Сучасні тенденції розвитку карданних передач
В зв’язку з подальшим розвитком легкових автомобілів з приводом на передні колеса, дещо збільшується кількість карданних передач з використанням шарнірів рівних кутових швидкостей. Проводяться дослідницькі роботи по застосуванню в легкових автомобілях малого классу безшарнірних карданних передач (гнучких тонких валів).
Збільшується ресурс та надійність роботи карданних передач.
Підвищуються вимоги до величини коефіцієнту корисної дії навіть при значних кутах між осями валів та до забезпечення синхронності обертання валів, які вона з’єднує.
Створення карданних передач без поперечних вібрацій, биття валів та резонансних явищ в усьому діапазоні можливих частот обертання.
Конструювання передачі з елементами, які зменшують вплив зовнішніх факторів (вода, пил, перешкоди, тощо) на довговічність та надійність роботи.
Рис. 2. Карданні передачі Тойота одинарні та подвійні
У більшості задньоприводних автомобілів на кінцях карданних валів розташовані шарніри нерівних кутових швидкостей з фланцями. Лівим кінцем зі шліцами вали входять у шліцеве з’єднання коробки передач, а правим кінцем кріпляться до фланця веденого вала головної передачі.На одному з подвійних валів розташована проміжна опора, яка жорстко кріпиться до несучої системи.
Рис. 2. Закрита карданна передача Шевроле Corvet з одним шарніром
Карданна передача з одним шарніром використовується у тих випадках, коли осі ведучого та веденого валів знаходяться у одній площині.
Кожух закритої карданної передачі захищає карданну передачу від пошкоджень, інколи труба закритої карданної передачі служить для передачі штовхаючих зусиль та сприйняття реактивних моментів заднього моста.
Рис. 3. Карданна передача повноприводного автомобіля ЗИЛ-131 з шарнірами нерівних кутових швидкостей:
1-задній ведучий міст; 2-редуктор заднього моста; 3, 5, 8, 10, 13, 16, 24, 25, 33, 39, 40-вилки шарнірів; 4-карданний вал заднього моста; 6-редуктор середнього моста; 7-середній міст; 9-карданний вал середнього моста; 11-барабан стоянкового гальма; 12-роздавальна коробка; 14-основний карданний вал; 15- карданний вал приводу переднього моста; 17-редуктор переднього моста; 18-передній міст; 22-голчатий підшипник; 23-коробка передач; 27-кришка стакана підшипника; 28-замкова шайба кришки стакана підшипника; 29-стакан голчатих підшипників; 30-хрестовина; 31-канал підводу мастила; 32-маслянка; 34-установлювальна мітка; 35-ущільнювальне кільце; 36- розрізна опорна шайба; 37-шліцева втулка карданноготвала; 38-балансувальна пластина.
Крутний момент від коробки передач передається карданною передачею до роздавальної коробки і дальше до всіх мостів та лебідки.
Для передачі крутного моменту до лебідки використовуються дві проміжні опори на підшипниках. Вали поєднані з вилками шліцами.
Передача крутного моменту може здійснюватись з використанням шарнірів рівних та нерівних кутових швидкостей.
А). При передачі крутного моменту з використанням шарнірів нерівних кутових швидкостей (асинхронних) при обертанні ведучого валу рівномірно, ведений вал обертається нерівномірно у зв’язку з тим, що відстань від центра підшипника хрестовини до геометричної осі ведучого вала при обертанні постійно змінюється від максимального радіуса до мінімального. Ця зміна тим більша чим більше кут між ведучим та веденим валами, який може досягати 15-200.
В). При передачі крутного моменту з використанням шарнірів рівних кутових швидкостей ведучий та ведений вали обертаються з рівними кутовими швидкостями, що дає змогу застосовувати їх для приводу ведучих керованих коліс, або до ведучих коліс з незалежною підвіскою. Кут між веденим та ведучим валами з використанням шарнірів рівних кутових швидкостей може сягати до 450. Тип шарнірів вибирається в залежності від кута між ведучим та веденим валами, величини крутного моменту що передається, враховуючи надійність та простоту конструкції.
Рис. 4. Кардана передача з асинхронними шарнірами:
1-пружна муфта; 2,12,21- болти; 3- хрестовина; 4,9- сальники; 5- стопорне кільце; 6- підшипник хрестовини; 7,20- гайки; 8,19- фланці пружної муфти та ведучої шестерні головної передачі; 10- обойма сальника;
11,14- кронштейни безпеки та проміжної опори; 13,17- передній та задній карданні вали; 15- проміжна опора; 16,18- вилки переднього та заднього карданного валів.