admin / 06.05.2019

Карданная передача

Содержание

Карданная передача. Назначение и принцип действия

Карданная передача служит для передачи вращающего момента между агрегатами, оси валов которых не лежат на одной прямой и могут изменять свое взаимное положение.

У полноприводных колесных машин карданная передача обычно соединяет ведомый вал КП с ведущим валом раздаточной коробки, а ведомые валы раздаточной коробки — с ведущими валами главных передач ведущих мостов. Агрегаты, закрепленные на раме (в частности, КП и раздаточная коробка), могут перемещаться относительно друг друга в результате деформации своих опор и самой рамы, а ведущие мосты присоединены к раме через подвеску, поэтому могут перемещаться относительно рамы и закрепленных на ней агрегатов при деформации упругих элементов подвески. При этом могут изменяться не только углы наклона карданных валов, соединяющих агрегаты, но и расстояние между агрегатами.

Рис. Схема карданной передачи:
1, 4, 6 — карданные валы; 2, 5 — карданные шарниры; 3 — компенсирующее соединение; у1, у2 — углы между валами

В общем случае карданная передача состоит из карданных шарниров 2 и 5, карданных валов 1,4 и 6 и компенсирующего соединения 3. Иногда карданный вал устанавливают на промежуточной опоре, прикрепленной к поперечине рамы ТС.

Карданные шарниры обеспечивают передачу вращающего момента между валами, оси которых пересекаются под углом. Различают карданные шарниры неравных и равных угловых скоростей. Карданные шарниры неравных угловых скоростей подразделяют на упругие и жесткие. Карданные шарниры равных угловых скоростей по конструкции бывают шариковые с делительными канавками, шариковые с делительным рычажком и кулачковые. Обычно их устанавливают в приводе ведущих управляемых колес, где угол между валами может достигать 45°, причём центр карданного шарнира должен совпадать с точкой пересечения осей вращения колеса и его поворота.

Упругие карданные шарниры передают вращающий момент между валами с пересекающимися под углом 2…3° осями в результате упругой деформации соединительных элементов.

Жесткий карданный шарнир неравных угловых скоростей передает вращающий момент от одного вала к другому вследствие подвижного соединения жестких деталей. Он состоит из двух вилок — 3 и 5, в цилиндрические отверстия которых установлены на подшипниках концы А, Б, В и Г соединительного элемента — крестовины 4. Вилки жестко соединены с валами 1 и 2. Вилка 5 может поворачиваться относительно оси БГ крестовины и в то же время вместе с крестовиной поворачиваться относительно оси АВ, благодаря чему и обеспечивается возможность передачи вращения от одного вала к другому при меняющемся угле между ними.

Рис. Схема жесткого карданного шарнира неравных угловых скоростей

Если вал 7 повернется вокруг своей оси на угол а, то вал 2 за это же время повернется на угол В. Соотношение между углами поворота валов 7 и 2 определяется выражением tga= tgВ*cosy, где у — угол, под которым расположены оси валов. Из этого выражения следует, что угол В то меньше угла а, то равен ему. Равенство этих углов наступает через каждые 90° поворота вала 7. Таким образом, при равномерном вращении вала 1 угловая скорость вала 2 неравномерна и изменяется по синусоидальному закону. Неравномерность вращения вала 2 будет тем значительнее, чем больше угол у между осями валов. Если неравномерность вращения вала 2 будет передаваться на валы агрегатов, в трансмиссии возникнут дополнительные пульсирующие нагрузки, возрастающие при увеличении угла у. Чтобы неравномерность вращения вала 2 не передавалась на валы агрегатов, в карданной передаче применяют два карданных шарнира. Их устанавливают так, чтобы углы у1 и у2 были равны; вилки карданных шарниров, закрепленные на неравномерно вращающемся валу 4, должны быть расположены в одной плоскости. Равномерность вращения ведомого вала может быть достигнута также применением карданного шарнира равных угловых скоростей.

Принцип действия карданного шарнира равных угловых скоростей поясняет схема, приведенная на рисунке. С ведущим валом 7 соединен рычаг 2, а с ведомым валом 4 — рычаг 3. Рычаги 2 и 3 при вращении валов постоянно контактируют в точке А, линейная скорость которой одинакова для обоих рычагов, т. е. v = = w1B = w2a= wа. Равенство угловых скоростей w2 и w2 возможно, если а = b. Это условие выполнимо, если угол 0 равен углу W и точка А контакта рычагов лежит на биссектрисе угла между валами 7 и 4. При вращении валов точка А должна находиться в биссекторной плоскости. Конструктивно это условие можно обеспечить различными способами. Наиболее широкое распространение получили карданные шарниры равных угловых скоростей шарикового типа. Применяются также другие типы шарниров равных угловых скоростей.

Рис. Схема карданного шарнира равных угловых скоростей

Источник: https://ustroistvo-avtomobilya.ru/transmissiya/naznachenie-i-printsip-dejstviya-kardannoj-peredachi/

Типы и принцип работы карданных передач

Карданная передача – составной элемент автомобиля, который передает крутящий момент между валами, располагающимися под определенным углом относительно друг друга. Без карданной передачи того или иного типа сложно представить современный автомобиль. Карданная передача используется, обычно, в трансмиссии и в рулевом управлении. Название получено от имени Д. Кардано, который описал устройство в 16 веке. Впрочем, ученый только описал устройство кардана, но причислять его к изобретателям карданной передачи нельзя. Воплотили в жизнь описанное гораздо позже, через несколько веков. А имя Кардано теперь увековечено в веках.

При помощи карданной передачи соединяются следующие элементы:

  • силовой агрегат и КПП;
  • КПП и раздатка;
  • КПП и главная передача;
  • раздатка и главная передача;
  • дифференциал и ведущую пару колес.

Главным элементом карданной передачи нужно назвать карданный шарнир. Он бывает различных модификаций:

  • равных угловых скоростей;
  • неравных угловых скоростей;
  • полукарданный упругий шарнир;
  • полукарданный неупругий шарнир.

Карданная передача с шарниром неравных угловых скоростей

Данный тип передачи можно обнаружить на автомобилях с задним приводом или полноприводных авто. Устройство такой передачи следующее: на карданных валах расположены шарниры неравных угловых скоростей. На концах передачи имеются соединительные элементы. По необходимости используется соединительная опора.

Шарнир объединяет пару вилок, крестовину и фиксирующие устройства. В проушинах вилок установлены игольчатые подшипники, в которых вращается крестовина.

Подшипники нельзя отремонтировать или обслужить. Масло в них заливается при установке.

Особенностью шарнира является то, что он передает неравный крутящий момент. Дополнительный вал периодически обгоняет и отстает от основного вала. Для компенсации этого недостатка в передаче используется несколько шарниров. Вилки противоположных шарниров располагают в одной плоскости.

В зависимости от того, на какое расстояние необходимо передать крутящий момент, в карданной передача используют один или два вала. При числе валов, равном двух, один из них называется промежуточным, второй — задним. Для фиксации валов устанавливается промежуточная опора, крепящаяся к кузову авто.

С другими элементами автомобиля карданная передача соединяется при помощи фланцев, муфт и других соединительных элементов.

Можно с уверенностью говорить, что шарниры неравных угловых скоростей имеют малую надежность и относительно небольшой срок службы. В современных условиях используют карданные передачи с шарнирами равных угловых скоростей.

Карданная передача с шарниром равных угловых скоростей

Данный тип передачи широко используется в автомобилях с передним приводом. При помощи неё соединяется дифференциал и ступица ведущего колеса.

Передача имеет два шарнира – внутренний и внешний, соединенных валом. ШРУСы часто применяются и в автомобилях с задним приводом, в полноприводных авто. Дело в том, что шарниры равных угловых скоростей более современны и практичны, к тому же, уровень шума от них значительно ниже, чем от ШНУС.

Самым распространенным из существующих является шарнир равных угловых скоростей шарикового типа. ШРУС передает крутящий момент от ведущего до ведомого вала. Угловая скорость передачи крутящего момента постоянная. Она не зависит от угла наклона валов.

ШРУС, или как его называют в народе «граната» представляет из себя сферический корпус, в котором расположена обойма. Между ними вращаются шарики. Они движутся по специальным канавкам.

В результате, крутящий момент равномерно передается от ведущего вала к ведомому при условиях изменения угла. Сепаратор удерживает шарики в нужном положении. «Граната» защищается от воздействия внешней среды «пыльником» — защитным кожухом.

Обязательным условием долгого срока службы ШРУСов является наличие в них смазки. А наличие смазки, в свою очередь, обеспечивается герметичностью самого шарнира.

Отдельно стоит сказать о безопасности ШРУСов. Если в «гранате» слышится треск или шум, то её незамедлительно нужно менять. Эксплуатация автомобиля с неисправным ШРУСом предельно опасна. Попросту говоря, может отвалиться колесо. Причиной же, по которой карданный вал приходит в негодность, чаще всего является неправильный выбор скорости и плохое дорожное покрытие.

Карданная передача с полукарданным упругим шарниром

Упругий полукарданный шарнир способствует передаче крутящего момента между валами, расположенными под небольшим углом. Происходит это, благодаря деформации упругого звена.

В качестве примера можно привести упругую муфту Гуибо. Это шестигранный сжатый упругий элемент. К нему крепятся фланцы ведущего и ведомого валов и передается крутящий момент.

Стоит отметить, что чаще всего под карданной передачей понимают, конечно, кардан заднеприводного автомобиля. Что касается карданом со ШРУСами в переднеприводных авто – это, скорее, удачное применение разработки для внедорожников и заднеприводных машин. С этим мнением можно поспорить, но оно широко распространено в массах.

Как уже отмечено выше, такое изобретение, как карданная передача, сложно переоценить. Без него бы удовольствие от управления авто было бы не таким большим. А вероятнее, современные машины без кардной передачи вообще бы не могли передвигаться.

Источник: http://polnyi-privod.ru/obzor/kardannaya-peredacha.html

Промежуточный вал — что это такое?

Механической коробкой передач называют механизм корректировки и изменения крутящего момента, который передается с вала двигателя внутреннего сгорания непосредственно через механизмы трансмиссии на все ведущие колеса транспортного средства. Существует важное отличие механической коробки передач от других типов. Так, переключение передачи может происходить как в ручном режиме, так и в режиме полуавтомат (в таком случае используются сервоприводы сцепления или же гидромуфты).

Данное устройство является самым распространенным типом среди автолюбителей из всех возможных коробок переменных передач. Так, механическая коробка переменных передач отличается своей суровой долговечностью, а также элементарностью в обслуживании и самым высоким коэффициентом полезного действия.

В коробке переменных передач трехвальной, то есть, в устройстве установлены три вала – первичный, вторичный и промежуточный. Посредством сцепления происходит соединения переднего вала с коленчатым валом (коленвалом) двигателя внутреннего сгорания. Вал вторичный соединяется с карданным валом, который передает вращающий момент напрямую к главной передаче, или же с самой главной передачей (такое случается в автомобилях, которые имеют задний привод, а также в тех транспортных средствах, трансмиссии которых разнесены).

Интересующий нас промежуточный вал является посредником в передаче вращающего момента с помощью шестерен непосредственно с первичного вала на вторичный. Так, и первичный вал, и вторичный вал устанавливаются в транспортном средстве таким образом – передняя часть, которая относится к вторичному валу, входит напрямую в паз задней части первичного вала, посредством чего и совершается вращение на подшипнике в нем. Оба механических вала, и первичный, и вторичный, связываются только шестернями промежуточного вала. Важно знать, что вращение в данных устройствах совершается независимо друг от друга. На валу первичном достаточно сильно закреплена одна ведущая шестерня. Именно данная деталь напрямую сцепляется с шестерней, которая является частью промежуточного вала. На валу вторичном располагается блок шестерен, который, собственно, ничем не ограничен и вращается свободно. Все шестерни вала вторичного располагаются на конкретном определенном участке вала.

Следовательно, все потенциальное продольное перемещение по валу напрочь исключается и не может быть возможным. В тот же час механизм, который отвечает напрямую за переключение передач производит блокировку выбранной шестерни на валу вторичном, таким образом передает ему вращающий момент через шестерню промежуточного вала от первичного вала. Именно таким способом происходит процедура переключения, или включения передач.

Уже было упомянуто, что набор шестерни, который располагается на промежуточном валу, достаточно сильно закреплен. Так, все шестерни всегда находятся в пространстве вечного зацепления. У первичного вала шестерня передает вращение ведомой (первой) шестерне вала промежуточного. Так, вместе с валом промежуточным происходит вращение его шестерен. При таком вращении шестерни происходит передача вращения парам согласованных шестерен вторичного вала, который всегда находятся в одном зацепленном положении. Таким образом при работающем двигателе и включенном сцеплении все шестерни, как первичного, так и промежуточного, так и вторичного валов находятся в непосредственном вращении, которое вообще не зависит от выбранной определенной передачи. Для того чтобы уменьшить износ и компенсировать воздействующие на шестерные зубья силы все шестерни современных механических коробок переменных передач производятся косозубыми.

1. Коробка переключения передач и правильная эксплуатация.

В современном мире существует несколько типов коробок переменных передач, которые, в зависимости от нравов и желаний автовладельца, тем или иным образом выбираются автолюбителями. Первой и самой распространенной коробкой переменных передач является механическая коробка. Данный механизм актуален в тех случаях, когда речь идет о непосредственном ручном переключении передачи. Также, при всем этом данное устройство конструктивно являет собою цилиндрический многоступенчатый редуктор. Помимо механической коробки переменных передач широкого распространения получила автоматизированная коробка. Данное устройство хорошо тем, что в зависимости от множества факторов может самостоятельно произвести выбор правильного придаточного числа. При всем этом, данное действие не нуждается в участии водителя транспортного средства.

Помимо этих двух систем достаточно интересным феноменом является роботизированная коробка переменных передач. Главная особенность данной системы заключается в том, что она являет собою стандартную обычную механическую коробку передач, но уже с автоматической функцией. Это, в свою очередь, означает то, что переключение самих передач и переключение сцепления выполняется посредством автоматизированной функции. И заключительной системой, которую нельзя оставить без особого внимания является вариативная коробка переменных передач, которая позволяет передавать усилие двигателя внутреннего сгорания непосредственно к ведущим колесам бесступенчато.

Основные причины, которые представляют угрозу для возникновения поломок и различных неисправностей являются зачастую нарушения правил по эксплуатации устройств. Так, основными элементами этих нарушений являются: эксплуатация автомобиля с неисправной системой сцепления, и, естественно, использование автомобилистом масел низкокачественного производства. Помимо этого, достаточно негативно может отражаться очень низкое качество комплектующих работ, а также проведение низко профессиональных работ ремонтных и технического обслуживания. Именно поэтому перед тем как обратиться в тот или иной сервисный центр, следует убедится в том, что обслуживание транспортного средства в данном автомобильно-ремонтном центре производится на очень высоком уровне. Все, теперь можно переходить к непосредственному осмотру устройства коробки передач.

2. Промежуточный вал и другие комплектующие КПП.

Абсолютно все коробки переключения передач являются ничем иным, как набором шестерен и валов. Данные шестерни закрепляются в корпусе валов, вследствие вращения валов происходит соприкосновение и взаимодействие этих деталей. Посредством сцепления происходит соединение ведущего вала с маховиком. В свою очередь, ведомый вал имеет очень жесткое скрепление с карданным валом. Важно отметить, что основная функция промежуточного вала заключается в передачи вращения от ведущего вала к ведомому валу. Первые два вала имеют особое и последовательное расположения. Вторичный вал основную опору видит в подшипнике, который устанавливается в хвостовой части первичного вала. Тем не менее, в данном случае речь о жесткой определенной связи даже не может иметь право на существование, так как устройства работают вне зависимости друг от друга.

Что касается непосредственно промежуточного вала, то его месторасположение очень просто и предельно ясно, исходя из основной функции его плодотворной работы. Так, данное устройство находится под двумя вышеуказанными валами. Помимо этого, очень важную роль в обеспечении переключении передачи играют муфты и шестерни. В моменты переключения скорости, то есть, перемещения рычага коробки переменных передач, в движение приводятся специальные вилки. Данные элементы отвечают непосредственно за переключение передач. В свою очередь, посредством данных устройство происходит перемещение муфты, при чем, специальный замок напрочь отбрасывает даже потенциальную возможность в одновременном включении нескольких передач автомобиля.

3. Как узнать, когда сломался подшипник или сальник промежуточного вала?

Существует огромное количество причин, которые служат тому, что коробка переменных передач приходит в неисправность или ее работа является не правильной. Основной характерной определяющей составной данных причин может быть неопределенный стук. Важно знать, что чем сильнее данный стук слышен, тем сильнее была повреждена коробка переключения передач. Данный стук может свидетельствовать о нескольких проблемах. Это может быть износ и стирание зубьев шестеренок. В таком случае следует произвести комплексную замену абсолютно всех шестеренок. Это связано с тем, что все зубья шестерен проходят процедуру деформации в равномерном порядке. Помимо этого о данной проблеме могут свидетельствовать и определенные внешние признаки: затрудненное переключение и включение передач, самопроизвольное выключение передач, которое происходит посредством «выскакивания» рычага из передачи на нейтральную.

Помимо этого существует определенная вероятность, что из строя был выведен подшипник промежуточного вала. Если случилась такого рода неисправность, то возникает характерный шум в периоды непосредственной работы коробки переключения передач. Помимо этого возникает и самопроизвольное и неконтролируемое выключение передач. Когда такая неисправность возникла в транспортном средстве, то следует произвести незамедлительную замену неисправной детали.

О том, что работа промежуточного вала является неправильной и некорректной может свидетельствовать такой признак: в моменты включения 2-й, 3-й и 5-й передач, или же включения всех передач на карданный вал необходимый крутящий момент вовсе не передается. Это очень важная проблема, следовательно, нужно незамедлительно ее решить. В таком случае возникает ослабление в посадке шестерни промежуточного вала. Данную поломку можно исправить двумя способами: или с помощью сварки произвести закрепление нужной шестерни, или же произвести тотальную замену всего промежуточного вала – целиком. Если же возникает иная проблема, которая заключается в появлении вытекания масла, это свидетельствует о том, что сальник промежуточного вала нуждается в срочной замене.

Если говорить честно, то какой бы не была проблема, какой характер не носила и какие последствия не несла, в любом случае нужно незамедлительно решить возникающие неисправности, так как они могут повлиять непосредственно на всю систему транспортного средства, а в некоторых случаях привести к полной неисправности. Так что бережное отношение и регулярная проверка состояния своего транспортного средства в скором времени оправдают свои заботы.

Подписывайтесь на наши ленты в таких социальных сетях как, Facebook, Вконтакте и Instagram: все самые интересные автомобильные события собранные в одном месте.

Источник: https://auto.today/bok/2798-promezhutochnyy-val.html

>Промежуточный вал

Неисправности коробки переключения передач и их причины

Коробка переключения передач может выйти из строя по многим причинам, но в основном – это неправильная эксплуатация. Использование трансмиссионного масла и комплектующих деталей низкого качества, приводят к износу многих частей механизма, и выводит из строя коробку целиком. Кроме того, причиной многих поломок может стать неквалифицированное проведение ремонтных работ, несвоевременное и неправильное техническое обслуживание агрегата и агрессивный стиль езды, предусматривающий неправильное или резкое переключение передач на разных скоростях движения автомобиля.

Все остальные причины сводятся к естественному износу деталей всего механизма. Это могут быть сальники, подшипники, шестерни или даже валы.

Среди неисправностей КПП можно отметить появление различных шумов, стуков и затрудненное включение передач. Они свидетельствуют о выходе из строя синхронизаторов, шестеренок, муфт и различных подшипников. Причем, если стуки и трудности при включении наблюдаются только у одной передачи, значит, проблема коснулась только нее. Чаще всего, проблема скоростей заключается в износе синхронизатора соответствующей скорости и устраняется его заменой.

Неисправности промежуточного вала

В процессе работы промежуточного вала может наблюдаться течь масла. Она говорит о том, что сальник находится в неудовлетворительном состоянии. Повреждения сальника промежуточного вала могут сказаться на состоянии всей коробки целиком, так как выход трансмиссионного масла отразится на всех узлах коробки.

Рис. Общий вид вторичного вала.

Другая неисправность может проявиться при включении всех передач или только определенного ряда, чаще всего, это вторая, третья и пятая. При включении этих передач не происходит требуемая передача крутящего момента на карданный вал автомобиля. Это говорит о появлении ослабления правильной посадки шестеренок промежуточного вала. При появлении такой проблемы можно пойти двумя способами решения. Первый заключается в замене промежуточного вала в целом. В этом случае, сразу подвергаются замене его подшипники и сальники. Второй же, подразумевает сварку ослабшей шестерни. Главным недостатком этого способа является то, что при выходе из строя данной шестерни, вал необходимо будет менять целиком, что весьма не экономично.

Источник: https://VipWash.ru/korobka-peredach/promezhutochnyy-val

>Распространенные неисправности карданного вала

Вибрация – как основная неисправность кардана

Прежде чем искать неисправности карданного вала, убедитесь в отсутствии дисбаланса на колесах.

Если вибрация карданного вала проявляется в определенном диапазоне скоростей (от 60 до 80 км/ч, от 90 до 120 км/ч) – это хорошая вибрация, которую устраняет балансировка карданного вала. Как правило, такого рода вибрация появляется после ремонта карданного вала: замены крестовины, подшипника, укорачивания и удлинения или разборкой-сборкой кардана не по заводским меткам.

Если вибрация началась внезапно с определённой скорости и постоянно увеличивается с ее набором. При этом ремонт карданного вала не производился. Необходимо проверить следующие неисправности:

  1. Нарушение плавности хода и люфты в крестовинах. Необходимо заменить изношенные шарниры.
  2. Попадания инородного тела (вплоть до песчинок) при установке кардана на мост, раздатку, коробку. Отчистить от грязи фланцы кардана и приемные фланцы на автомобиле.
  3. Люфт в подвижных шлицах или неподвижных шлицах (комплекте под опору) карданного вала. Необходима замена шлицевых соединений.
  4. Отрыв или крайняя степень коррозии балансировочных пластин. Осмотрите кардан, при отрыве пластины, очень хорошо видно место ее крепления. Устраняется балансировкой.
  5. Налипшая грязь на карданном вале. Очистите вал от грязи.
  6. Гнутая труба, вследствие механического удара при наезде на булыжник или бордюр. В некоторых случаях лечиться правкой трубы на гидравлическом прессе. В среднем, при деформации трубы более чем на 1,5 миллиметра меняется на новую.

Устройство и принцип работы

В состав КВ входят несколько элементов:

  • вал,
  • две крестовины,
  • скользящая вилка, уплотнения,
  • детали крепления в частности подвесной подшипник,
  • ряд других элементов, что зависит от разновидности конструкции.

В состав КВ могут входить несколько секций — одна, две, три и больше. Размеры и масса вала зависят от габаритов автомобиля. В устройство односекционного карданного вала входят центральная часть и присоединенные к ней наконечники с крестовинами.

Устройство карданного вала

Работоспособность системы карданной передачи (КП) обеспечивается шарнирными механизмами на основе крестовин. Крестовина дают возможность для двух сопряженных валов вращаться с изменяющимся углом друг относительно друга. Наивысший КПД достигается при угле вращения 0°…20°. В том случае, когда данный показатель превышен, крестовина подвержена значительным перегрузкам. К тому же вал теряет сбалансированность и появляется вибрация.

Еще один важный элемент — раздвижное шлицевое соединение КП. Его применение обусловлено тем, что подвеска автомобиля, особенно, при преодолении препятствий, существенно растягивается по высоте. Коробка передач или раздаточная коробка, к которой присоединен один конец вала, жестко зафиксирована внутри кузова, а редуктор моста (вторая точка крепления КП) сопряжен с подвеской. В результате, при переезде препятствия расстояние между коробкой и редуктором моста увеличивается. КВ в этом случае должен «растянуться», и раздвижное шлицевое соединение помогает ему это сделать.

Еще одна важная деталь КП — подвесной подшипник. Он создает дополнительную опору для составного вала, удерживая его на месте и не мешая вращаться. Кронштейн подшипника крепится к кузову. Количество подшипников зависит от количества секций, из которых составлен вал.

Основные неисправности КВ и их проявление

Ниже приведены их возможные внешние проявления и указаны причины появления для каждого из признаков. Посторонний стук в агрегатах трансмиссии; в начале движения, резком разгоне или переключении скоростей КПП автомобиля. Может возникать в результате:

  1. Ослабления резьбовых соединений крепления фланцев и соединительной муфты карданной передачи;
  2. КВ в шлицевой части имеет сверхдопустимый зазор;
  3. Сверхдопустимый зазор, в подшипниках крестовины карданного вала.

Особого внимания требует крестовина карданного вала. Именно крестовина является основным источников шума и скрежета в карданной передаче, и подлежит наиболее частой замене (менять рекомендуется каждых 10 тыс. км. пробега). Немного реже выходит из строя подвесной подшипник или может появится зазор в карданном шарнире.

Повышенный шум и вибрация автомобиля при движении. Причины могут быть следующие:

  • изгиб КВ;
  • не правильная установка КВ, при установке не соблюдены монтажные метки;
  • нарушен баланс валов;
  • разрушение или износ втулки (центрирующей) фланца промежуточной муфты или кольца (центрирующего) вала вторичного кпп;
  • сверхдопустимый зазор в подвесном подшипнике;
  • разрушение подвесной опоры КВ;
  • ослабление резьбового соединения поперечной опоры;
  • сверхдопустимый зазор в игольчатых подшипниках крестовины;
  • ослабла соединительная гайка вилки КП;
  • нет смазки в шлицах вала.

Вытекание смазки может происходить вследствие:

  1. разрушения сальникового уплотнения шлицевой части вала;
  2. повреждения сальникового уплотнения подшипников крестовин КП.

Основная причина быстрому выходу из строя карданного вала – дисбаланс, нарушение баланса в несколько раз увеличивает нагрузка на детали кардана.

Способы устранения конкретных неисправностей

  • При ослаблении резьбовых соединений крепления фланцев и соединительной муфты КП необходимо затянуть резьбовые соединении с моментом, указанным в техническом руководстве.
  • В том случае, когда КВ в шлицевой части имеет сверхдопустимый зазор, необходимо снять вал, заменить разрушенные элементы, либо вал в сборе.
  • При сверхдопустимом зазоре в подшипниках крестовины КП необходимо заменить крестовину КВ.
  • При изгибе КВ нужно заменить гнутые элементы или вал в сборе.
  • При неправильной установке КВ (тогда, когда при установке не соблюдены монтажные метки) переустановите КВ по меткам, нанесенным до разборки.
  • В случае, когда нарушен баланс вала, проверьте на стенде его балансировку и при необходимости отреставрируйте.
  • При разрушении или износе центрирующей втулки фланца промежуточной муфты или центрирующего кольца вала вторичной коробки переключения передач необходимо заменить разрушенные элементы. При износе втулки промежуточной муфты нужно заменить втулку в сборе с фланцем.
  • Если присутствует сверхдопустимый зазор в подвесном подшипнике, нужно разобрать вал, поменять подшипник, а при необходимости заменить промежуточную опору в сборе.
  • В случае разрушения подвесной опоры КВ замените её.
  • При ослаблении резьбового соединения поперечной опоры закрепите её к кузову автомобиля.
  • Если присутствует сверхдопустимый зазор в игольчатых подшипниках крестовины, снимите вал, замените разрушенную крестовину.
  • В том случае, когда ослабла соединительная гайка вилки КП, затяните её.
  • Тогда, когда нет смазки в шлицах вала, то нужно добавить смазку Фиол-2У в шлицевое соединение. Очень важно шприцевать все точки при прохождении 10000 км пробега или шести месяцев эксплуатации автомобиля, смотря, что наступит раньше, также необходимо смазать КВ. Также необходимо это выполнить после эксплуатации автомобиля в особо тяжелых условиях.
  • Если разрушено сальниковое уплотнение шлицевой части вала, необходимо поменять сальник.
  • При повреждении сальникового уплотнения подшипников крестовин КП замените крестовины.

При появлении хруста, скрежета или еще хуже вибрации исходящей от карданного вала – в строчном порядке установить автомобиль на смотровую площадку или отдать машину специалистам для осмотра карданной передачи и устранения дефекта, это сэкономит деньги и предотвратит появление более серьезной поломки.

Связанные термины

  • МКПП (механическая коробка передач)
  • Задний мост
  • АКПП (автоматическая коробка передач)

Источник: https://etlib.ru/wiki/kardannyj-val-kardan-23

Привет студент

Транспортный факультет

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

По дисциплине «Рабочие процессы и расчет агрегатов»

Задание………………………………………………………………… 2

Введение………………………………………………………………. 3

1 Общие сведения…………………………………………………………4

1.1 Сцепление……………………………………………………… 4

1.2 Карданная передача………………………………………… ..4

2 Проектирование сцепления……………………………………………..5

2.1 Определение размеров фрикционных наладок………………5

2.2 Проверка износостойкости сцепления………………………..6

2.3 Определение веса нажимного диска…………………………8

2.4 Расчет нажимных пружин……………………………………..9

2.5 Выбор параметров пружины гасителя крутильных

колебаний………………………………………………………11

3 Расчет вала сцепления…………………………………………………13

4 Расчет деталей, передающих момент от маховика к нажимному диску сцепления…………………………………………………………………14

Список использованных источников……………….…………21

Введение

Основная задача автотранспорта своевременное и полное удовлетворение потребностей народного хозяйства и населения в перевозках, повышение экономичности и эффективности его работы.

В основных направлениях экономического развития России на период до 2010 года отмечено, что на автотранспорте необходимо повысить эффективность использования транспортных средств и в первую очередь за счет широкого применения прицепов и полуприцепов, сокращения производственных пробегов автомобилей.

Улучшить структуру автомобильного парка, довести в 2010 г количество крупногабаритного транспорта осуществляющего крупногрузовые перевозки с дизельными двигателями до 60 %.

Значительно расширить применение автомобилей, используемых в виде топлива природный газ.

1 Общие сведения

1.1 Сцепление

Применяемое на автомобиле УАЗ-31512 сцепление обладает высокой надежностью, простотой и технологичностью конструкции, долговечностью, согласованностью со сроками службы других механизмов и деталей трансмиссии, малой трудоемкостью технологического обслуживания при эксплуатации, легкостью управления.

Назначение сцепления – разъединять двигатель и коробку переключения передач во время переключения передач и вновь плавно соединять их, не допуская резкого приложения нагрузки, а также обеспечивать плавное трогание автомобиля с места и его остановку без остановки двигателя.

Сцепление УАЗ-31512 однодисковое с периферийными пружинами, помещенные между нажимным диском и кожухом сцепления.

Крутящий момент от двигателя передается через маховик и нажимной диск на ведомый диск сцепления, а от него через пружины демпфера, ступицу ведомого диска и шлицевого соединения – ведущему валу коробки передач.

1.2 Карданная передача

Карданная передача – устройство, предназначенное для передачи силового потока между двумя агрегатами, валы которых не соединены или не параллельны.

В карданную передачу входят следующие основные элементы: карданные шарниры, валы, опоры, подвижное соединение. Иногда в карданную передачу устанавливают специальные гасители крутящих колебаний специального типа (в виде упругой резиновой муфты).

Карданные передачи по числу карданных сочленений делят на одинарные и двойные. Если передача носит только один шарнир, расположенный у коробки передач, то такую передачу называют одинарной. В двойной карданной передаче карданные шарниры расположены на обоих концах карданного вала.

Каждый карданный шарнир состоит из крестовины и двух вилок. Кардан, имеющий скользящий наконечник – универсальный кардан. Игольчатые подшипники, устанавливаемые в отверстиях вилок, уменьшают трение цапф крестовины. Шлицевое (телескопическое) соединение промежуточного вала позволяет изменять длину карданной передачи.

При наличии удлинителя коробки передач карданную передачу УАЗ-31512 выполняют в виде карданного вала с двумя карданными шарнирами. Она непосредственно соединяет коробку передач с задним мостом. Внутри удлинителя помещают шлицевое соединение переднего карданного шарнира с ведомым валом коробки передач.

2 Проектирование сцепления

2.1 Определение размеров фрикционных наладок

Воспользуемся уравнением:

, кгс м (1)

где Mmax – максимальный крутящий момент;

Д – наружний диаметр фрикционной накладки;

А – коэффициент, учитывающий тип сцепления и условия эксплуатации, для легковых автомобилей А=4,7

Схема фрикционной накладки

, см (2)

см

Полученное значение наружнего диаметра фрикционной накладки округляем до стандартного: Д=250 мм, и принимаем что d =155 мм – внутренний диаметр фрикционной накладки, f =3,5 мм – толщина фрикционной накладки.

Определяем максимальную скручивающую скорость ведомо диска и сравниваем ее с допустимой:

, (3)

м/с < 70 м/с

где nmax – максимально устойчивое число оборотов двигателя при максимальной мощности.

2.2 Проверка износостойкости сцепления

Определяем момент сцепления:

, кгсм (4)

где Всц – коэффициент запаса сцепления, для легковых автомобилей Всц = 1,3 — 1,75.

Мсц=1,5·1,9=28,5 кгм

Определяем наименьшее усилие пружин. Нажимное усилие пружин определяется исходя из момента, передаваемого сцеплением:

, (5)

, (6)

где μ – коэффициент трения между фрикционными накладками, маховиком и нажимным диском μ = 0,25 — 0,30;

i – число пар трущихся поверхностей, i=2;

Rср – средний радиус фрикционной накладки

м 6

кг.

Расчетное усилие пружин с учетом трения в механизме:

Rрасч = 1,1·Pн, кг (7)

Rрасч = 11,1·562,96 = 619 кг.

Проверка дисков на износ:

Показатели износостойкости:

  1. Удельное давление на трущихся поверхностях (д);
  2. Удельная работа буксования сцепления (Ауд)

, кг/см2 (8)

кг/см2

=1,3…3,0 кг/см2

, (9)

где δ – коэффициент учета вращающихся масс на первой передаче, δ =1,03+0,05 2 = 1,03+0,05·3,52=1,642;

ва – полный вес автомобиля, ва=1820 кг;

υmin – минимально устойчивая скорость движения автомобиля, м / сек

, (10)

υк=0,0127· (d4+1,7 вn), (11)

υк =0,0127· (14+1,7·7,35)=0,336м

где d4 – посадочный диаметр обода в дюймах;

вn-ширина профиля шины в дюймах;

nmin – минимально устойчивое число оборотов в минуту, nmin — =500…700 об/мин;

io – передаточное число главной передачи, iк1=4,1;

iк1 – передаточное число на I передачи iк1=3,5

км/ч=1,47м/с

кг·м..

Удельная работа буксования сцепления:

, кгм / см2 (12)

Полученное значение удельной работы буксования сцепления не превышает допустимого значения, =8 — 10 кгм / см2.

2.3 Определение веса нажимного диска

Вес и размеры диска выбираются из условий нагрева при трогание с места, когда работа трения максимальна.

Принимаем повышение температуры за одно включение сцепления ∆t=10ºС и определяем вес диска по уравнению:

, кг (13)

где Gg – вес нажимного диска, кг;

Gt – удельная теплоемкость в ккал / с2, для чугуна Gt = 0,115 ккал / с2;

γ — коэффициент, определяющий долю работы трения, которая идет на нагрев диска, γ = 0,5 для однодискового сцепления

кг.

2.4 Расчет нажимных пружин

Расчет периферийных цилиндрических пружин

Усилие одной пружины:

,кг (14)

где ≤ 100 – предельно допустимое значение;

0,85 – коэффициент ассиметрии цикла;

z– число пружин, z=6

кг ≤

Для исключения одной неизвестной задаемся условием, что:

, (15)

Расчет диаметра проволоки:

, см (16)

где y – коэффициент концентрации напряжения, y=1,15;

=7000 кг/см2 – допустимое напряжение

мм

Округляем δ до стандартного значения δ=5мм, тогда

D1 = m·δ = 8·5 = 40 мм

D = d1-δ = 40 — 5 = 35мм

Рабочее число витков пружин находим по формуле:

, (17)

где G=8·105 кг/см2 – модуль упругости при скручивании;

К – жесткость пружины

, кг/мм (18)

где ∆Р – приращение сил пружин при выключенном сцепления, берется в пределах 20 % от силы включения сцепления

∆Р = 0,2·Рпр, (19)

∆Р =0,2·81=16,2 кг

∆f – деформация пружины см, для однодискового сцепления

∆f = (0,75…1,25)· i + ∆, (20)

где ∆= 0,10…0,15 см – деформация ведомого диска.

∆f=0,75·2+0,1=1,6 см

кг/мм

Принимаем число витков Hм=7

Длина пружины в состоянии свободы определяется по формуле:

λ=(Пр + 2)·δ + δ1 (Пр + 1) + f, (21)

где Пр – рабочее число витков пружины;

δ- толщина витков;

δ1 – зазор между витками в выключенном сцеплении, принимаем δ1=0,5…1,5 мм

f – деформация выключения пружины

, см (21)

, см

λ=(8+2)·5+1·(8+1)+12=72 мм

2.5 Выбор параметров пружины гасителя крутильных колебаний

Эффективная работа гасителя достигается тогда, когда его угловая жесткость составляет:

l2= (0,2…0,25) Мmax кгм/1º поворота вала (22)

l2 = 0,25·19=4,75 кгм/1º поворота вала

Линейная жесткость отгиба пружины гасителя определяется по формуле:

, кг/см (23)

где Rпр – средний радиус установки пружины гасителя, выбирается конструктивно. Принимаем Rпр=53 мм;

z – число пружин гасителя принимаем z = 8

кг/см

Усилие одной пружины:

,кг (24)

Диаметр проволоки пружины:

, см (25)

m = 8;

у/ = 1,15

см

Диаметр проволоки пружины δ/ округляем до стандартного, δ/ =0,35 см.

Наружный диаметр пружины:

,см (26)

см.

Длина пружины в свободном состоянии:

, мм (27)

где мм – зазор между витками в напряженном состоянии

, мм (28)

мм

мм.

3 Расчет вала сцепления

Вал сцепления рассчитывается на скручивание:

, см (29)

где =7000 кг/см3 – допустимое напряжение скручивания

=2,39 см.

По ГОСТу 6033-51 подбираем размеры шлицевого соединения: Р=3,2 – диаметр выступов; Z=10 – число шлицев; в=6 – ширина шлицев; h=4 – высота шлицев; l=350 – длина шлица; d=26 – внутренний диаметр вала.

Проверка шлицев на смятие боковых поверхностей просчитываются по уравнению:

, кг/см3 (30)

где D+2h – радиус действия сжимающей силы, см;

Допустимое напряжение сжатия =150 кг/см2

кг/см3.

Проверка шлиц на срез по основанию производится по формуле:

, кг/см3 (31)

Допустимое напряжение на срез =80 кг/см3

кг/см2

4 Расчет деталей, передающих момент от маховика к нажимному диску сцепления

Напряжение сжатия на опорных поверхностях деталей рассчитывается по формуле:

, кг/см2 (32)

где j – коэффициент пропорциональности, учитывающий распределение крутящего момента двигателя на нажимном диске, j = 1;

d – площадь контакта, см2;

Rn – радиус расположения пальцев, пластин или выступов, см;

z – число выступов, пальцев или пластин, z=3;

Задав = 100÷150 кг/см2, определяем размеры опорных поверхностей деталей:

, (33)

см2.

Напряжение изгиба у основания пальца рассчитывают по формуле:

, кг/см2 (34)

где а и b – плечи действующих сил, см а = b = 5;

n – число пальцев;

d — диаметр пальцев, см

, см (35)

=500 кг/см2

см

Проверка пальца на напряжение растяжения:

кг/см2 (36)

где Рн – усилие натяжения пружин

кг/см2

Расчет карданной передачи

Расчет шарнира

Расчет шарнира производим при допущении, что расчетная окружная сила Рр разрушающая каждый шип крестовины и выступ вилки приложена в точке, лежащей посередине длины шипа и равна:

, (37)

где Мр – расчетный крутящий момент;

R – расстояние от середины шипа до оси вала

, (38)

где φ – коэффициент сцепления колеса с дорогой, принимаем φ=0,8;

Gk – нагрузка на колеса, Gk = 1820 кг;

γк = 0,33 м – радиус ведущего колеса;

impi = 4,1 – передаточное число главной передачи

кгс·м

R – расстояние от середины шины до оси вала, R=0,031 м;

кг

Схема для расчета крестовины

Шипы крестовины проверяем на изгиб и срез. При этом в опасном сечении А-А должны соблюдаться следующие условия:

Бн = Рр·ℓm/(2Wn) ≤ 250 — 300 МПа, (39)

τср = Рр / Fср ≤ 75 – 90 МПа, (40)

, м3 (41)

м3

где d – диаметр шипа крестовины, d=0,012 м;

Fср – площадь среза шипа в сечении А-А

Бн=1790·0,021 / (2·1,05·10-6)=23 МПа ≤ 250…300 МПа

,м2 (42)

м2

τср = 1890 / 3,8·10-4=62 МПа ≤ 75 – 90 МПа

Условия прочности соблюдаются.

Схема для расчета вилки

Под действием силы Рр вилки изгибаются. Поэтому прочность вилки обеспечивается, если в наиболее опасном ее сечении А-А соблюдаются условия:

σн=Рр·ℓ / Wн ≤ 50 – 80 МПа (43)

τн=Рр·а / Wн ≤ 80 – 160 МПа (44)

Для прямоугольного сечения

Wn = b . h2 / 6, (45)

Wk = k . h . b2, (46)

где к – коэффициент, зависящий от соблюдения соотношения сторон сечения n /b

Для n /b =3 принимаем к = 0,267

σн = 1890·0,021 / 6,14·10-6 = 8,55 МПа

τн = 1890·0,017 / 5,65·10-6=752 МПа

Wн = 0,016·0,0482 / 6=6,14·10-6

Wк = 0,267·0,048·0,0212 = 5,65·10-6

σн = 8,55 МПа ≤ 50 – 80МПа

τн = 752 МПа ≤ 80 – 160МПа

Прочность вилки в обеспечивается.

Используемый подшипник проверяем на допустимую нагрузку, определяемую по эмпирической формуле:

Q = Fтр = 152,2 кг·с (47)

Шлицевый конец вала для недвижимого соединения, изготовлен из стали Сталь 40 с закалкой ТВЧ.

Соединения рассчитываются по формуле:

≤ , (48)

= 13 – 20 МПа

где Zшл – число шлицев, Zшл=24;

h и ℓ — высота и длина поверхности контакта зубьев;

х – коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по зубьям, х =0,7 – 0,8;

h = 0,0055 м; Тср=0,066 м; ℓ=0,075

кг/см2

Па=3,44 МПа < =13 – 20 МПа.

Карданный вал

Карданный вал состоит из средней трубчатой части и приваренных к ней наконечников. Карданный вал рассчитывают на кручение и критическую частоту вращения.

Условия прочности при кручении:

τк = Мр / Wк = 16·Мр·Dн / ≤ 100 – 300 МПа, (49)

где Dв и Dк – внутренний и наружный диаметр трубы;

Мр – рассчитанный крутящий момент

Мр = Ме max·Изк = 65,95 кгс·м

Dн = 75,2 мм = 0,0757 м;

Dв = 71 мм = 0,071 м

кгс/м2.

Условие жесткости вала при кручении

Q – угол закручивания вала на 1 м его длины при передаче крутящего момента, = 3º-9º;

Gк – модуль упругости при кручении;

Jк – момент инерции сечения вала;

ℓ — расстояние между диаметрами крестовин шарниров;

Мр = 65,95 кгс·м;

Gк = 8,5·104 МПа=86,76·108 кгс/м2

Q= 1,64º < 3º.

Расчет критической частоты вращения

Надежная работа карданного вала обеспечивается при условии:

nе max, (50)

где ℓ — расстояние между центрами крестовины шарниров главного карданного вала, ℓ=1,4 м

об/мин

nкр=6315,6 > 5400 = 1,2 nе max

Надежность карданного вала обеспечивается.

Транспортный факультет

Кафедра Автомобили и БД

Рассчитать и спроектировать сцепление и карданную передачу автомобиля марки УАЗ-31512

Исходные данные:

Коэффициент сцепления колеса с дорогой, φ

4,70

Полная масса Gм, кг

Радиус колеса rк, м

0,33

Передаточные числа КПП:

первая передача, i1

задний ход, iзадк

3,50

3,54

Максимальная мощность при N = 4500 об/мин,

nе max кВт

89,90

Максимальный крутящий момент при

n=2200-2400 об/мин, М е max кгсм

Передаточное число главной передачи, iо

4,10

Источник: http://privetstudent.com/kursovyye/kursovye-transport/3136-raschet-scepleniya-i-kardannoy-peredachi-uaz-31512.html

Строй-Техника.ру

Строительные машины и оборудование, справочник

Техническое обслуживание карданных передач
Категория: Техническое обслуживание автомобилей
Техническое обслуживание карданных передач

На современных автомобилях устанавливаются открытые карданные передачи, состоящие из одного или нескольких карданных валов, промежуточных опор, карданных шарниров и шлицевых соединений. Отличия карданных валов заключаются в числе и длине карданных валов, числе и конструкции промежуточных опор, размере труб карданных валов и шарниров. На рис. 96 указаны особенности конструкции карданных передач грузовых автомобилей в зависимости от числа ведуших осей, а на рис. 97 указана установка карданных валов и промежуточных опор автобуса ЛиАЗ-677.

Рис. 96. Карданные передачи грузовых автомобилей:
а – двухосного с приводом на заднюю ось; б – двухосного с приводом на обе оси; в — трехосного с приводом на все оси; 1 — карданный шарнир; 2, 4 — карданные шары; 3 — промежуточная опора

Наиболее часто встречающимися неисправностями карданной передачи являются: износ игольчатых подшипников (рис. 97, б) и крестовин карданных шарниров, подшипников промежуточных опор, шлицевых соединений, сальников и торцовых уплотнений подшипников, ослабление креплений фланцев вилок и ведущей шестерни заднего моста, кронштейнов промежуточных опор, крышек подшипников, погнутость или нарушение балансировки валов.

Рис. 97. Карданная передача автобуса ЛиАЗ-677:
а — установка карданных валов и промежуточных опор: 1 — кронштейн промежуточной опоры основного карданного вала; 2 — основной карданный вал с промежуточным валом в сборе; 3 — кронштейн промежуточной опоры карданного вала заднего моста; 4 — карданный вал заднего моста с промежуточным валом в сборе; б — карданный вал заднего моста: 1 — фланец-вилка; 2 — болт; 3 — карданный вал заднего моста; 4 — крестовина; 5 — опорная пластина; 6 — пластина-замок; 7 — игольчатый подшипник; 8 — скользящая вилка; 9 — сальник; 10 — гайка; 11, 14 — отражатели; 12 — подушка опоры; 13 — шариковый подшипник; 15 — промежуточный карданный вал; 16 — сальник подшипника; 17, 18— крышки подшипника; 19 — стопорная шайба; 20 — стопорное кольцо; 21 — уплотнительное кольцо; 22 — торцовое уплотнение игольчатого подшипника

Исправность карданной передачи определяется внешним осмотром, а при движении автомобиля — на слух. Характерными признаками неисправностей карданной передачи являются повышенный шум вследствие износа деталей, особенно хорошо слышимый при движении автомобиля накатом, вибрация карданных валов. Износ крестовин и шлицсвых соединений определяется по толчкам, происходящим при трогании с места, или сильным стукам при переключении передач. Признаком погнутости или нарушения балансировки карданного вала является его биение при вращении. Повышенный износ деталей карданной передачи может быть вызван недостаточной смазкой или ослаблением креплений.

Обслуживание карданной передачи заключается в проверке при каждом -ТО состояния креплений фланцев карданных валов, крышек подшипников и кронштейнов промежуточных опор и подтяжке всех болтов креплений до отказа. Периодически проверять посадку крестовин в подшипниках и подшипников в вилках. Для проверки крепления фланцев следует поставить рычаг коробки передач в нейтральное положение, а стояночный тормоз растормозить и под колеса автомобиля подложить упоры. При обнаружении ослабления крепления фланца рас-шплинтовать болты (гайки) крепления и затем подтянуть их до отказа (моменты затяжки указаны в Руководствах по эксплуатации автомобилей) .

Необходимо своевременно смазывать карданную передачу (подшипники, шлицевые соединения). На автомобилях выпуска прежних лет смазка игольчатых подшипников крестовин производится через масленку при ТО-1 маслом, применяемым для коробки передач.

При замене карданных валов, фланцев-вилок, скользящих вилок следует иметь в виду, что карданные валы должны быть динамически сбалансированы. На трубе вала и на скользящей вилке имеются стрелки. При сборке шлицевых соединений следует учесть, что эти стрелки должны совпадать.

Реклама:


Читать далее: Техническое обслуживание ведущих мостов автомобилей
Категория: — Техническое обслуживание автомобилей

Источник: http://stroy-technics.ru/article/tekhnicheskoe-obsluzhivanie-kardannykh-peredach

FILED UNDER : Разное

Submit a Comment

Must be required * marked fields.

:*
:*