10. Определяем угол закручивания вала, в градусах, с помощью выражения:

, (3.9)

где - модуль сдвига материала, для стали = 85 ГПа;

- полярный момент инерции сечения.

= 3,3517134  3,4.

Угол закручивания не должен превышать на метр длины вала. В противном случае следует увеличить площадь поперечного сечения карданного вала или уменьшить его длину.

Крестовина карданной передачи

Размеры крестовины находятся из условий, что крестовина не будет иметь остаточных деформаций под действием максимального крутящего момента двигателя при включенной первой передаче в коробке передач.

Шипы крестовины рассчитывают на изгиб и срез (рис. 3.3).

Рис. 3.3. Крестовина

1. Максимальное значение силы, которая действует на детали карданного сочленения, определяется по формуле:

, (3.10)

где - плечо приложения силы , принимаем = 90 мм = 0,09 м;

- угол между входным и выходным валами, принимаем = 3⁰ (рис.4.1);

= 29953 Н.

2. Напряжение изгиба в сечении A – A определяется по формуле:

, (3.11)

где длина шипа, зависит от карданного игольчатого подшипника, принимаем = 30 мм = 0,03 м;

- осевой момент сопротивления, определяется по формуле:

, (3.12)

где - диаметр шипа, зависит от карданного игольчатого подшипника, принимаем = 35 мм = 0,035 м.

В конструкциях карданных шарниров напряжения изгиба должно быть не более МПа.

= 4207·10^-9 м³.

= 106797004 Па  107 МПа .

3. Касательные напряжения, возникающие в поперечном сечении шипа, работающие на срез определяется по формуле:

, (3.13)

где - диаметр шипа.

В конструкциях карданных шарниров касательные напряжения, возникающие в поперечном сечении шипа должны быть не более МПа.

= 31148316 Па  31 МПа .

Крестовину карданного шарнира изготовляют из стали 12ХН3А, 18ХГТ, 20 Х с последующей цементацией (HRC 58 ÷ 65).

Вилка шарнира карданной передачи

Вилка шарнира под действием силы испытывает изгиб и кручение (рис.3.4). В сечении Б – Б:

Рис. 3.4. Вилка шарнира

, (3.14)

где - длина плеча вилки карданного шарнира, зависит от крестовины, принимаем = 65 мм = 0,065 м.

- осевой момент, для прямоугольного сечения.

, (3.15)

где - ширина плеча вилки карданного шарнира в сечении Б – Б, зависит от крестовины, принимаем = 25 мм = 0,025 м;

- длина плеча вилки карданного шарнира в сечении Б – Б, зависит от крестовины, принимаем = 80 мм = 0,08 м.

В конструкциях карданных шарниров напряжения изгиба должно быть не более МПа.

= 26666·10^-9 м³.

= 73012262 Па  73 МПа .

Касательные напряжения, возникающие в вилке, определяется по формуле:

, (3.16)

где - длина плеча в вилке, принимаем = 12 мм = 0,012 м;

- полярный момент сопротивления.

Полярный момент сопротивления для прямоугольного сечения, рассчитывается по формуле:

, (3.17)

где - коэффициент, зависящий от соотношения сторон сечения (таблица 3.1), принимаем = 0,267.

Таблица 3.1. Коэффициента , зависящего от соотношения сторон сечения

	1	1,5	2	2,5	3
	0,208	0,231	0,246	0,258	0,267

= 13350·10^-9 м³.

Касательные напряжения, возникающие в вилке должны быть не более МПа.

= 26924044 Па  27 МПа .

Вилки карданного шарнира изготовляют из среднеуглеродистых сталей 35, 40, 45 или 40ХНМА.