Ngày nay khoa học kỹ thuật đang có những bước phát triển rất nhanh nhằm nâng cao chất lượng đời sống của con người. Cùng với sự phát triển đó nghành công nghiệp ôtô đã có những bước phát triển lớn tạo nên chất lượng trong việc phục vụ của ôtô.
Trên ôtô, hệ thống lái là một trong hai hệ thống điều khiển, với tính năng đó hệ thống lái có những yêu cầu riêng. Qua quá trình phát triển, hệ thống này ngày càng được cải thiện cũng như có những phát minh mới đảm bảo được các yêu cầu, nâng cao tính năng sử dụng, góp phần vào sự thuận lợi và an toàn trong việc sử dụng ôtô.
Trong sự phát triển đó việc hiểu rõ các vấn đề về hệ thống lái là rất cần thiết nhằm tạo điều kiện thuận lợi cho việc sử dụng, sửa chữa bảo dưỡng và cải tiến hệ thống lái. Với mục đích đó, trong giới hạn thời gian, đề tài này chỉ giới hạn trong việc “Phân tích khai thác hệ thống lái trên các xe ôtô tải”. Thông qua việc tổng hợp những kiến thức đã học và việc tìm hiểu những cái mới, mong rằng đề tài sẽ đem tại một cái nhìn tổng quan hơn về hệ thống lái trên xe ô tô tải.
Cùng với việc “thiết kế mô phỏng hệ thống lái trợ lực thuỷ lực” sẽ đem lại kiến thức thực tế và góp phần vào việc tạo ra hệ thống học cụ giúp cho việc giảng dạy trong nhà trường được trực quan hơn.
84 trang |
Chia sẻ: oanh_nt | Lượt xem: 2118 | Lượt tải: 5
Bạn đang xem trước 20 trang nội dung tài liệu Đồ án Thiết kế mô phỏng hệ thống lái trợ lực thuỷ lực, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
MỤC LỤC
PHẦN I – ĐẶT VẤN ĐỀ 4
PHẦNII - PHÂN TÍCH KHAI THÁC HỆ THỐNG LÁI TRÊN CÁC ÔTÔ
A.NHỮNG VẤN ĐỀ CHUNG HỆ THỐNG LÁI TRÊN ÔTÔ
I. Công dụng, Phân loại, Yêu cầu hệ thống lái trên ôtô 5
Công dụng 5
Phân loại 5
Yêu cầu 6
II. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động hệ thống lái đơn giản 7
III.Các chỉ tiêu đánh giá hệ thống lái 8
Tỉ số truyền 8
Độ rơ vành tay lái 8
Hiệu suất thuận, hiệu suất nghịch 9
B. PHÂN TÍCH KẾT CẤU HỆ THỐNG LÁI
CHƯƠNG I - CƠ CẤU LÁI 10
Đặc điểm chung 10
Cơ cấu lái bánh răng – thanh răng 10
Cơ cấu lái trục vít con lăn 13
Đặc điểm chung 13
Cơ cấu lái trục vít con lăn trên xe tải Kraz – 608 14
Cơ cấu lái trục vít – êcu bi – thanh răng 15
Đặc điểm chung 15
Cấu tạo 15
Nguyên lý làm việc 16
Cơ cấu lái trục vít – êcu bi – thanh răng trêm xe tải Kraz – 250 17
Cấu tạo 17
Nguyên lý làm việc 18
Cơ cấu lái trục vít – êcu bi – thanh răng trên xe Maz – 500 18
Cấu tạo 18
Nguyên lý làm việc 18
Cơ cấu lái trục vít – êcu bi – thanh răng xe Kamaz 19
Cấu tạo 20
Nguyên lý làm việc 20
Cơ cấu lái trục vít - êcu bi – thanh răng trên xe tải Landrover 21
Cấu tạo 21
Nguyên lý làm việc 22
V. Trục lái và vành tay lái 23
Giới thiệu chung 23
Trục lái và vành tay lái xe Landrover 24
CHƯƠNG II - DẪN ĐỘNG LÁI 25
Đặc điểm chung 25
Các phương án bố trí dẫn động lái trên ôtô 26
Trường hợp bố trí đòn ngang bên và đòn ngang trước cầu trước 26
1.1.1 Dẫn động lái trên xe Yaz – 451M 26
.Trường hợp đòn ngang bên và đòn ngang đặt sau cầu xe 27
Sơ đồ chung 27
Dẫn động lái trên xe Kamaz 5320 27
Dẫn động lái trên xe tải Landrôver có bộ giảm chấn 28
Dẫn động lái trên cơ cấu lái trục răng - thanh răng 29
Trường hợp cơ cấu lái và dẫn động lái đặt sau cầu trước 29
Dẫn động lái trên xe Gaz – 3102 30
Dẫn động lái trên cơ cáu lái dạng đòn quay dùng với hệ thống treo độc lập 31
CHƯƠNG IV –TRỢ LỰC LÁI
Các vấn đề tổng quan về trợ lực lái 33
Các yêu cầu của trợ lực lái 33
Các bộ phận chủ yếu của trợ lực lái 33
Nguồn cung cấp (bơm) 33
Bộ phận phân phối (van phân phối) 34
Cơ cấu chấp hành (xi lanh lực) 34
Các phương án bố trí hệ thống trợ lực 34
Nguồn cung cấp (Bơm) 38
Bơm cánh gạt 38
Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của bơm cánh gạt 38
Bơm trợ lực kiểu cánh gạt trên xe Kraz – 250 39
a.Cấu tạo 40
b.Nguyên lý hoạt động 41
Bơm trợ lực xe tải Kamaz 45
Cấu tạo 45
Nguyên lý hoạt động 46
Bơm trợ lực xe Z130 49
Cấu tạo 49
Nguyên lý hoạt động 50
Bơm bánh răng 51
Đặc điểm chung 51
Cấu tạo 51
Nguyên lý hoạt động 51
Bơm bánh răng sử dụng trên xe Maz – 6422 52
Cấu tạo 52
Nguyên lý hoạt động 53
Bộ phận phân phối của trợ lực lái 55
Van phân phối 55
Cấu tạo 55
Nguyên lý hoạt động 55
Trợ lực kiểu van trượt trên cơ cấu lái trục vít – êcu bi – thanh răng xe Z130 56
Cấu tạo 56
Nguyên lý hoạt động 58
Trợ lực trên cơ cấu lái trục vít – êcu bi – thanh răng xe Maz – 6422 61
Cấu tạo hệ thống lái xe Maz – 6422 61
Kết cấu của van phân phối 62
Nguyên lý hoạt động của hệ thống trợ lực 63
Trợ lực kiểu van trượt trên cơ cấu lái trục vít – êcu – bi trên xe Kamaz 66
Cấu tạo 66
Nguyên lý hoạt động 67
PHẦN III - THIẾT KẾ MÔ PHỎNG HỆ THỐNG LÁI TRỢ LỰC THUỶ LỰC.
I. Đặt vấn đề 73
II. Thiết kế mô hình 73
PHẦN IV - KẾT LUẬN 76
TÀI LIỆU THAM KHẢO 78
PHẦN I - ĐẶT VẤN ĐỀ.
Ngày nay khoa học kỹ thuật đang có những bước phát triển rất nhanh nhằm nâng cao chất lượng đời sống của con người. Cùng với sự phát triển đó nghành công nghiệp ôtô đã có những bước phát triển lớn tạo nên chất lượng trong việc phục vụ của ôtô.
Trên ôtô, hệ thống lái là một trong hai hệ thống điều khiển, với tính năng đó hệ thống lái có những yêu cầu riêng. Qua quá trình phát triển, hệ thống này ngày càng được cải thiện cũng như có những phát minh mới đảm bảo được các yêu cầu, nâng cao tính năng sử dụng, góp phần vào sự thuận lợi và an toàn trong việc sử dụng ôtô.
Trong sự phát triển đó việc hiểu rõ các vấn đề về hệ thống lái là rất cần thiết nhằm tạo điều kiện thuận lợi cho việc sử dụng, sửa chữa bảo dưỡng và cải tiến hệ thống lái. Với mục đích đó, trong giới hạn thời gian, đề tài này chỉ giới hạn trong việc “Phân tích khai thác hệ thống lái trên các xe ôtô tải”. Thông qua việc tổng hợp những kiến thức đã học và việc tìm hiểu những cái mới, mong rằng đề tài sẽ đem tại một cái nhìn tổng quan hơn về hệ thống lái trên xe ô tô tải.
Cùng với việc “thiết kế mô phỏng hệ thống lái trợ lực thuỷ lực” sẽ đem lại kiến thức thực tế và góp phần vào việc tạo ra hệ thống học cụ giúp cho việc giảng dạy trong nhà trường được trực quan hơn.
PHẦN II: PHÂN TÍCH KHAI THÁC HỆ THỐNG LÁI TRÊN ÔTÔ
A. NHỮNG VẤN ĐỀ CHUNG CỦA HỆ THỐNG LÁI Ô TÔ TẢI
CÔNG DỤNG, PHÂN LOẠI YÊU CẦU
1. Công dụng
Hệ thống lái của ô tô dùng để thay đổi hướng chuyển động nhờ quay các bánh xe dẫn hướng cũng như để giữ hướng chuyển động thẳng hay chuyển động cong của ôtô khi cần thiết.
2.Phân loại
Theo bố trí bánh lái:
Hệ thống lái với bánh lái bố trí bên phải dùng cho những nước thừa nhận luật đi đường theo phía phải.
Hệ thống lái với bánh lái bố trí bên trái dùng cho những nước thừa nhận luật đi đường theo phía bên trái
Theo số lượng bánh dẫn hướng:
Hệ thống lái với bánh dẫn hướng ở cầu trước
Hệ thống lái với bánh dẫn hướng ở hai cầu
Hệ thống lái với bánh dẫn hướng ở tất cả các cầu
Theo kết cấu của cơ cấu lái chia ra:
Hệ thống lái với cơ cấu lái loại trục răng thanh răng
Hệ thống lái với cơ cấu lái loại trục vít con lăn
Hệ thống lái với cơ cấu lái loại trục vít – êcu bi – thanh răng.
Theo kết cấu và nguyên lý làm việc của bộ cường hoá chia ra:
Hệ thống lái với bộ cường hoá thuỷ lực
hệ thống lái với bộ cường hoá khí nén
hệ thống lái với bộ cường hoá bằng điện
Theo kết cấu của bộ phận thuỷ lực:
Hệ thống lái với bộ phận trợ lực kiểu van xoay
Hệ thống lái với bộ phận trợ lực kiểu van trượt
3. Yêu cầu
Hệ thống lái sử dụng trên ô tô cần phải đảm bảo yêu cầu tối thiểu về sự an toàn của xe và hàng hoá trong quá trình sử dụng và vận chuyển. do đó hệ thống lái phải đảm bảo các yêu cầu sau:
Đảm bảo tính năng vận hành cao của ôtô có nghĩa là khả năng quay vòng nhanh và ngoặt trong một thời gian ngẳn trên một diện tích rất bé.
Lực tác động lên vành tay lái nhe, vành tay lái phải nằm ở vị trí tiện lợi đối với người lái để tạo cảm giác thoải mái cho người lái trong quá trình điều khiển.
Đảm bảo động học quay vòng đúng để trong quá trình quay vòng bánh xe không bị trượt lết.
Hệ thống trợ lực phải đảm bảo chính xác, tính chất tuỳ động đảm bảo phối hợp chặt chẽ của sự tác động của hệ thống lái và sự quay vòng của các bánh xe dẫn hướng.
Đảm bảo quan hệ tuyến tính giữa góc quay vành tay lái và góc quay vòng của các bánh xe dẫn hướng.
Cơ cấu lái phải được đặt ở phần được treo để kết cấu hệ thống treo trước không ánh hướng đến tính động học của cơ cấu lái.
Hệ thống lái phải được bô trí sao cho thuận tiện cho quá trình bảo dưỡng, sữa chữa
Cấu tạo chung và hoạt động của hệ thống lái đơn giản.
Hình 1. Hệ thống lái đơn giản.
01-Vành tay lái; 02-Trục lái; 03-Trục vít; 04-Bánh vít; 05-Cam quay bên trái; 06,11,10-Hình thang lái; 07-Đòn quay ngang; 09-Cam quay bên phải; 13-Đòn quay đứng.
Cấu tạo chung một hệ thống lái điển hình bao gồm các bộ phận chính sau: Vành lái, trục lái, cơ cấu lái, các đòn dẫn động lái, bánh xe dẫn hướng.
Cấu tạo của hệ thống lái được chia ra hai phần chính: cơ cấu lái và dẫn động lái. Trên các hệ thống lái có trợ lực được bố trí thêm thiết bị trợ lực lái.
Cơ cấu lái được xác định bao gồm: các chi tiết từ vành lái tới hộp giảm tốc của hệ thống lái.
Dấn động lái bao gồm các kết cấu dẫn động nối từ cơ cấu lái tới các bánh xe dẫn hướng và các liên kết giữa hai bánh xe dẫn hướng.
Thiết bị trợ lực lái bao gồm: nguồn năng lượng, van điều khiển, bộ phận chấp hành, các đường dẫn.
Theo sơ đồ của hệ thống lái đơn giản như trên, vành tay lái 1 được gắn trên một đầu trục lái 2. Đầu kia có đặt trục vít 3. trục vít 3 ăn khớp bánh vít 4 (bánh vít nằm trên trục 14). Bộ trục vít bánh vít 3, 4 và vỏ chứa bộ trục vít bánh vít là cơ cấu lái. Truyền động lái gồm đòn quay đứng 13, thanh kéo dọc 12, đòn quay ngang 7, hình thang lái gồm ba thanh 6, 10, 11 và các cam quay bên trái và bên phải 5, 9.
Trục lái có nhiệm vụ truyền mômen lái từ vành lái xuống cơ cấu lái, kết cấu trục lái đảm bảo tính an toàn khi xe bị đâm trực diện.
Cơ cấu lái có nhiệm vụ biến chuyển động quay tròn thành chuyển động góc trong mặt phẳng thẳng đứng của đòn quay đứng và giảm tỷ số truyền theo yêu cầu cần thiết.
Dẩn động lái gồm các chức năng: nhận chuyển động từ cơ cấu lái tới các bánh xe dẫn hướng và đảm bảo quan hệ quay của bánh xe dẫn hướng trong và ngoài sao cho không xảy ra hiện tượng trượt bên ở tất cả các bánh xe( hạn chế khả năng gây ra mài mòn lốp nhanh), đồng thời tạo liên kết truyền lực giữa các bánh xe dẫn hướng.
Các chỉ tiêu đánh giá hệ thống lái.
Tỷ số truyền:
Tỷ số truyền hệ thống lái liên quan tới việc giảm nhẹ lực trên vành lái và góc quay vành lái lớn nhất tính từ vị trí ô tô đi thẳng tới vị trí ô tô quay vòng gấp. Nếu tỷ số truyền hệ thống lái lớn thì khả năng giảm nhẹ lực vành tay lái sẽ nhiều nhưng góc quay vành tay lái sẽ lớn và ngược lại.
Quy định của quốc tế về lực trên vành lái phải nằm dưới giá trị 700N, góc quay vánh lái lớn nhất không vượt quá 5 vòng quay vành lái, tính theo các mép biên cuối cùng ở cả hai bên.
Độ rơ vành lái:
Độ rơ vành lái là chỉ tiêu an toàn quan trọng. Độ rơ vành lái càng nhỏ càng tốt tuy nhiên điều này khó thực hiện ngay cả khi hệ thống còn mới. Sau thời gian sử dụng các mặt lắp ghép bị mòn sẽ làm tăng độ rơ vành lái, trong quá trình bảo dưỡng sửa chữa cần được điều chỉnh hợp lý.
Quy định về độ rơ vành lái như sau:
Với ô tô có tốc độ lớn nhất trên 100km/h, độ rơ vành lái không vượt quá 18°.
Với ô tô có tốc độ lớn nhất trên 25-100km/h, độ rơ vành lái không vượt quá 27°.
Với ô tô có tốc độ lớn nhất dưới 25km/h, độ rơ vành lái không vượt quá 36°.
Độ rơ vành lái tăng lên trong sử dụng phụ thuộc nhiều vào sự mòn của các chi tiết, nhất là độ mòn của cơ cấu lái. Quy luật mòn của cơ cấu lái thể hiện ở hình sau:
Theo hình trên, khu vực giữa (tương ứng với trạng thái xe đi thẳng) là khu vực mòn nhiều nhất. Do vậy các tiêu chuẩn đo độ rơ vành lái yêu cầu xác định độ rơ tại trạng thái xe đứng yên, hướng đi thẳng.
Hiệu suất thuận và hiệu suất nghịch.
Hiệu suất thuận được tính theo khả năng truyền công suất từ vành lái xuống bánh xe, ngược lại là hiệu suất nghịch.
Kết cấu của hệ thống lái cho phép hiệu suất thuận bằng hiệu suất nghịch. Một số kết cấu bố trí hiệu suất thuận lớn hơn hiệu suất nghịch nhằm đảm bảo khả năng điều khiển bánh xe từ vành lái được nhẹ nhàng, nhưng các va đập từ bánh xe ít bị truyền mạnh lên vành lái.
Hiệu suất của hệ thống lái phụ thuộc chủ yếu vào hiệu suất truyền của cơ cấu lái. Để nâng cao hiệu suất trên ô tô ngày nay sử dụng các kết cấu có tổn hao ma sát trong cơ cấu nhỏ. Hiệu suất cơ khí đạt 85%-90%.
B. PHÂN TÍCH KẾT CẤU CỤ THỂ
Chương I: CƠ CẤU LÁI
I. Đặc điểm chung
Cơ cấu lái là một bộ giảm tốc đảm bảo tăng mômen tác động của người lái đến các bánh xe. Do đó cơ cấu lái cần đảm bảo các yêu cầu sau:
Có thể quay cả hai chiều để đảm bảo chuyển động cần thiết ổn định của ôtô.
Có một hiệu suất cao để lái nhẹ trong đó cần có hiệu suất theo chiều thuận lớn hơn hiệu suất theo chiều nghịch để các va đập từ mặt đường được giữ lại ở cơ cấu lái một phàn lớn.
đảm bảo giá trị thay đổi của tỉ số truyền theo yêu cầu cần thiết khi thiết kế.
Có khả năng điều chỉnh khe hở ăn khớp của cơ cấu lái là dễ dàng nhất.
II . Cơ cấu lái bánh răng – thanh răng
Cơ cấu lái bánh răng – thanh răng xuất hiện và rất nhanh được sử dụng phổ biến trên các xe ô tô du lịch và xe tải nhỏ, xe SUV. Nó là một cơ cấu cơ khí khá đơn giản. Một bánh răng được nối với một ống kim loại, một thanh răng được gắn trên một ống kim loại. Một thanh nối (tie rod) nối với hai đầu mút của thanh răng.
Bánh răng tròn được nối với trục tay lái. Khi bạn xoay vành tay lái, bánh răng quay làm chuyển động thanh răng. Thanh nối ở hai đầu thanh răng được gắn với một cánh tay đòn trên một trục xoay (hình 1.1).
Hình 1.1: cơ cấu lái bánh răng – thanh răng
Cặp bánh răng – thanh răng làm hai nhiệm vụ:
- Chuyển đổi chuyển động xoay của vành tay lái thành chuyển động thẳng cần thiết để làm đổi hướng bánh xe.
- Nó cung cấp một sự giảm tốc, tăng lực để làm đổi hướng các bánh xe dễ dàng và chính xác hơn.
Cơ cấu gồm hai bộ phận chính là trục răng – thanh răng.
Thanh răng là một thanh trụ tròn trên đó có bố trí các răng trên mặt tru.
thanh răng có vai trà như đòn lái ngang. Trong quá trình hoạt động thanh răng sẽ chuyển động tịnh tiến trong vỏ thanh răng và truyền chuyển động tịnh tiến này đến đồn ngang bên.
Có hai cách bố trí đòn ngang bên:
Đòn ngang bên liên kết với thanh răng qua ổ bắt bulông.
Đòn ngang bên liên kết với thanh răng ở hai đầu thanh răng.
Trục răng được nối với trục lái thông qua khớp then hoa và có các răng ăn khớp với các răng trên thanh răng.. trục răng thường được bố trí sao cho trục răng nghiêng ngược chiều nghiêng của răng trên thanh răng nhờ vậy hệ số trùng khớp của bộ truyền lớn làm việc êm. Hệ số trùng khớp nói trên là: tỉ số giữa hai cung trên đường lăn (hoặc vòng lăn) ứng với đoạn ăn khớp thực và bước ăn khớp được gọi là hệ số trùng khớp của cơ cấu.
Dẫn hướng thanh răng là một chi tiết được bố trí có đường tâm trùng với đường tâm của thanh răng. Bộ phận này có nhiệm vụ đảm bảo khe hở ăn khớp của trục răng và thanh răng và cũng là bạc trượt để thanh răng chuyển động tịnh tiến. trong quá trình trục răng – thanh răng hoạt động thì các răng sẽ bị mòn chính vì thế để tự động điều chỉnh khe hở này người ta bố trí lò xo ép dẫn hướng thanh răng vào trục răng và được giữ cố định nhờ một ecu gọi là ecu điều chỉnh, việc xiết chặt hay nới lỏng ecu này sẽ làm tăng hoặc giảm lực ép lò xo lên dẫn hướng thanh răng. Để chánh trường hợp ecu tự nới lỏng, bên ngoài ecu có ốc khóa chặt, sau khi đã xác định lực xiết ecu phù hợp cho lực ép lò xo người ta xiết chặt ốc khóa.
Nguyên lý làm việc: khi người lái quay vòng vành tay lái để chuyển hướng, thông qua trục lái mômen quay vòng được truyền xuống khớp then hoa của trục răng làm quay trục răng. Thông qua sự ăn khớp của trục răng và thanh răng sẽ biến chuyển động quay của trục răng thành chuyển động tịnh tiến của trục thanh răng qua trái hoặc qua phải tùy theo chiều quay của trục răng. Chuyển động tịnh tiến này sẽ làm đòn bên tịnh tiến theo kéo cam quay quay theo các góc nhất định làm bánh xe dẫn hướng quay và xe được chuyển hướng.
Kết cấu loại này đơn giản, gọn nhẹ vì cơ cấu lái nhỏ và thanh răng kết hợp với đòn ngang lái. Việc lắp ráp và sữa chửa cũng dễ dàng.
Trục răng và thanh răng ăn khớp với nhau trực tiếp nên độ nhạy cao, đồng thời trong quá trình ăn khớp ma sát lớn nên khả năng truyền lực tốt nên khả năng điều khiển được dễ dàng hơn.
Cơ cấu lái loại này được bao kín nên chống bụi bặm và ít phải bảo dưỡng.
Nhờ có êcu điều chỉnh khe hở ăn khớp nên đảm bảo được khe hở ăn khớp.
Tỉ số truyền của bộ truyền luôn đảm bảo không thay đổi.
Với cơ cấu loại này thì hiệu suất thuận bằng hiệu suất nghịch.
Tuy nhiên cơ cấu trục răng – thanh răng hiện nay chủ yếu sử dụng trên các loại ô tô du lịch và ô tô con là chủ yếu. Còn trên các loại xe tải thì thường không sủ dụng. hoặc nếu có sử dụng thì thường có bộ phận trợ lực bằng điện.
II. Cơ cấu lái trục vít con lăn
Đặc điểm chung
Hình1.2: cơ cấu lái trục vít – con lăn
trục vít lõm; 2- con lăn; 3- trục lái; 4- trục con lăn; 5- trục bị động; 6- vỏ cơ cấu lái
Trước đây cơ cấu lái trục vít – con lăn được sử dụng rất rộng rãi trên ô tô vì dễ dàng hơn trong việc chế tạo bộ truyền với tỉ số truyền lớn hơn 24. Tuy nhiên ngày nay ít dược sử dụng do việc bố trí trợ lực lái phức tạp hơn các loại cơ cấu lái khác. Cơ cấu lái trục vít glôbôit có độ bền cao hơn so với cơ cấu lái trục vít trụ thẳng.
Đặc diểm cơ bản của cơ cấu lái loại này là sử dụng trục vít glôbôit lõm và con lăn ăn khớp có số lượng it. Trục lái sẽ tiếp chủ động tiếp nhận lực từ vành tay lái và truyền xuống trục vít glôbôit, trục vít glôbôit được quay trên các ổ bi côn và có thể điều chỉnh được độ rơ ổ bi.
Trục vit glôbốit ăn khớp với con lăn 2 có 3 ren để có thể xoay đi một góc tương ứng. Con lăn 2 được bố trí sao cho có thể quay trơn trên trục con lăn nhờ các ổ bi kim. Trục con lăn mang theo con lăn quay trên trục bị động 5 của cơ cấu lái (được gọi là trục dẻ quạt) đầu ngoại của trục bị động được bố trí then hoa để liên kết với đòn quay đứng của dẫn động lái. Toàn bộ cơ cấu đặt trong vỏ cơ cấu 6, toàn bộ cơ cấu được bôi trơn bằng dầu bôi trơn bánh răng, vỏ cơ cấu đồng thời là giá bắt chặt cơ cấu lái với khung ô tô, đồng thời có tác dụng che chắn bụi bẩn không chui vào tron cơ cấu cũng như ngăn không cho dầu bôi trơn từ bên trong bị dò dỉ ra bên ngoài.
Khi trục vít quay, trục vít vô tận cố định trên trục láí, con lăn bị dịch chuyển quay xung quanh trục bị động, thực hiện quay đòn quay đứng.
Như vậy chuyển động quay vành tay lái đã tạo nên chuyển động quay với góc quay nhỏ của đòn quay đứng. có thể hiểu: con lăn đã thay thế một số răng của cung răng và tạo nên tỉ số truyền cho cơ cấu lái. về mặt cơ cấu có thể coi đây là của cơ cấu lái trục vít bánh vít biến dạng.
Nhờ con lăn, ma sát của cơ cấu giảm nhỏ, tuy vậy sau một thời gian làm việc sự mài mòn thường xảy ra ở khu vực ăn khớp giữa trục vít và con lăn, do đó mà phải điều chỉnh khe hở này.
Ưu điểm của cơ cấu trục vít con lăn là kết cấu gọn, độ bền và độ chống mòn của các trục vít và con lăn cao và có hiệu suất cao. Do diện tích tiếp xúc ăn khớp của trục vít glôbôit lớn hơn loại trục vít trụ. lực tác dụng được phân đều lên 3 ren của con lăn chư không tập trung tại một điểm như vậy khả năng mài mòn đều hơn, trong cơ cấu này thì ma sát trượt được thay thế bằng ma sát lăn.
Con lăn có thể có một, hai hoặc ba tầng ăn khớp với răng của trục vít và lăn tự do trên trục con lăn. Việc gia tăng các tầng của con lăn có thể làm giảm áp suất riêng tác dụng lên bề mặt tiếp xúc kể cả khi cơ cấu làm việc ở trạng thái biên. thường thì các loại xe tải hiện nay chủ yếu sử dụng con lăn loại một tầng.
Một ưu điểm nữa của cơ cấu lái loại này là hiệu suất nghịch thấp (0.35-0.5) hơn hiệu suất thuận cho phép cơ cấu lái hấp thụ tốt các va đập từ bánh xe lên vành tay lái.
Dưới đây trình bày cơ cấu lái loại trục vít – con lăn sử dụng trên một số xe tải.
Cơ cấu lái trục vít con lăn trên xe tải Kaz – 608
Cơ cấu lái trục vít con lăn trên xe tải Kraz – 608 được trình bày trên hình 1.3
Hình 1.3: Cơ cấu lái trục vít con lăn
đai ốc chặn có ren; 2- lông đền chống xoay; 3- đòn kéo ngang; 4- bulông chặn có ren; 5- ống điều chỉnh trục bị động; 6- nắp cơ cấu; 7- lông đền cong; 8- bulông định vị chốt; 9- ổ bi ngoài; 10- trục bị động; 11- vòng đệm vỏ cơ cấu; 12- ổ bi chặn trên và chặn dưới trục vít; 13- trục vít; 14- đệm nắp ổ dưới;15- nắp dưới; 16- lông đền; 17- bulông giữ; 18- bulông nắp dưới trục vít; 19- bulông giữ nắp trên; 20- nút tra dầu; 21- lỗ bắt nắp trên; 22- đai ốc bắt con lăn; 23- con lăn;24- t; 25-trục con lăn;26- bạc đỡ chặn
Trục vít 13 có dạng glôbôit lõm, được đặt tực lên vỏ cơ cấu bằng cách tựu lên hai ổ bi đỡ chặn 12. Trục vít được nối với trục lái thông qua ống then hoa. Khi trục vít bắt vào vỏ cơ cấu lái một đầu được chặn bằng vòng chặn và vòng chắn dầu để dầu trong ổ bi không bị bẩn và tràn ra ngoài. Đầu còn lại được chặn bởi nắp dưới 15 có tấm đệm 16 gồm có thể là hai hay nhiều tấm có tác dụng là khi ổ bi bị mòn nhiều thì người ta sẽ tháo bớt một hoặc vài tấm tuỳ vào độ mòn của ổ bi để chỉnh lại độ dơ của ổ. Nhờ đó nắp dưới sẽ được ép chặt vào ổ bi hơn và khử được độ dơ.nắp dưới được bắt chặt với vỏ cơ cấu bằng bu lông 17 có lông đền 16. trục bị động 10 có giá đỡ con lăn. Một đầu trục 10 có then hoa và ren để lắp đòn quay đứng và có bu lông để xiết chặt, đầu còn lại có ren để lắp chi tiết 5 để điều chỉnh trục bị động và đai ốc chặn số 4. Đai ốc khoá 1 được bắt lên chi tiết 5. Trong quá trình hoạt động thì giữa 2 chi tiết tiếp xúc sẽ có độ rơ do đó để điều chỉnh độ rơ giữa trục vít và con lăn người ta sẽ điều chỉnh trục bị động 10 nhờ vặn ống điều chỉnh 5 khi đó trục bị động 10 sẽ dịch chuyển tịnh tiến dọc trục và như vậy ta sẽ điều chỉnh được độ dơ giữa trục vít13 và con lăn 23, khi đã đạt được độ rơ hợp lý người ta sẽ vặn chặt đai ốc khoá số 1 lại. Ở đây trục vít. trục vít 1 nằm trong vỏ cơ cấu lái và được gối lên ổ 12 và 9 tại 3 vị trí. nắp trên 6 được bắt với vỏ cơ cấu lái tại 4 vị trí nhờ bulông 19, ở giữa có vòng đệm để chắn dầu. trên nắo trên có bố trí lỗ tra dầu vào cơ cấu 20,lỗ này được đóng kín bằng bulông.
III.Cơ cấu lái trục vít - êcu bi – thanh răng:
1. Đặc điểm chung
Cơ cấu trục vít êcu bi – thanh răng cung răng là loại được dùng rộng rãi trên các loại ô tô tải trọng lượng lớn, còn các loại xe tải trọng nhỏ thường ít dùng loại cơ cấu láí loại này. Cơ cấu lái trục vít êcu- bi cung răng còn có một tên gọi khác là cơ cấu lái liên hợp. trên hình 1.4 trình bày kết cấu chung của cơ cấu lái loại trục vít – êcu bi – thanh răng.
Hình 1.4: Cơ cấu lái trục vít – êcu bi – thanh răng
trục vít (trục chủ động); 2- êcu – thanh răng; 3- bi; 4- đòn quay đứng (trục bị động); 5- cung răng; 6- ốc điều chỉnh; 7- vỏ cơ cấu
a. Cấu tạo
Cơ cấu loại này bao gồm các bộ phận chính sau (hình 1.4):
Trục vít vô tận 1 là phần chủ động gắn liền với trục lái và vành tay lái. Là loại trục vít dạng trụ có các rãnh vít vô tận bố trí với góc nghiêng nhỏ (góc nâng ren). Profin của ren có dạng tròn lõm, thanh hoặc tam giác, các viên bi 3 chạy trong ra