15.3. Конструкція та принцип роботи демультиплікатора

Картер демультиплікатора приєднаний ззаду до картера основної коробки передач. На веденому валу основної коробки передач встановлена сонячна шестірня планетарного механізму демультиплікатора. Водило з’єднане з веденим валом демультиплікатора, на якому є зубчастий вінець. Коронне колесо з’єднане з іншим зубчастим вінцем.

Для увімкнення нижчої передачі Н демультиплікатора його зубчасту муфту переміщають ліворуч, з’єднуючи зубчастий вінець коронного колеса із зубчастим вінцем, закріпленим на картері. Коронне колесо стає нерухомим і обертовий момент передається від сонячної шестерні на ведений вал демультиплікатора через сателіти і водило.

Рис. 15.3. Схема демультиплікатора: 1 – ведений вал коробки передач; 2 – сонячна шестерня; 3 – коронне колесо; 4 – картер демультиплікатора; 5 – водило; 6 – ведений вал демультиплікатора; 7 – зубчастий вінець на веденому валу демультиплікатора; 8 – зубчастий вінець, з’єднаний з коронним колесом; 9 – зубчастий вінець, з’єднаний з картером

Для увімкнення вищої передачі В демультиплікатора його зубчасту муфту переміщають праворуч, з’єднуючи зубчасті вінці коронного колеса та веденого вала демультиплікатора. Планетарний механізм заблокований. Передавальне число демультиплікатора в такому випадку дорівнює одиниці.

Запитання для самоконтролю

1. Призначення додаткових коробок передач

2 Діапазон зміни передавальних чисел коробок передач дільником та демультиплікатором

3. Схема, принцип роботи переднього дільника

4. Схема, принцип роботи демультиплікатора

§16. Карданні передачі

16.1. Призначення, класифікація, основні схеми карданних передач

Карданною називається передача, яка здійснює силовий зв'язок механізмів автомобіля, вали яких не співвісні або розташовані під кутом.

Карданна передача служить для передачі обертового моменту між валами механізмів.

Залежно від типу, компонування та конструкції автомобіля карданна передача може передавати обертовий момент від коробки передач до роздавальної коробки чи головної передачі ведучого моста, від роздавальної коробки до головних передач ведучих мостів, між головними передачами середнього та заднього ведучих мостів, від піввісей до передніх ведучих та керованих коліс, від головної передачі до ведучих коліс з незалежною підвіскою. Карданна передача також може використовуватись в приводі від коробки відбору потужності до додаткових механізмів (лебідка тощо) та для зв’язку рульового колеса з рульовим механізмом.

Карданні передачі класифікуються за рядом класифікаційних ознак.

Рис. 16.1. Класифікація карданних передач

Карданна передача складається з карданних шарнірів, карданних валів, проміжної опори та компенсувального з’єднання.

Рис. 16.2. Схема карданної передачі: 1, 4 і 6 – карданні шарніри; 2 і 5 – карданні вали; 3 – проміжна опора; 7 – компенсувальне з’єднання

Рис. 16.3. Розташування карданних передач на автомобілях: а) легковий; б) вантажний в-д) вантажний повнопривідний автомобіль; 1 – коробка передач; 2, 4, 9 і 11 – карданні вали; 3 і 10 – задні ведучі мости; 5 – проміжна опора; 6 – роздавальна коробка; 8 – передній ведучий міст

Компенсувальне з’єднання забезпечує зміну довжини карданного вала, якщо під час переміщення одного механізму щодо іншого змінюється відстань між ними, як наприклад, між ведучим мостом і коробкою передач.

Карданні шарніри забезпечують передачу обертового моменту між валами, осі яких розміщені під кутом. Розрізняють карданні шарніри рівних і нерівних (різних) кутових швидкостей.

Карданні шарніри нерівних кутових швидкостей ділять на пружні і жорсткі.

Рис. 16.4. Схема карданного шарніра нерівних кутових швидкостей: 1 ведучий вал; 2 – ведений вал; 3 і 5 – вилки; 4 – хрестовина

Пружні карданні шарніри передають обертовий момент між валами з осями, які перетинаються під кутом 2–3° або дещо більше внаслідок пружної деформації з’єднаних елементів і виконують функції додаткового погашувача крутильних коливань.

Жорсткий карданний шарнір нерівних кутових швидкостей передає обертовий момент від одного вала до іншого через рухомі з’єднання жорстких деталей. Він складається з двох вилок, в циліндричні отвори яких вставлені кінці з’єднувального елемента – хрестовини. Вилки жорстко закріплені на валах.

Під час обертання валів кінці Б і Г хрестовини гойдаються відносно площини, перпендикулярної до осі ведучого вала.

Під час повороту ведучого вала навколо своєї осі на кут α ведений вал обертається навколо своєї осі на кут β. Співвідношення між кутами повороту обох валів визначається виразом:

,

(16.1)

де γ – кут нахилу ведучого вала відносно веденого.

З цього виразу виходить, що кут β або більший від кута α, або дорівнює йому. Рівність цих кутів відзначається через кожні 90° повороту ведучого вала. Отже, при рівномірному обертанні ведучого вала частота обертання веденого вала нерівномірна і змінюється по синусоїді залежно від часу. Нерівномірність обертання тим більша, чим більший кут γ між осями валів.

Внаслідок нерівномірного обертання вала, розташованого за карданним шарніром нерівних кутових швидкостей, в трансмісії виникають додаткові пульсуючі навантаження. Ці навантаження тим більші, чим більша нерівномірність обертання.

Якщо γ = 5-10° , додаткові навантаження порівняно невеликі. У разі збільшення γ до 15-20° вони перевищують навантаження від обертового моменту двигуна. Щоб уникнути нерівномірного обертання ведучих коліс автомобіля у карданній передачі встановлюють два карданні шарніри.

Нерівномірність обертання ведучих коліс усувають також застосуванням карданних шарнірів рівних кутових швидкостей. Вони за конструкцією бувають кульковими з ділильними канавками, кульковими з ділильним важелем, кулачковими і здвоєними.

Розглянемо принцип дії карданного шарніра рівних кутових швидкостей. Ведучий та ведений вали з’єднані між собою важелями, які контактують в точці Б, лінійна швидкість якої однакова для обох важелів.

,

(16.2)

де a – найкоротша відстань від точки контакту важелів до осі веденого вала; b – найкоротша відстань від точки контакту важелів до осі ведучого вала; ω₁ і ω₂ – кутові швидкості ведучого та веденого валів відповідно.

Рівність кутових швидкостей ω₁  = ω₂ можлива, якщо b = a. Цю умову можна виконати, якщо точка контакту важелів Б лежить на бісектрисі кута 180 – γ . При обертанні валів точка Б повинна переміщатися у бісекторній площині. Конструктивно цю умову можна забезпечити кількома способами.

Рис. 16.5. Схема роботи карданного шарніра рівних кутових швидкостей: 1 – ведучий вал; 2 – ведений вал; 3 і 4 - важелі