ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО
ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

ДОНСКОЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

ЦЕНТР ДИСТАНЦИОННОГО ОБУЧЕНИЯ

Кафедра «Сервис и техническая эксплуатация автотранспортных средств»

Конструкция, расчет и потребительские свойства автомобилей

ТРАНСМИССИЯ И ХОДОВАЯ ЧАСТЬ

Учебное пособие

4. КАРДАННАЯ ПЕРЕДАЧА

     Карданная передача служит для передачи крутящего момента от ведомого вала коробки передач или раздаточной коробки к ведущему валу главной передачи. Ее применение связано с тем, что изменяется взаимное положение осей валов трансмиссии, и они не лежат на одной прямой.
     Коробка передач 1 (рис. 19, а) или раздаточная коробка на автомобиле, установлена выше ведущего моста 7, в результате чего ось карданного вала 5, передающего крутящий момент, расположена под некоторым углом а к горизонтали. Коробка передач соединена с рамой неподвижно, а ведущий мост подвешен к ней при помощи рессор. Когда при прогибе рессор изменяется положение моста относительно рамы, изменяется и угол a наклона карданного вала 5.

Рис.19. Схема карданной передачи: а - с шарнирами; б - шарнир неравных угловых скоростей

4.1 Карданные шарниры неравных угловых скоростей

     Простейший карданный шарнир состоит из двух вилок 8 и 10 (рис. 19, б) укрепленных на валах 3 и 5, и крестовины 9 с шипами, входящими в отверстия вилок и соединяющими шарнирно валы. Вилка 10, поворачиваясь относительно оси А—А, может одновременно с крестовиной поворачиваться относительно оси Б—Б, обеспечивая передачу вращения от одного вала к другому при изменении угла между осями валов. Такой карданный шарнир называется жестким шарниром неравных угловых скоростей. В нем при равномерном вращении ведущей вилки 8 ведомая вилка 10 вращается неравномерно: в течение одного оборота она дважды обгоняет ведущую вилку и дважды отстает от нее. В результате этого возникают дополнительные нагрузки, вызывающие изнашивание деталей шарнирного соединения и узлов трансмиссии.
     Такая неравномерность вращения возникает при наличии одного кардана неравной угловой скорости в случае взаимного расположения валов под углом a. Точка Б (рис. 19, б), лежащая на вертикально расположенном шипе, при вращении вала 3 опишет окружность в вертикальной плоскости. Соответствующая точка на горизонтальном шипе, связанном с вилкой вала 5, при этом опишет такую же окружность, расположенную в плоскости, наклоненной под углом a к вертикальной плоскости. Ось, проведенная через центр крестовины перпендикулярно плоскости валов, является линией пересечения плоскостей перемещения шипов. Таким образом, при вращении валов крестовина качается на шипах в пределах угла a, что и вызывает неравномерность вращения вала 5 при равномерном вращении вала 3. При любом положении валов

где φ₁и φ₂-углы поворота соответственно ведущей и ведомой вилок кардана.

Угловые скорости соответственно

     Дифференцируя приведенное выше выражение (1), получим

откуда

     Используя выражение (1), исключим из равенства угол φ₂ , тогда

     Наибольшее значение отношения ω₂/ω₁, характеризующее неравномерность вращения, соответствует наименьшему значению знаменателя, получающемуся при φ₁ = 0°, 180°, 360° и т. д.
     При этом

     Наименьшее значение отношения ω₂/ω₂ получается при φ₁ = 90°, 270° и т. д.
     При этом

     Для устранения неравномерного вращения применяют два одинаковых карданных шарнира, причем их вилки, расположенные на противоположных концах карданного вала, должны лежать в одной плоскости. Тогда неравномерность, вызываемая одним карданным шарниром, компенсируется неравномерностью другого. Однако и при двух карданных шарнирах угол между осями валов не должен превышать 23°.
     При движении автомобиля в результате прогиба рессор расстояние между коробкой передач и задним мостом изменяется, поэтому на валу одну из вилок карданного шарнира устанавливают на шлицах, чтобы длина карданного вала также могла изменяться.
     В карданных передачах легковых автомобилей наряду с жесткими шарнирами неравных угловых скоростей применяют и мягкие карданные шарниры, имеющие упругий элемент в виде муфты из эластичного материала, упругая деформация которого позволяет не только передавать крутящий момент между валами, пересекающимися под углом 2÷5°, но и защищает трансмиссию от жестких ударов. Примером такой передачи может служить карданная передача автомобилей ВАЗ-2105,-2107 и др. Она состоит из переднего и заднего карданных валов, промежуточной опоры и трех шарниров, из которых передний представляет собой упругий элемент, соединяющий ведомый вал коробки передач с передним валом карданной передачи.

О ПОСОБИИ            НАЗАД            ВПЕРЕД            СОДЕРЖАНИЕ            СПИСОК ПОСОБИЙ