Виды карданных передач: Назначение и типы карданных передач

21. Назначение и типы карданных передач, их расположение на автомобилях.

Для передачи крутящего момента от одно­го вала к другому при их несоосности или изменении взаимного положения во время движения автомобиля служит карданная передача. Карданная передача состоит из валов, их опор и карданных шарниров.

Карданные передачи устанавливают: между сцеплением и коробкой передач, расположенной отдельно от двигателя: между коробкой передач и раздаточной или дополнительной коробкой; между глаз­ными передачами двух ведущих задних мостов трехосного автомобиля; между главной передачей и полуосями ведущих колес с независимой подвеской: в приводе к лебедке и другим вспомогательным механизмам.

Карданные передачи по числу кардан­ных сочленений делят на одинарные и двойные. Если передача имеет только один карданный шарнир, то такую передачу называют одинарной. Подобные передачи применяют только в случае расположе­ния валов под небольшим углом и в настоящее время на автомобилях уста­навливают редко.

В двойной карданной передаче карданные шарниры расположе­ны на обоих концах карданного вала.

Независимо от скорости движения автомобиля карданный вал не должен под­вергаться сколько-нибудь значительным скручиванию и биению. Для уменьшения биения карданный вал в сборе с карданным шарниром динамически балансируют, дисбаланс устраняют приваркой на концах труб карданных валов балансировочных пластин, а в случае необходимости и установкой балансировочных пластин под крышки карданных шарниров.

При наличии удлинителя коробки передач (рис. 127, а) карданную передачу легковых автомобилей (ГАЗ-24-10 «Волга») выполняют в виде карданного вала 2 с двумя карданными шарнирами. Кардан­ная передача непосредственно соединяет коробку передач с задним мостом 3. Внутри удлинителя помещают шлицевое соединение переднего карданного шарнира с ведомым валом коробки передач. Такой же тип карданной передачи применяют на короткобазном грузовом автомобиле МАЗ-5335 и его модификациях.

Автомобили ГАЗ-53-12, ЗИЛ-431410. семейства ВАЗ и др. имеют карданную передачу (рис. 127, б], состоящую из промежуточного 4, главного 2 валов и трех шарниров. В автомобиле ГАЗ-66-11 крутя­щий момент от коробки передач (рис. 127, в) через вал 4 передается к разда­точной коробке 6, а от нее через валы 2 и 7 соответственно к заднему 3 и переднему 8 ведущим мостам. На концах валов помещены карданные шарниры, из которых один закреплен жестко, а другой имеет скользящее соединение с валом.

Карданная передача трехосных автомо­билей (ЗИЛ-131, КрАЗ-260), имеющих колесную форму 6X6, с последователь­ным сквозным приводом задних мостов показана на рис. 127, г. Первый задний ведущий мост имеет сквозной вал главной передачи, который через карданный вал

9 передает крутящий момент второму зад­нему ведущему мосту 10.

Угловое перемещение карданных валов обеспечено конструкцией карданных шар­ниров, а изменение расстояний между шарнирами — наличием шлицевых соеди­нений вилок карданных шарниров с кар­данным валом. Обычно у неподвижно сто­ящего автомобиля углы между валами, соединенными карданными шарнирами, не превышают 5…9°, но при движении они могут достигать 15…20°, а в приводе переднего ведущего моста между главной передачей и ведущими управляемыми ко­лесами при повороте 30…40°.

Смазки EFELE для карданных передач

Карданная передача обязана своим названием итальянскому инженеру и математику Джероламо Кардано. Она представляет собой механизм передачи крутящего момента между несоосными валами, состоит из полого цельного вала, на концах которого установлены вилки с проушинами, двух крестовин (шарниров Гука) и двух вилок, закрепленных на несоосных приводных валах.

Карданная передача позволяет компенсировать угловые смещения валов друг относительно друга.

Основными компонентами карданного вала являются следующие.

Карданная передача используется в технике различных отраслей, начиная от металлургии и заканчивая пищевой и легкой промышленностью. Зачастую она является элементом привода или трансмиссии.

Широкое распространение карданная передача получила в автомобильной и строительной технике. Она используется для передачи крутящего момента от коробки передач или раздаточной коробки к мостам или рабочим органам машин и строительной техники.

Существует два типа карданных передач: открытые и закрытые.

Закрытые карданные передачи представляют собой трубу с вращающейся внутри нее валом. В таком типе карданной передачи используется всего один шарнир Гука, так как отсутствуют продольные удлинения карданного вала и углы перекоса вала достаточно малы.

Открытые карданные передачи широко используются в автомобилях. Зачастую мосты автомобилей имеют рессорное подвешивание или имеют подвижные опоры и тяги. Для компенсации больших перемещений используются карданные валы с двумя и более шарнирами Гука (крестовинами) и одной плавающей вилкой для компенсации удлинения вала.

Вилка посажена на шлицевое соединение с прямоугольным профилем, иногда используется эвольвентный профиль. В крестовинах установлены насыпные игольчатые подшипники.

На длиннобазных автомобилях карданная передача  имеет промежуточные опоры, которые делят вал на несколько участков с целью предотвращения его биение за счет дисбаланса. 

Другой особенностью эксплуатации карданной передачи является передача крутящего момента с пульсацией угловой скорости (особенно на углах более 15°). Этот эффект связан с конструкцией шарнира Гука.

Для его снижения или предотвращения возникновения использует карданный вал с двумя и более крестовинами. Вилки, установленные на едином валу, ориентированы в одной плоскости. Таким образом, два карданных шарнира вносят противофазные пульсации угловой скорости и компенсируют вибрации друг от друга.

Для надежной работы карданной передачи необходимо обеспечить минимальный зазор в игольчатых подшипниках крестовин и точность шлицевого соединения.

Основной причиной выхода из строя подшипников является бриннелирование – процесс образования раковин при больших удельных нагрузках и малых перемещениях.

Для надежного смазывания карданного узла рекомендуется использовать универсальную термо- и водостойкую смазку EFELE MG-213.

Материал на основе литиевого комплекса содержит пакет противозадирных присадок и обладает:

• Повышенной несущей способностью
• Высокими антикоррозионными свойствами
• Устойчивостью к смыванию водой
• Длительным сроком службы
• Отличными противоизносными свойствами
• Механической стабильностью

Для обслуживания высоконагруженного шлицевого соединения хорошо зарекомендовала себя смазка с дисульфидом молибдена EFELE MG-212. Она демонстрирует отличные противоизносные характеристики, работоспособность во влажной и запыленной среде.

Была ли полезна статья?

( оценок)

Зубчатые муфты карданного вала | NDE Кларк Питчлайн

Продукты

Обзор продуктов

Универсальный карданный вал и карданные валы

Приводные муфты

Шестерни и редукторы

Шлицевые валы

Вспомогательные детали привода

Системы механического привода

Услуги

Обзор услуг

Субподрядная обработка

Обслуживание и ремонт

Инженерные услуги

Услуги сайта

Поиск устаревших деталей

Забронировать инженера

Электромеханическая

Промышленная

Обзор отраслей

Рельс

Бумажная промышленность

Насосная промышленность

Транспортные средства

Энергия

Театральные сцены

Горнодобывающая промышленность и разработка карьеров

Промышленные испытательные стенды

Транспортировка материалов

Металлургия

Морская промышленность

Вращающаяся установка ТО

Фармацевтическая

Еда

О нас

О нас Обзор

О компании NDE Clarke Pitchline

История

Стандарт качества ISO 9001

Политика конфиденциальности

Тематические исследования

Загрузки

Новости

Контакт

Зона клиента

ЗАКАЗАТЬ ИНЖЕНЕРА

// карданный вал

О нас

Загрузки

Контакты

Продукты

Универсальный карданный вал и карданные валы

+ —

Универсальный карданный вал для тяжелых условий эксплуатации

Универсальный карданный вал и карданные валы для средних нагрузок

Универсальный карданный вал и карданные валы для легких условий эксплуатации

Сопутствующие фланцы

Универсальные шарниры

ШРУСы

Приводные муфты

+ —

Зубчатые муфты

Тормозные барабаны и диски

Быстроразъемные соединения

Карданный вал тип

Разъединитель Тип

Проставка типа

Нержавеющая сталь

Сеточная пружинная муфта

Гибкая дисковая муфта

Высокогибкие муфты

Фрезерные зубчатые шпиндели

Специальные версии

Шестерни и редукторы

+ —

Косозубые шестерни

Внутренние шестерни

Цилиндрические шестерни

Шлицевые валы

Вспомогательные детали привода

+ —

Звездочки и звездочки

Специальные компоненты

Системы механического привода

// Тип карданного вала

Доступны специальные версии карданного вала нашей линейки зубчатых муфт High Power. Этот тип муфты может передавать мощность на большее расстояние, чем стандартные зубчатые муфты, с повышенной жесткостью и всеми преимуществами стандартных зубчатых муфт.

 

Свяжитесь с нами, чтобы узнать, что мы можем сделать для вас.

Чтобы заказать инженера, пожалуйста, заполните вашу информацию
ниже, и мы свяжемся с вами.

Геометрия трансмиссии 101 – Индивидуальные приводные валы Тома Вуда

В этом видеоролике показаны правильные углы для приводного вала в стандартном джипе или грузовике, а также то, как правила меняются при добавлении лифта подвески.

 

В приведенном ниже видео показано, что происходит с валом под разными углами, как неправильные углы могут вызвать колебания скорости, и оно в большей степени посвящено автомобилям с приводом на 2 колеса и приложениям, которые не поднимаются на джипах и грузовиках. Кроме того, это просто весело смотреть. Как следует из титульного экрана, во многих отношениях это лучшее видео о карданном валу!

 

В статье ниже дается подробное объяснение работы универсального шарнира под углом. В частности, мы уделяем особое внимание углу ведущего вала на грузовых автомобилях с подъемным механизмом и джипах. Прочтите, если хотите полностью понять, почему важна геометрия карданной передачи и как она влияет на требуемый тип вала. Если вам нужны рекомендации по измерению углов, прочтите наше руководство по измерению углов приводного вала.

О.К. так что теперь вы сделали это. Вы установили этот подъемник в свой автомобиль или заменили двигатель, трансмиссию, раздаточную коробку или дифференциал, может быть, все вышеперечисленное, и теперь ваш полноприводный ребенок едет куда угодно, как разбалансированная стиральная машина. Или теперь, когда у вас есть вся эта грубая мощность и крутящий момент, вы продолжаете ломать свой приводной вал. Что вы делаете? Производитель лифтового комплекта может сказать вам одно, а местный мастер или механик скажет вам другое. Вы, конечно, не потратили столько времени, усилий и денег на создание идеального 4X4, чтобы жить в страхе перед возможными катастрофическими последствиями, которые могут возникнуть (обычно в самый неподходящий момент) из-за пренебрежения соображениями трансмиссии.

Так что же делать? Кому вы верите? Большие суставы? Возможно резюме? Откровенно говоря, только ВЫ можете ответить на эти вопросы. Как и во многих жизненных проблемах, решение обычно можно найти, вооружившись информацией. К сожалению для вас, существует много дезинформации, особенно в отношении правильных углов карданного шарнира. Я надеюсь прояснить многое из этого здесь. Пожалуйста, имейте в виду, что мы не работаем с точной наукой. Иногда вещи, которые в теории должны работать, не работают, а иногда люди, кажется, довольны трансмиссией, которая по всем стандартам должна вызывать ужасную вибрацию или короткий срок службы. Хотя ваши шансы на успех возрастут, если вы сделаете домашнюю работу и спроектируете на основе установленных принципов.

Мои мнения и рекомендации основаны на многочисленных источниках информации и многолетнем личном опыте. Я ни в коем случае не знаю всего, что нужно знать о приводных линиях (или о чем-то еще). Цель здесь состоит в том, чтобы дать широкую общую информацию, понимая, что по большей части мы имеем дело с сильно модифицированными автомобилями, требующими решений, отличных от одобренных заводом-изготовителем.

В дополнение к прямой и должным образом сбалансированной трансмиссии правильная геометрия является наиболее важным конструктивным фактором, который следует учитывать, когда требуются плавность работы, предельная прочность и длительный срок службы.

Если вы похожи на меня, вместо того, чтобы полагаться только на то, что кто-то может вам сказать. Вы склонны верить во что-то с большей готовностью, если у вас есть базовое понимание задействованных принципов. Очень важно, чтобы вы понимали концепцию неравномерной скорости вашего карданного вала, из-за которой карданные шарниры работают под углом:

Если бы вы наблюдали, как карданный шарнир движется под углом (рабочий угол) с торцевого вида. Вы увидите, что шарнир ведомого вала должен двигаться по эллипсу. Поскольку шарнир должен пройти через каждый из квадрантов этой эллиптической траектории за фиксированное время, скорость или поверхностная скорость ведомого вала увеличивается и уменьшается в 2 раза за каждую. революция.

При использовании обычного приводного вала с двумя шарнирами, если второй карданный шарнир имеет равный или пересекающийся угол, второй карданный шарнир будет замедляться в то же время и почти с той же скоростью, с которой ускоряется первый карданный шарнир. , что обеспечивает плавный поток мощности на шестерню.

Теперь, надеюсь, вы заметили, что я сказал «очень близко», описывая эту компенсацию неравномерных скоростей. это потому, что скорости ускорения и замедления, минимальная и максимальная скорость НЕ являются обратными числами. Мин Макс. скорости являются функцией косинуса рабочего угла. Если, например, чтобы упростить вычисления, косинус угла был равен 0,9.0, а скорость на ведущем валу составляла 100 футов в секунду. их в. скорость будет 90 F.P.S. и максимальная скорость будет 111 F.P.S. Именно по этой причине на вашем приводном валу есть верхний предел того, насколько крутым вы можете управлять приводным валом. Даже с равными или пересекающимися углами.

Итак, насколько крутой может быть приводной вал? Опять же, это полностью зависит от вас. Однако большинство производителей, таких как Dana/Spicer, рекомендуют не более 7 градусов. Лично я считаю, что они консервативны (так и должно быть). Я также думаю, что они основывают свои рекомендации на математике для самой большой трансмиссии размером с полуприцеп и называют ее хорошей для всего остального (что было бы так). Выполняя математические расчеты для трансмиссии автомобильного размера, используя диаметр поворота 4 дюйма и предполагая, что выходной вал раздаточной коробки и валы шестерни параллельны, фактический косинус для угла 15 градусов. Я вычисляю результат чистой разницы в линейном расстоянии. пройдено по дуге траектории каждого U-образного шарнира, что составляет примерно 0,0014 дюйма на каждый случай. Я полагаю, что в универсальном шарнире, скользящей вилке и шлицевой цапфе достаточно зазоров, а также модуль упругости при кручении в трубке и других компонентах, чтобы приспособиться к этому. За пределами этой точки компоненты силовой передачи должны сами изгибаться и деформироваться, чтобы обеспечить это дополнительное движение. Это повторяющееся и непрерывное изгибание приведет к усталости этих компонентов и вызовет преждевременный выход из строя.

Однако есть и другие факторы, которые следует учитывать. Начните с того, с чем вы готовы жить. Имейте в виду, что с трансмиссией, нажатой до этого предела в 15 градусов, вы можете заметить легкую (небольшая может быть вопросом определения) вибрацию на ровном шоссе на скорости около 45-50 миль в час. когда вы трепещете газ в самый раз. Большинство людей могут жить с этим. Если вы сомневаетесь или приближаетесь к этому верхнему пределу, я рекомендую вам установить приводной вал с двойным карданом (CV).

Геометрия, которую необходимо поддерживать при использовании двойного карданного вала, отличается от геометрии обычной двухшарнирной трансмиссии. Во многих случаях разница в стоимости между двумя типами валов минимальна, а выигрыш в производительности/сроке службы окупит себя в долгосрочной перспективе.

Другим редко принимаемым во внимание фактором являются вибрации, которые будут вызваны силами, необходимыми для ускорения и замедления массы вашей трансмиссии. Трансмиссия, которая слишком тяжелая и/или имеет слишком большой радиус, а также проходит под крутым углом, может усугубить проблему.

Кроме того, вам необходимо знать ожидаемую продолжительность жизни крестовины. В основном U-образный шарнир рассчитан на определенную непрерывную рабочую нагрузку при 3000 об/мин. на 5000 часов. с углом соединения 3 градуса и при условии надлежащего периодического обслуживания. Если вы удвоите угол, вы уменьшите срок службы вдвое, уменьшив вдвое нагрузку, вы удвоите срок службы, и наоборот. Поскольку ваша трансмиссия редко испытывает постоянную нагрузку, срок службы карданного шарнира становится трудно подсчитать. Хотя 5000 часов могут показаться не такими уж большими, это примерно равно 8 часам вождения в день, 5 дней в неделю в течение 2 и 1/2 лет. Так что 20% ожидаемой продолжительности жизни, в конце концов, может быть не таким уж плохим числом.

Большинство приводных валов, в зависимости от используемых компонентов, испытывают заедание при 25-30 градусах. Вы НЕ ДОЛЖНЫ, я повторяю, НЕ ХОТИТЕ запускать приводной вал под любым углом, близким к этому. Вы должны учитывать провисание оси, изгиб рамы и дифференциальный крен. Все это может на мгновение изменить рабочий угол карданного шарнира до такой степени, что это вызовет то, что я называю НЕМЕДЛЕННОЙ И КАТАСТРОФИЧЕСКОЙ НЕИСПРАВНОСТЬЮ. В конечном счете, вы должны быть уверены, что ваша трансмиссия будет свободно вращаться при полном провисании оси.

В автомобилях с листовыми рессорами также очень важно учитывать восходящее движение шестерни дифференциала, вызванное закручиванием пружины в условиях высокого крутящего момента. Обычно вы можете получить довольно хорошее представление о том, насколько дифференциал свернется, посмотрев это короткое видео.

Многие люди ошибочно полагают, что приводной вал с двойным карданом (CV) обеспечивает больший рабочий угол, чем обычный приводной вал с двумя шарнирами или одинарный карданный вал. Это неправда. Некоторые типы CV фактически будут подвергаться заклиниванию под меньшим углом, чем стандартная двухшарнирная трансмиссия, в зависимости от используемых отдельных компонентов. Кроме того, сам CV длиннее, чем более обычные компоненты, и будет создавать больший рабочий угол на трансмиссии из-за более короткого хода в уравнении подъема / хода. Особенно это касается очень коротких валов.

Реальное преимущество приводного вала CV (двойного карданного вала) заключается в более плавной работе при более высоких рабочих углах и более длительном сроке службы. Узел CV работает, пересекая углы шарнира в центральной точке поворота и обеспечивая плавный поток мощности вращения или скорость поверхности через трансмиссию. А как насчет 3-го шарнира двойного карданного вала? С этим типом трансмиссии важно повернуть дифференциал вверх, чтобы у вас был минимальный рабочий угол шарнира на конце дифференциала карданного вала. Любой значительный угол шарнира заставит шестерню ускоряться и замедляться два раза за оборот. Вызывает так называемую крутильную вибрацию. Крутильные колебания также будут создаваться в трансмиссии с двумя шарнирами, которая имеет неравные углы на каждом из U-образных шарниров или слишком большой угол для каждого из U-образных шарниров, чтобы полностью компенсировать друг друга. Вращение дифференциала вверх уменьшит общий рабочий угол на каждом конце карданного вала. Теперь на конце приводного вала, расположенном со стороны раздаточной коробки, есть два шарнира, делящих общий угол поровну. Это удвоит срок службы соединений на этом конце, кроме того, вы получите полный номинальный срок службы соединения на конце дифференциала. Я также считаю, что CV сильнее, чем обычная трансмиссия, при повороте на тот же угол. Это было бы результатом передачи крутящего момента в плоскости, более перпендикулярной осевой линии карданного вала.

Одно предостережение: вращение дифференциала меняет положение заливной пробки дифференциала. Убедитесь, что задний подшипник шестерни все еще получает достаточное количество масла. Может потребоваться переполнение, переполнение дифференциала может вызвать проблему вспенивания жидкости дифференциала. Добавление около чашки жидкости для автоматических коробок передач Dextron типа II в трансмиссионное масло снизит поверхностное натяжение масла и должно помочь контролировать пенообразование. Кроме того, в то время как это вращение дифференциала легко выполняется с задней частью, передние части создают другую проблему. Потому что, если вы не готовы отрезать корпус дифференциала от труб и заварить заново, все, что вы делаете для исправления углов трансмиссии спереди, отрицательно повлияет на геометрию рулевого управления вашего автомобиля.