Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«Тюменский государственный нефтегазовый университет»
Ю. В. Неёлов, В. В. Попцов
ТЕОРИЯ АВТОМОБИЛЯ
ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ
Учебное пособие
для студентов специальности 190601 “Автомобили
и автомобильное хозяйство” дневной, заочной
и заочной сокращенной формы обучения
Тюмень
ТюмГНГУ
2010
Практическая работа №1
Расчет карданной передачи
Цель работы:
Изучить основы расчёта деталей и возникающих нагрузок в карданной передаче.
Содержание и порядок проведения работы:
1. Изучить теоретические вопросы о классификации и работе карданной передачи.
В данной практической работе расчёт производиться в следующем порядке:
● Определение напряжения кручения и угла закручивания карданного вала.
● Определение осевой силы, действующей на карданный вал.
● Расчет крестовины карданного шарнира.
Вариант задания выдается преподавателем.
1. Назначение карданной передачи, ее работа и классификация
Карданная передача служит для передачи крутящего момента между валами механизмов, взаимное положение которых может быть постоянным или меняться при движении автомобиля.
В зависимости от типа, компоновки и конструкции автомобиля карданная передача может передавать крутящий момент от коробки передач к раздаточной коробке или к главной передаче ведущего моста, от раздаточной коробки к главным передачам ведущих мостов, между главными передачами среднего и заднего ведущих мостов, от полуосей к передним ведущим и управляемым колесам, от главной передачи к ведущим колесам с независимой подвеской.
Карданная передача может также применяться в приводе от коробки отбора мощности к вспомогательным механизмам (лебедка и др.) и для связи рулевого колеса с рулевым механизмом.
Условия работы карданных передач определяются в первую очередь углами наклона их валов; чем больше углы, тем условия эксплуатации карданной передачи тяжелее.
Угол между валами зависит в основном от того, каким механизмам передает крутящий момент карданная передача.
В общем случае карданные передачи делятся на передачи закрытого и открытого типа.
Закрытая карданная передача (рис. 1.1.) применяется для легковых и грузовых автомобилей, в которых реактивный момент в заднем мосту воспринимается трубой, карданная передача размещается внутри трубы. Иногда эта труба служит для передачи толкающих усилий.
Поскольку длина карданного вала в такой конструкции не изменяется при относительных перемещениях кузова и заднего моста, компенсирующее соединение в карданной передаче такого типа отсутствует и используется только один карданный шарнир.
Рис. 1.1. Закрытая карданная передача
Открытые карданные передачи (рис. 1.2.) применяются для автомобилей, в которых реактивный момент воспринимается рессорами или реактивными тягами.
Карданная передача должна иметь не менее двух шарниров и компенсирующее соединение, так как расстояние между шарнирами в процессе движения изменяется.
На длиннобазных автомобилях часто карданная передача состоит из двух валов: промежуточного и главного.
Это необходимо в тех случаях, когда применение длинного вала может привести к опасным поперечным колебаниям, в результате совпадения его критической угловой скорости с эксплуатационной. Короткий вал обладает более высокой критической скоростью.
Рис. 1.2. Открытая карданная передача
Карданные шарниры в общем случае делятся на две большие группы:
карданные шарниры равных угловых скоростей;
карданные шарниры неравных угловых скоростей.
Карданные шарниры неравных угловых скоростей (асинхронные), имеющие две фиксированные оси качания, используют в карданной передаче при наклоне ведомого вала обычно на угол не более 20°. Универсальные карданные шарниры отличаются по конструкции от простых тем, что в них осевая компенсация осуществляется в самом механизме шарнира, а не в шлицевом соединении.
Карданные шарниры равных угловых скоростей (синхронные) применяют в приводе ведущих и одновременно управляемых колес, угол наклона ведомого вала в зависимости от конструкции шарнира может достигать 45°.
Ниже приведена классификация карданных шарниров (рис 1.3.).
Упругие полукарданные шарниры устанавливаются главным образом в карданных передачах легковых автомобилей, и в зависимости от конструкции угол наклона вала может быть 8°.
Жесткие полукарданные шарниры используют для компенсации неточности монтажа соединяемых механизмов в случае установки соединяемых механизмов на недостаточно жестком основании. Они допускают угол наклона вала не более 2°.