Рулевые механизмы колесных тракторов

Рулевой механизм, который преобразует вращательное движение рулевого колеса в угловое перемещение рулевой сошки, состоит из рулевого колеса с валом и рулевой передачи.

Рулевой механизм не должен препятствовать стабилизации прямолинейного движения и передавать толчки со стороны дороги на рулевое колесо (должен быть необратимым).

По конструкции рулевые механизмы разделяют на шестеренчатые, червячные, винтовые, кривошипные, смешанные.
Шестеренчатые механизмы в настоящее время на тракторах почти не применяют, так как они не обеспечивают при малых габаритных размерах необходимое передаточное число и, кроме того, все они обратимы.

Рис. 1. Рулевые механизмы колесных тракторов:

а — червяк и радиальный сектор; б — червяк и боковой сектор; в — червяк и ролик; г — винт и шип

Наибольшее распространение получили червячные механизмы, выполненные в различных вариантах: червяк и радиальный сектор (рис. 1, а), червяк и боковой сектор (рис. 1, б), червяк и ролик (рис. 1, в). Из-за высокой износостойкости и КПД чаще всего применяют механизмы в виде червяка и ролика. В червячном рулевом механизме необходимо предусматривать двойное регулирование: изменение осевого зазора прокладками под нижней крышкой картера и регулирование зацепления червячной пары перемещением оси рулевой сошки с укрепленным в ней роликом (ось сошки устанавливают на эксцентрике).

Для большинства рулевых механизмов КПД зависит от направления передачи крутящего момента: при передаче момента от рулевого колеса (прямой КПД) КПД выше, чем при передаче момента от направляющих колес (обратный КПД).

Для червячного механизма с радиальным роликом прямой и обратный КПД соответственно составляют

ηП = {tg(beta)}/{tg(beta+mu}); ηO = {tg(beta-mu})/{tg(beta)};

где μ — угол трения; β — угол подъема винтовой линии червяка.

Высокий прямой КПД облегчает управление трактором, а большой обратный КПД уменьшает обратимость механизма.

Изменяя угол β, можно регулировать обратимость механизма.

Так, при β≤μ передача полностью необратима, но при этом полностью нарушается весовая стабилизация прямолинейного движения машины.

Для согласования этих противоречивых положений принимают μ=8÷12°.
В шестеренчатом рулевом механизме прямой и обратный КПД равны. На передачу «обратных» ударов помимо обратимости рулевого механизма влияет жесткость рулевого привода — элементов, расположенных между рулевым и направляющими колесами. Снижая жесткость рулевого привода, можно уменьшать «обратные» удары, но при этом будет снижаться устойчивость прямолинейного движения трактора из-за возникающих колебаний направляющих колес.

В существующих конструкциях упругость рулевого привода (отношение угла поворота рулевого колеса к моменту на рулевом колесе при закрепленных направляющих колесах) с=1,5÷2 град/(Н·м).

Уменьшить силы «обратных» ударов можно также, уменьшив плечо обкатки колес. При его нулевом значении «обратные» удары на рулевое колесо передаваться не будут, но при этом не будет обеспечена весовая стабилизация прямолинейного движения машины. [Конструирование и расчет тракторов. Барский И.Б. 1980 г.]

Похожие материалы