Назначение и типы

Назначение и типы карданной передачи

Карданной называется передача, осуществ­ляющая силовую связь механизмов автомобиля, валы которых несоосны или расположены под углом.

Карданная передача служит для передачи крутящего момента между валами механизмов, взаимное положение которых может быть постоянным или меняться при движении автомобиля.

В зависимости от типа, компоновки и конструкции автомоби­ля карданная передача может передавать крутящий момент от ко­робки передач к раздаточной коробке или 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 колесам, от главной передачи к ведущим колесам с независимой подвеской. Карданная передача может также применяться в при воде от коробки отбора мощности к вспомогательным механиз­мам (лебедка и др.) и для связи рулевого колеса с рулевым механизмом.

Для соединения механизмов автомобиля применяются различного типа карданные передачи (рис. 1).

Одновальные карданные передачи (рис. 2, а) применяются на легковых автомобилях с короткой базой (расстояние между передними и задними колесами) и колесной формулой 4x2 для соединения коробки передач 1 с задним ведущим мостом 4. Такая карданная передача состоит из карданного вала 3 и двух кардан­ных шарниров 2.

Двухвальная карданная передача (рис. 2, б) применяется на автомобилях с длинной базой и колесной формулой 4x2 для свя­зи коробки передач с задним ведущим мостом. Передача включает, в себя два карданных вала, три карданных шарнира и промежу­точную опору 5. Эта карданная передача получила наибольшее распространение на легковых, грузовых автомобилях и автобусах ограниченной проходимости.

На автомобилях повышенной проходимости с колесной фор­мулой 4x4 используются три одновальные карданные передачи (рис.2, в) для соединения соответственно коробки передач с раздаточной коробкой 6, а также раздаточной коробки с задним и передним 7ведущими мостами.

На автомобилях высокой проходимости с колесной формулой 6x6 (рис.2, г) и индивидуальным приводом ведущих мостов раздаточная коробка соединяется с задним ведущим мостом двухвальной карданной передачей с промежуточной опорой 8. Связь коробки передач с раздаточной коробкой и передним и средним 9 ведущими мостами этих автомобилей осуществляется одновальными карданными передачами.

В автомобилях высокой проходимости с колесной формулой 6x6 и средним проходным ведущим мостом (рис.2, д) для связи коробки передач с раздаточной коробкой и раздаточной коробки с ведущими мостами используются одновальные карданные пе­редачи. При этом обеспечивается привод дополнительного редук­тора 10 среднего моста.

Одновальные и двухвальные карданные передачи, используе­мые для соединения коробки передач, раздаточной коробки и ведущих мостов автомобилей, имеют карданные шарниры нерав­ных угловых скоростей. Карданные передачи с шарнирами равных угловых скоростей на автомобилях применяются для привода пе­редних управляемых и одновременно ведущих колес.

Карданные шарниры. Карданным шарниром, или карданом, на­зывается подвижное соединение, обеспечивающее передачу вра­щения между валами, оси которых пересекаются под углом.

Карданный шарнир неравных угловых скоростей (асинхронный) (рис.3, а) состоит из вилки 1 ведущего вала, вилки 3 ведомого вала и крестовины 2, соединяющей вилки с помощью игольчатых подшипников. Вилка 3 может поворачиваться относительно оси ОО крестовины и одновременно с крестовиной поворачиваться отно­сительно оси О₁О₁ при передаче вращения с ведущего вала на ведомый при изменяющемся угле у между валами.

Если ведущий вал повернется на некоторый угол а, то ведо­мый вал за это время повернется на какой-то другой угол р и соотношение между углами поворота валов будет:

Следовательно, валы вращаются с разными скоростями (), а ведомый вал — еще и неравномерно. Неравномерность враще­ния валов тем больше, чем больше угол у между валами. При этом неравномерное вращение валов вызывает дополнительную дина­мическую нагрузку на детали трансмиссии и увеличивает их износ.

Для устранения неравномерного вращения используют два кар­данных шарнира неравных угловых скоростей, которые устанав­ливают на концах карданного вала. При этом вилки карданных шарниров, соединенные с карданным валом, располагаются в од­ной плоскости.

Тогда неравномерность вращения, создаваемая первым карданным шарниром, выравнивается вторым карданным шарниром, и ведомый вал вращается равномерно со скоростью ведущего вала.

Карданные шарниры неравных угловых скоростей допускают передачу вращения при углах между валами до 15...20 °.

Карданный шарнир равных угловых скоростей (синхронный) (рис.3, б) состоит из фасонных вилок, изготовленных за одно целое с ведущим 4 и ведомым 5 валами. Вилки имеют овальные делительные канавки, в которых находятся рабочие шарики 6. Центрирование вилок осуществляется шариком 7, размещенным в сферических углублениях внутренних торцов вилок.

Вращение с вала 4 на вал 5 передается через рабочие шарики 6. Канавки вилок имеют специальную форму, которая независимо от изменения угла между валами обеспечивает расположение ра­бочих шариков в плоскости АА, делящей угол пополам. В резуль­тате этого оба вала вращаются с равными угловыми скоростями ().

Шариковый шарнир такого типа может передавать вращение при углах между валами, достигающими 30...32°.

Шарнир прост по конструкции и сравнительно недорог при изготовлении. Однако он имеет ускоренное изнашивание из-за скольжения рабочих шариков относительно канавок и высокого давления между шариками и канавками.

Конструкция карданных передач. Рассмотрим карданную пере­дачу грузовых автомобилей ЗИЛ (рис. 4). Передача — двухвальная, трехшарнирная, с карданными шарнирами неравных угло­вых скоростей. Передача включает в себя основной 6 и промежуточный 1 карданные валы, соединенные между собой, с коробкой передач и задним мостом карданными шарнирами 5, промежу­точную опору 3 и компенсирующее устройство 10. Промежуточ­ная опора представляет собой шариковый подшипник 8, установ­ленный на промежуточном карданном валу. Подшипник закрыт двумя крышками 9 с войлочными манжетами и находится в упру­гой резиновой обойме 7, которая размещена в кронштейне 4, за­крепленном на раме автомобиля. Резиновая обойма подшипника уменьшает вибрации и исключает возникновение в промежуточ­ном карданном валу нагрузок, обусловленных неточностью мон­тажа опоры и деформациями рамы автомобиля.

Компенсирующее устройство 10 карданной передачи представ­ляет собой подвижное в осевом направлении соединение. Оно со­стоит из шлицевой втулки 2, приваренной к промежуточному карданному валу, и шлицевого наконечника вилки карданного шарнира 5, соединяющего карданные валы. Компенсирующее ус­тройство смазывается при сборке и уплотняется войлочной ман­жетой, а также защищается резиновым гофрированным чехлом.

Карданная передача легковых автомобилей ВАЗ (рис. 5) со­стоит из переднего 3 и заднего 7карданных валов, двух карданных шарниров 6, эластичной муфты 1 и промежуточной опоры 4. Ре­зиновая эластичная муфта соединяет вторичный вал коробки пе­редач с передним карданным валом. Передний фланец 8 муфты установлен на шлицах вторичного вала 14 коробки передач и за­креплен на нем гайкой 13, а задний фланец 9 муфты — на шлицах наконечника 11 переднего карданного вала. Шлицевое соедине­ние наконечника и фланца компенсирует изменение длины кар­данной передачи при движении автомобиля. Оно смазывается че­рез резьбовое отверстие с пробкой 12 и защищено манжетой 10. Передний 3 и задний 7 карданные валы изготовлены из тонко­стенной стальной трубы. У переднего карданного вала с обоих концов приварены шлицевые наконечники, а у заднего — вилки карданных шарниров. Задний наконечник переднего карданного вала установлен в шариковом подшипнике 22, размещенном в стальном корпусе, который завулканизирован в резиновой по­душке промежуточной опоры 4. Резиновая подушка 15 при вулка­низирована к кронштейну промежуточной опоры, который кре­пится к поперечине 5, связанной с полом кузова автомобиля. Форма резиновой подушки обеспечивает переднему карданному валу не­которое осевое перемещение в промежуточной опоре. Резиновая подушка поглощает также вибрации карданной передачи, возни­кающие при ее работе. На шлицах заднего наконечника переднего карданного вала закреплена вилка 16 карданного шарнира 6. Под передним карданным валом установлен кронштейн безопасности 2, исключающий падение вала при разрушении эластичной муфты 7 и повышающий безопасность движения автомобиля. Задний карданный вал 7 соединяется с передним карданным валом и веду­щей шестерней главной передачи с помощью карданных шарни­ров 6. Карданный шарнир состоит из двух вилок 16 и 20, кресто­вины 21, игольчатых подшипников 18, а также уплотнительных манжет 19и стопорных 11деталей игольчатых подшипников. Под­шипники крестовины смазываются при сборке и во время эксп­луатации в смазывании не нуждаются.

Контрольные вопросы

1. Зачем нужна карданная передача?

2. Каковы основные части карданной передачи?

3. Для чего необходимов карданной передаче подвижное шлице вое соединение?

4. Что представляют собой карданные шарниры неравных и равных
угловых скоростей и где они применяются в трансмиссии автомобиля?

Поиск по сайту: