Карданные передачи

I. ОБЩИЕСВБДЕНШ

Вданномучебномпособиирассматриваютсякарданныепередачи трансмиссииавтомобилей. Карданныепередачиприводавспомогатель­ ногоиспециальногооборудованиянерассматриваются.

Карданнаяпередачаавтомобиляестьмеханизмтрансмиссии, со­ стоящийизодногоилинесколькихкарданныхваловикарданныхшар­ ниров,предназначенныйдляпередачикрутящегомоментавнутритран­ смиссиимеждуагрегатами, осиваловкоторыхнесовпадаюти могут изменятьсвоеположение[I ].

Наибольшеевлияниенахарактеристикукарданнойпередачи ока­ зываюткарданныешарниры. Заметим, чтовавтостроениикэлементам карданныхпередачотносяттакжеупругиеижесткиемуфтч, изучавмыевкурсе"Деталимашин" [ 2 ] . Этииогфтыстандартом11] предпи­ сываетсяназыватьполукарданнымишарнирами. Установленаследующая основнаяклассификацияшарниров[I]:

Покинематическим Карданныешаршрыравныхугловыхсгоростей свойствам Карданныешарнирынеравныхугловыхскорос­

тей

Поналичиюопреде­ Полныекарданныешарниры ленныхосейкача- Полукарданныешарниры йия

Карданнымшарниромравныхугловыхскоростейназываютшарнир,

укоторогоугловыескоростиведущегоиведомоговаловравнымежду собой[I.J . Карданнымшарниромнеравныхугловыхскоростейназыва­ ютшарнир, укоторогоприравномернойскоростивращенияведущего валаугловаяскоростьведомоговалапзравномерна[I ] . Полным карданнымшарниромназываютшарнир, имеющийопределенныеосикачания. Полукарданнымназываютшарнир, неимеющийопределенных осейкачания.

Расстояниямеждуагрегатамитрансшссиивследствиелинейныхи угловыхколебанийнаподвескахпериодическиизменяются. Длякомпенсацииэтихизмененийкарданнаяпередачадолжнаиметьвозкожностьосевогоперемещениянекоторыхэлементов. Всвязисэтш в техническойлитературе[3 ] дополнительнокуказаннойвышеоснов­ нойклассификацииприняторазличать; универсальныекарданныешар­ ниры, конструкциякоторыхдопускаетотносительноеосевоепереме-

щениеэлементоввнутришарнира, ипростые, неимеющиеосевой компенсации. .Универсальныешарнирыприменялисьвтрансмиссияхав­ томобилейс5олвераннихконструкций, однакоприменяютсяиногдаив современныхавтомобиляхвприводеведутдихколеспринезависимой подвескепоследних. Всовременныхконструкцияхпреобладаютпростыешарниры, аосеваякомпенсацияобеспечиваетсяустановкой на карданномвалускользящейвилки.

Конструкциикарданныхиполукарданныхшарнировимеютбольшое разнообразие. Подробноеописаниемногихизнихдановработах[3, 4]. Наиболеераспространеннымявляетсяпростойполныйкарданный шарнирнеравныхугловыхскоростейскрестовиной. Нарис. 2,а по­ казанакарданнаяпередачасдвумятакимишарнирами. Конструкции шариковыхшарнировравныхугловыхскоростейпоказанынарис. 1 ,г и2,г(слева). Нарис. 2,гоправапредставленаоднаизконструкцийуниверсальногошарнира.,Полукарданныешарнирыпоказаны на рис. 2,6 (жесткие) и2 ,всправа(упругий).

Втрансмиссииавтомобилейкарданныепередачииспользуют для передачикрутящегомоментамеждуследукщимиагрегатами: между двигателемикоробкойпередачприеесамостоятельнойустановке, междукоробкойпередачиведущиммостомилираздаточнойкоробкой, междураздаточнойкоробкойиведущимимостами, междуцентральной передачейиведущимиколесамипринезависимойихподвеске, между центральнойшш бортовойпередачейиуправляемымиведущимиколесами. Такимобразомнаавтомобиле, взависимостиотегоколесной формулыикинематическойсхемытрансмиссии, можетбытьнесколько самостоятельныхкарданныхпередач. Нарис. I показанытиповые карданныепередачиразличныхавтомобилей, нарис. 2 - ж>роткие карданныепередачи, соединяющиеблизкорасположетаыеагрегаты и передачиприводауправляемыхколес.

2. исходав ДАННЫЕ, ОСНОВНЫЕТРЕБОВАНИЯ

Исходнымиданнымиприпроектированиикарданныхпередачябля - ются: техническаяхарактеристикаавтомобиля, Ю1нематическаясхема трансмиссии, компоновкаавтомобилясуказаниемнанейвзаимного расположенияагрегатовирасстояниймеждуними. Требования, кото­ рымдолжнаудовлетворятьопределеннаякарданнаяпередача, могут

а

Рис. I. Карданные передачие в т о т б т е й с различной

колесной формулой:

а - автомобиля 4x4;

б - автомобиля6x6;

в - трехшарнирная, автомобиля 4x2;

г- одно1иарнир1ШЯ, вприводе к ведущему управ­ ляемому колесу с зависимой подвеской

Рис. 2.Отдельныевидыкарданныхпередач:

а- Сшарш'фагди, имеющимикрестовину; б- сжесткимиполукарданныгдишарш1рами; в- с

упругим полукарданшм mapiBipoM ; г, д- двухитрехшарнирнаяпередачиприводаведу­

щегоуправляемогоколесаснозаяксиыойподвеской

оказатьобратноевлияниенапринятиетогоилииноговзаимного

расположенияагрегатовприкомпоновке.

Основннетребования, которыедолжныбытьучтеныприпроектированиикарданнойпередачи:

1)вращешеконечныхваловдол;шобытьсинхроннымилиблизким

ксинхроннои^;

2)возможнобольшийк.п.д. ималыйшумкарданнойпередачи;

3)жесткостькарданнойпередача, являющейсяоднимизупругих звеньевтрансмиссии, должнабытьвыбранасучетомдинамических

характеристиквсехэлементовтрансшссии, так, чтобысобственные частотыкрутильныхколебашйтрансмиссиинаходилисьвнеэксплуатационныхрежимов;

4)рациональнаяутшшкацияотдельныхэлементов;

5)хорошаязащищенностьтрущихсяповерхностейшарнировиком­ пенсирующегоустройстваотвытеканиясмазклипопаданиявлаги и иыли;

6)доступностьибольшаяпериодичностьобслуживания.

3. ВЫБОРКОНСТРУКЦИИКАРДАННОЙПЗРРДАЧИ, СОЩНЯКШ ДМ АГРЕГАТАТРАНСШССИИ

Припроектированиикарданнойпередачи, соединяющейдваагрегататрансшссйи, первыглподлежащюлрешениювопросомявляетсяво­ просопромежуточнойопоре. Врядеслучаевединственное, вполне очевидноерешениеопределяетсякомпоновкойилирасстоякиеммезкду агрегатами. Напршлер, принебольшомрасстояниимездуагрегатами очевиднымрешениемявляетсявыполнениедвухшарнирнойкарданной передачибезпромежуточнойопоры. Присоединениираздаточнойкоробкисзадниммостомтележкитрехосногоавтсг.вдбиля, не именцего проходногомоста, очеввдншлрешош1емявляетсявшолнеш5ечетырех­ шарнирнойпередачиспромежуточнойопорой(передачаПнарис,1,6). Вопросопромежуточнойопореболеевсегоотноситсякпроектирова­ ниюкарданнойпереда'ш, соединяющейкоробкупередачиведущий моствавтомоб1Ш1х4x2, прирасстояниимездуэтимиагрегатами, превосходящемодинметр. Чтобырешитьвопросопромекуточнсйопо­ ревобщемслучае, следуетопределитьдопустшлуюдлинукарданного ъажаLj^rnax •измеряемуюпоцентрамшарниров. Допустимойявляется длина, прикоторойрасчетнаякритическаячастотавращениякардан-

ноговалапревышаетмаксимальнуючастотуеговращенияпримаксимальнойскоростиавтомобиляна435? (см. п. 2. 3. 4 ОСТ37.001.05374 (б) ). Допустимуюдлину мс.таоопределитьвследуицем порядке:

а).,Определяетсявеличинамаксимальногокрутящегомомента на карданномвалунанизшейпередаче 7^,^

где^ „)а х~ максимальнаяскоростьавтомобиля, км/ч;

-расчетныйрадиусведущихколес, м;

-передаточноечислооткарданноговалакведущимколе­ сам; обычно = tg , где ig- передаточноечисл<^

главнойпередачи.

в). Выбираютсяпредварительныеразмеоы д ж d сечениятру­ быкарданноговала. Дляэтогомогут* бытьиспользованыданные табл. I, вкоторойприведеныстандартныеразмерысечений[ 6 ] к величиныкрутящихмоментов, соответствующиестатистическимуровнямнапряженийкручениявкарданныхвалахгрузовых( Г 100...

120 Н/»^) илегковых( Т = 25...55 Н/мм^) автомоои,лей. Кроме

ТабX I q а

Стандартныеразмерысеченвятрубкарданныхваловжнхнагрузочная

способность