Общие сведения. Карданная передача применяется в трансмиссии автомобиля для силовой связи агрегатов и служит для передачи крутящего момента к механизмам

Карданная передача применяется в трансмиссии автомобиля для силовой связи агрегатов и служит для передачи крутящего момента к механизмам, валы которых при движении расположены несоосно (рис. 4.1). Карданная передача состоит из карданных шарниров, валов и промежуточных опор.

Рис. 4.1

 

Карданные передачи можно подразделить на открытые и закрытые.

Для легковых и грузовых автомобилей, в которых реактивный момент на заднем мосту воспринимается трубой, используется закрытая карданная передача, которая размещается внутри трубы. Поскольку длина карданного вала в такой конструкции не изменяется при относительных перемещениях кузова и заднего моста, компенсирующее соединение в карданной передаче отсутствует и используется один карданный шарнир.

Для автомобилей, в которых реактивный момент воспринимается рессорой или реактивными тягами, используется открытая карданная передача, которая должна иметь не менее двух шарниров и компенсирующее соединение, т.к. расстояние между шарнирами в процессе движения меняется. Карданные механизмы можно классифицировать по следующим признакам:

- по кинематике (карданные шарниры равных и неравных угловых скоростей);

- по конструктивным особенностям (шарнир с крестовиной, кулачковый, шариковый с делительным рычагом, шариковый с делительными канавками).

К карданным передачам предъявляют следующие требования:

- передача крутящего момента без создания дополнительный нагрузок в трансмиссии;

- возможность передачи крутящего момента с обеспечением равенства угловык скоростей ведущего и ведомого валов независимо от угла между соединяемыми валами;

- высокий КПД;

- бесшумность.

Условия работы карданных передач определяются, в первую очередь, углами наклона их валов, чем больше углы, тем условия эксплуатации карданной передачи тяжелее.

Работа карданной передачи сопровождается изменением расстояния между агрегатами. Это необходимо учитывать при конструировании передачи и применять подвижные шлицевые соединения.

Основным элементом карданной передачи является карданный шарнир. Тип шарнира определяет кинематическую схему карданной передачи и максимально допустимые углы наклона валов.

Карданные шарниры подразделяются на шарниры неравных и равных угловых скоростей. Шарниры неравных угловых скоростей при наличии угла между валами характеризуются периодическим неравенством угловых скоростей ведущего и ведомого валов. При установке шарниров равных угловых скоростей угловые скорости соединяемых валов раны при любом их угловом перемещении. Они применяются главным образом в приводах к ведущим управляемым колесам.

Наибольшее применение в приводах к ведущим мостам получили обычные шарниры с крестовиной (рис. 4.2).

Рис.4.2

 

В приводах к ведущим управляемым колесам в основном применяется шарнир равной угловой скорости шарикового типа (рис. 4.3).

Рис. 4.3

По конструктивным признакам шарниры делятся на жесткие и упругие. В жестких шарнирах передача крутящего момента обеспечивается шарнирным соединением деталей, а в упругих - деталями с большей податливостью.

Для компенсации изменения длины карданной передачи во время движения применяются подвижные шлицевые соединения. При перемещении шлицев карданного вала, нагруженного крутящим моментом, возникает осевая сила трения

M

Р_тР = 1

тр

r

m

где M_p - передаваемый карданным валом крутящий момент, / - коэффициент трения, r_m - средний радиус боковой рабочей поверхности шлица.

Наличие больших осевых сил из-за малой рабочей поверхности шлицев способствует интенсивному износу шлицевых соединений, что приводит к увеличению дисбаланса и возникновению вибраций. Для уменьшения осевых усилий и изнашивания скользящие концы карданного вала целесообразно располагать около промежуточной опоры или коробки передач. Уменьшение осевых усилий связано со снижением коэффициента трения в шлицах путем улучшения смазывания, повышения твердости и чистоты обработки поверхности шлицев.