ratio works as follows. When the steering wheel rotates, the drive shaft, made integral with the carrier 14, is rotated in the corresponding direction. The satellites 6 installed in the carrier 14 are rotatably rotated, rolling around on the support disk 11, rigidly mounted on the housing 15. Through friction contact, the satellites 6 transmit the rotation to the driven ring 7, which transfers the rotation through the spline connection to the driven crown 3 connected to the steering driven. The compression force of the satellites 6 between the support disk 11, the driven ring 7 and the compression disk 5 is regulated by a screw 1 acting on the compression disk 5 through the spring 2 and the support bearing 4. In this case, the drive shaft 14 rotates the hard-set gear 13, which transmits rotation through the cylindrical gears 12 and bevel gears 17 on bevel gears 16, playing the role of cranks. When the gears 16 rotate, either one way or the other, the connecting rods 8 move the sliders 9 and through the bearing 10 the driven ring 7 along the splines of the driven crown 3 from point A to point B, which corresponds to the steering wheel turning from the central position to the left or to the right all the way. The contact line of the driven ring 7 with the working surface of the satellites 6 moves from point A corresponding to the maximum gear ratio to point B with the minimum gear ratio, similar to the principle of operation of the variator Pirozhkova E.I. The law of change in the gear ratio of the steering mechanism is determined by the parameters of the crank-slide mechanisms 8, 9, spur gears 12, 13, bevel gears 16, 17. The gear ratio, in this case, can reach significant values - 1:50 or more.

При необходимости рулевое управление, в состав которого будет входить предлагаемый рулевой механизм с переменным передаточным числом, можно выполнить активным. Шестерня 13 в этом случае должна быть свободного вращения относительно ведущего вала 14, но иметь возможность жесткого соединения с ним с помощью муфты, управляемой автоматически, а шестерни 12 должны вращаться электродвигателем по сигналам блока управления в зависимости от скорости автомобиля, угла поворота органа управления и скорости его вращения, положения электродвигателя, датчиков системы динамической стабилизации. В случае выхода из строя электродвигателя или блока управления устанавливается жесткое соединение шестерни 13 и ведущего вала 14, при этом сохраняется возможность не только управлениия транспортным средством, но и изменения передаточного числа.If necessary, the steering, which will include the proposed steering gear with a variable gear ratio, can be active. The gear 13 in this case should be free rotation relative to the drive shaft 14, but be able to be rigidly connected to it using a clutch that is automatically controlled, and gears 12 should be rotated by an electric motor according to the signals of the control unit, depending on the speed of the car, the angle of rotation of the control element and speed its rotation, the position of the electric motor, sensors of the dynamic stabilization system. In the event of a failure of the electric motor or control unit, a rigid connection of the gear 13 and the drive shaft 14 is established, while it is possible not only to control the vehicle, but also to change the gear ratio.

Достоинство предлагаемого изобретения заключается в высокой нагрузочной способности планетарной передачи, увеличении ресурса за счет разгружения от нормальных сил подшипников вала рулевого механизма, широком диапазоне передаточных чисел, компактности и простоте конструкции.The advantage of the invention lies in the high load-bearing capacity of the planetary gear, increasing the resource due to unloading of the steering shaft bearings from normal forces, a wide range of gear ratios, compactness and simplicity of design.

Claims (1)

Рулевой механизм транспортного средства с переменным передаточным числом, отличающийся тем, что он выполнен в виде планетарного вариатора, ведущий вал которого выполнен заодно с водилом, в которое установлены сателлиты, поджатые с одной стороны опорным диском, жестко закрепленным на корпусе, а с другой стороны - поджимным диском с помощью винта, связанного с поджимным диском через пружину и опорный подшипник, при этом рабочая поверхность сателлитов упирается в ведомое кольцо, вставленное в шлицы ведомой короны с возможностью перемещения двумя кривошипно-ползунными механизмами, ползуны которых соединены с ведомым кольцом через подшипник, а шатуны соединены через пары конических и цилиндрических шестерен с ведущим валом, хвостовик которого установлен с возможностью вращения внутри передней части поджимного диска, задняя часть которого установлена с возможностью вращения в ведомой короне, являющейся выходным элементом рулевого механизма.Steering gear of a vehicle with a variable gear ratio, characterized in that it is made in the form of a planetary variator, the drive shaft of which is made integral with the carrier, in which the satellites are mounted, pressed on one side by a support disk, rigidly fixed to the body, and on the other hand with a clamping disk using a screw connected to the clamping disk through a spring and a thrust bearing, while the working surface of the satellites abuts against a driven ring inserted into the slots of the driven crown with the possibility of movement two crank-slide mechanisms, the sliders of which are connected to the driven ring through the bearing, and the connecting rods are connected through pairs of bevel and cylindrical gears with a drive shaft, the shank of which is mounted for rotation inside the front of the clamping disk, the rear of which is mounted for rotation in the driven crown , which is the output element of the steering mechanism.
RU2019123919A 2019-07-23 2019-07-23 Steering gear of vehicle with variable gear ratio RU2720751C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019123919A RU2720751C1 (en) 2019-07-23 2019-07-23 Steering gear of vehicle with variable gear ratio

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019123919A RU2720751C1 (en) 2019-07-23 2019-07-23 Steering gear of vehicle with variable gear ratio

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2720751C1 true RU2720751C1 (en) 2020-05-13

Family

ID=70735500

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019123919A RU2720751C1 (en) 2019-07-23 2019-07-23 Steering gear of vehicle with variable gear ratio

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2720751C1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2622857A1 (en) * 1987-11-10 1989-05-12 Renault STEERING MECHANISM WITH VARIABLE DEMULTIPLICATION CONTROLLED AT VEHICLE SPEED
CN101007543A (en) * 2006-01-27 2007-08-01 株式会社万都 Variable gear ratio steering apparatus for an automobile
RU2370398C2 (en) * 2007-07-20 2009-10-20 Вячеслав Константинович Снимщиков Electric power steering with wave reducer, active steering control with cycloidal variator
WO2017022934A1 (en) * 2015-08-05 2017-02-09 자동차부품연구원 Vehicle tilting apparatus

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2622857A1 (en) * 1987-11-10 1989-05-12 Renault STEERING MECHANISM WITH VARIABLE DEMULTIPLICATION CONTROLLED AT VEHICLE SPEED
CN101007543A (en) * 2006-01-27 2007-08-01 株式会社万都 Variable gear ratio steering apparatus for an automobile
RU2370398C2 (en) * 2007-07-20 2009-10-20 Вячеслав Константинович Снимщиков Electric power steering with wave reducer, active steering control with cycloidal variator
WO2017022934A1 (en) * 2015-08-05 2017-02-09 자동차부품연구원 Vehicle tilting apparatus

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA1109294A (en) Transmission-differential combination
US20090260468A1 (en) Steering device and movement converting device used therefor
US10421481B2 (en) Utility vehicle steering system
US2164504A (en) Variable speed transmission
US20070209861A1 (en) Superimposed Steering System for a Vehicle
US10647350B2 (en) Steering gear for a vehicle, vehicle, method for controlling a steering gear and method for steering a vehicle
JPH07323852A (en) Variable steering angle ratio steering device for vehicle
JPH07257406A (en) Vehicular steering device with variable rudder angle ratio
US20190315389A1 (en) Steering Gear and Steering System
US8092333B2 (en) Torque transmission structure, traction drive transmission device, and steering device for vehicle
RU2720751C1 (en) Steering gear of vehicle with variable gear ratio
JPH06219287A (en) Steering transmitting device
US3529494A (en) Reverse gearing assembly
JP6507225B2 (en) Conical disk type continuously variable transmission
US3453904A (en) Transmission mechanism for automobile vehicles and the like
US11465673B2 (en) Motor-assisted steering ball-screw
US20100331133A1 (en) Superposition-drive for a steering system
US20210155280A1 (en) Steering Gear
JP2016124368A (en) Steering angle variable device and ball-nut type steering gear unit
CN110001757B (en) Variable speed ratio steering system based on cross axle universal joint
WO2020188967A1 (en) Frictional roller reducer
KR101450320B1 (en) Rack Assist Type Electric Power Steering Apparatus having Ball Reducer
JP2010285000A (en) Electric power steering device
RU2265553C1 (en) Booster actuating mechanism
US1616311A (en) Progressive change-speed device