Theo kết cấu của cơ cấu lái chia ra loại bánh răng-thanh răng, trục vít-cung răng, trục vít-con lăn, trục vít-êcu bi-thanh răng-cung răng.
Cơ cấu lái trục vít con lăn
Loại cơ cấu lái này hiện nay được sử dụng rộng . Trên phần lớn các ôtô loại có tải trọng bé và tải trọng trung bình đều đặt loại cơ cấu này. Cơ cấu lái gồm trục vít glôbôit 1 ăn khớp với con lăn 2 đặt trên các ổ bi kim của trục 3 của đòn quay đứng. Số lượng ren của loại cơ cấu lái trục vít con lăn có thể là một, hai hoặc ba tuỳ theo lực truyền qua cơ cấu lái.
Ưu điểm:
- Nhờ trục vít có dạng glô-bô-it cho nên tuy chiều dài trục vít không lớn nhưng sự tiếp xúc các răng ăn khớp được lâu hơn và trên diện rộng hơn, nghĩa là giảm được áp suất riêng và tăng độ chống mài mòn.
Hình 6.3. Cơ cấu lái trục vít – con lăn . 1 -Trục vít 2 -Con lăn 3 - Ổ bi kim
80
- Tải trọng tác dụng lên chi tiết tiếp xúc được phân tán tùy theo cỡ ô tô mà làm con lăn có hai đến bốn vòng ren.
- Mất mát do ma sát ít hơn nhờ thay được ma sát trượt bằng ma sát lăn.
- Có khả năng điều chỉnh khe hở ăn khớp giữa các bánh răng. Đường trục của con lăn nằm lệch với đường trục của trục vít một đoạn = 5 7mm, điều này cho phép triệt tiêu sự ăn mòn khi ăn khớp bằng cách điều chỉnh trong quá trình sử dụng.
Cơ cấu lái kiểu trục vít êcu bi- thanh răng- cung răng.
Gồm một trục vít, cả hai đầu trục vít được đỡ bằng ổ bi đỡ chặn. Trục vít và êcu có rãnh tròn có chứa các viên bi,các viên bi lăn trong rãnh và truyền lực. Khi đến cuối rãnh thì các viên bi theo đường hồi bi quay trở lại vị trí ban đầu.
Khi trục vít quay (phần chủ động), êcu bi chạy dọc trục vít, chuyển động này làm quay răng rẻ quạt .Trục của bánh răng rẻ quạt là trục đòn quay đứng. Khi bánh răng rẻ quạt quay làm cho đòn quay đứng quay, qua các đòn dẫn động làm quay bánh xe dẫn hướng.
Hình 6.4. Cơ cấu lái kiểu trục vít êcu bi-thanh răng cung rang. 1. Vỏ cơ cấu lái 6. Phớt
2.Bi dưới 7. Đai ốc điều chỉnh
3.Trục vít 8. Đai ốc hãm
4.Êcu bi 9.Bánh răng rẻ quạt
10 9 8
3 2
81
5.Ổ bi trên 10.Bi
Ưu điểm:
Cơ cấu lái kiểu trục vít-êcu bi –cung răng có những ưu điểm sau:
- Ma sát giữa trục vít và ê cu là ma sát lăn thông qua các viên bi, bởi vậy mà hiệu suất truyền lực cao, giảm được sự mòn trong cơ cấu lái.
- Tỉ số truyền của cơ cấu lái có thể thay đổi nếu bán kính vòng chia của cung răng và bước thanh răng thay đổi.
- Hiệu suất thuận và nghịch gần bằng nhau và đạt được η = 0,7 ÷ 0.85, có khả năng điều chỉnh khe hở giữa thanh răng và bánh răng rẻ quạt
Ta có thể giảm nhẹ lực đánh lái khi xe chạy chậm hoặc đang đỗ bằng cách thay đổi tỷ số truyền của cơ cấu lái.Tuy nhiên khi tăng tỷ số truyền của cơ cấu lái thì làm giảm độ nhạy của cơ hệ thống lái. Trên các xe có trợ lực lái ta dùng cơ cấu lái có tỷ số truyền không thay đổi được.
Đặc điểm của loại cơ cấu lái có tỷ số truyền không đổi là các bán kính ăn khớp của các răng rẻ quạt C1, C2, C3 là bằng nhau và các bán kính ăn khớp D1, D2, D3 của các răng đai ốc bi cũng bằng nhau. Do vậy tỷ số truyền của mỗi răng là không đổi ở bất kỳ góc quay nào của trục răng rẻ quạt và bằng tỷ số sau:
Hình 6.5. Cơ cấu lái loại trục vít -êcu bi cung răng.
Cơ cấu lái kiểu bánh răng - thanh răng
Cơ cấu lái kiểu bánh răng -thanh răng gồm bánh răng ở phía dưới trục lái chính ăn khớp với thanh răng, trục bánh răng được lắp trên các ổ bi.Thanh răng có cấu tạo dạng răng nghiêng,
C D c =c =c d =d =d C C D D
82
phần cắt răng của thanh răng nằm ở phía giữa, phần thanh còn lại có tiết diện tròn. Khi vô lăng quay, bánh răng quay làm thanh răng chuyển động tịnh tiến sang phải hoặc sang trái trên hai bạc trượt. Sự dịch chuyển của thanh răng được truyền tới đòn bên qua các đầu thanh răng, sau đó làm quay bánh xe dẫn hướng quanh trụ xoay đứng.
Hình 6.6. Cơ cấu lái kiểu bánh răng - thanh răng.
1.Trục lái. 7. Đai ốc.
2.Chụp nhựa. 8. Đai ốc điều chỉnh. 3.Đai ốc điều chỉnh. 9. Lò xo.
4. Ổ bi trên. 10. Thanh răng.
5.Vỏ cơ cấu lái. 11. Trục răng.
6. Dẫn hướng thanh răng. 12. Ổ bi dưới.
Cơ cấu lái đặt trên vỏ xe để tạo góc ăn khớp lớn cho bộ truyền răng nghiêng, trục răng đặt nghiêng ngược chiều với chiều nghiêng của thanh răng nhờ vậy sự ăn khớp của bộ truyền lớn,do đó làm việc êm và phù hợp với việc bố trí vành lái trên xe.
Cơ cấu lái kiểu bánh răng- thanh răng có các ưu điểm sau:
11 10 9 8 7 6 5 4 3 12 2 1
83
- Cơ cấu lái đơn giản gọn nhẹ. Do cơ cấu lái nhỏ và bản thân thanh răng tác dụng như thanh dẫn động lái nên không cần các đòn kéo ngang như các cơ cấu lái khác.
- Có độ nhạy cao vì ăn khớp giữa các răng là trực tiếp. Sức cản trượt, cản lăn nhỏ và truyền mô men rất tốt nên tay lái nhẹ.
- Cơ cấu lái được bao kín hoàn toàn nên ít phải chăm sóc bảo dưỡng