Требования к карданной передаче

Карданнаяпередачаосуществляетсиловуюсвязь механизмов автомобиля, валы которых несоосны или расположены под углом и служит для пердачи крутящего момента между валами механизмов.

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 колёсам, от главной передачи к ведущим колёсам с независимой подвеской.

К карданной передаче предъявляются специальные требования, в соответствии с которыми она должна обеспечить:

- передачу крутящего момента и равномерное вращение валов соединяемых механизмов независимо от угла между валами;

- передачу крутящего момента без создания в трансмиссии автомобиля дополнительных нагрузок;

- высокий КПД;

- бесшумность при работе.

Взаимное расположение валов механизмов, соединяемых карданной передачей, и угол между валами существенно влияют на конструкцию и работу карданной передачи.

Когда карданная передача соединяет коробку передач и раздаточную коробку, то угол наклона соединяющего карданного вала составляет 3…5⁰ . Если карданная передача связывает коробку передач или раздаточную коробку с главной передачей, наклон карданного вала может быть 12…15⁰. Наибольший угол между соединяемыми валами может достигать 30…32⁰ в том случае, когда карданная передача применяется для передачи крутящего момента ведущему управляемому колесу.

Значение КПД карданной передачи имеет большое значение в многоосных автомобилях вследствие большого числа карданных шарниров. Поэтому даже при высоком КПД одного шарнира (0,985…0,99) и обычном распределении мощности и крутящего момента на трение во всех карданных шарнирах могут быть значительными (4…6 %), что приводит к снижению общего КПД трансмиссии автомобиля.

При расчёте карданной передачи производится следующее:

- определение критической частоты вращения карданного вала;

- расчёт деталей карданной передачи на прочность.

При вращении карданного вала возникает центробежная сила вследствие неравномерного распределения массы вала по диаметру и его кривизны по длине. Центробежная сила вызывает дополнительный прогиб вала:

Р_ц=m(f+e)ω²,

где е – смещение центра тяжести вала вследствие неуравновешенности;

f – дополнительный прогиб вала;

m – масса вала:

ω – угловаяскоростьвала.

Центробежная сила уравновешивается силой упругости вала

Р_у=cf,

где с – изгибная жёсткость вала.

Из условия равенства сил Р_ц=Р_у имеем f= .

C учётом выражений массы вала и его изгибной жёсткости критическая частота вращения будет:

для трубчатого вала n_кр= ;

для сплошного вала n_кр= .

В процессе эксплуатации вследствие изнашивания трущихся поверхностей, увеличения зазоров и нарушения центрирования карданного вала критическая частота вращения карданного вала постепенно уменьшается.

В связи с этим при выборе размеров карданного вала для удовлетворительной работы карданной передачи необходимо, чтобы критическая частота вращения была в 1.5…2 раза больше максимальной частоты вращения карданного вала, соответствующей максимальной скорости движения автомобиля. Для повышения критической частоты вращения карданного вала следует уменьшить его длину и увеличить диаметр.

Поиск по сайту: