Главная Учебники - Транспорт Карданная передача. Методические указания к лабораторным работам - 2002 год
|
|
|
содержание .. 1 2 3 ..
9
Из
уравнения
(4)
и
из
графика
следует
,
что
наибольшего
значения
отношение
γ
ω
ω
Cos
1
1
2
=
достигает
при
cos
2
α
= 1;
(
α
=
π
k; k=0,
1, ...,
п
).
Наименьшего
значения
1
2
ω
ω
достигает
при
cos
2
α
=0
Рис
. 2.
Зависимость
угловой
скорости
ω
2
ведомого
вала
карданного
шарнира
от
угла
α
поворота
ведущего
вала
при
различных
значениях
угла
γ
между
валами
и
постоянной
угловой
скорости
α
i
ведущего
вала
:
(
α
=
π
/2+
π
/k;
k=0,
1,...,
n
).
Степень
неравномерности
вращения
ведомого
вала
определяется
коэффициентом
неравномерности
U
Н
.
В
.
=(
ω
2
MAX
–
ω
2
MIN
)/
ω
1
Так
,
как
ω
2
MAX
=
ω
1
/
С
OS
γ
,
ω
2
MIN
=
ω
1
*
С
OS
γ
,
коэффициент
неравномерности
можно
выразить
уравнением
γ
γ
ω
γ
ω
γ
ω
С
os
Sin
С
os
С
os
u
в
н
2
1
1
1
.
.
/
=
⋅
−
=
2.2.
Карданная
передача
с
двумя
карданными
шарнирами
и
валами
,
расположенными
в
одной
плоскости
(
рис
.
3,
а
).
10
Рис
. 3.
Схемы
двухшарнирной
карданной
передачи
Для
такой
карданной
передачи
принято
ведущие
вилки
шарниров
располагать
под
углом
π
/2
одну
относительно
другой
.
Для
первого
шарнира
,
у
которого
ведущая
вилка
лежит
в
плоскости
чертежа
,
являющейся
началом
отсчета
угла
пово
-
рота
валов
,
справедливо
соотношение
углов
поворота
ведущего
и
ведомого
валов
:
tg
β
=tg
α
/cos
γ
1
или
l/tg
β
=cos
γ
1
/tg
α
.
Для
второго
шарнира
,
у
которого
ведущая
вилка
повернута
на
угол
π
/2
относительно
плоскости
чертежа
,
tg(
π
/2+
φ
)=tg(
π
/2+
β
)/cos
γ
2
или
l/tg
β
=cos
γ
2
/tg
φ
.
Приравняв
правые
части
равенств
для
первого
и
второго
шарниров
,
получим
cos
γ
1
/tg
α
=cos
γ
2
/tg
φ
,
откуда
tg
φ
/tg
α
=
cos
γ
2
/cos
γ
1
.
Следовательно
,
равенство
углов
поворота
(
синхронность
вращения
ведущего
и
ведомого
валов
)
карданной
передачи
с
двумя
шарнирами
,
ведущие
вилки
11
которых
повернуты
относительно
друг
друга
на
угол
π
/2
,
возможно
в
случае
,
если
γ
1
=
γ
2
.
2.3.
Карданная
передача
с
тремя
шарнирами
и
валами
,
расположенными
в
одной
плоскости
.
В
зависимости
от
ком
-
поновочной
схемы
,
шарниры
могут
располагаться
одним
из
показанных
на
рис
. 4,
способов
.
Синхронность
вращения
ведущего
и
ведомого
валов
для
заданного
положения
веду
-
щих
вилок
карданных
шарниров
будет
соблюдаться
только
при
определенных
соотношениях
углов
между
валами
.
Для
схемы
,
приведенной
на
рис
. 4,
а
,
tg
β
==tg
α
/cos
γ
1
;
tg
φ
=tg
β
cos
γ
; tg
Θ
=tg
φ
/cos
γ
3
.
Воспользовавшись
приведенными
равенствами
,
можно
запи
-
сать
tg
Θ
/tg
α
= Cos
γ
2
/(Cos
γ
1
Cos
γ
3
) .
Синхронность
вращения
ведущего
и
ведомого
валов
будет
сохранена
,
если
Cos
γ
2
=Cos
γ
1
Cos
γ
3
.
Для
схемы
,
приведенной
на
рис
. 4,
б
,
tg
β
=tg
α
/cos
γ
1
; tg
φ
=tg
β
/cos
γ
2
;
tg(
π
/2 +
Θ
) =tg(
π
/2 +
φ
)/cos
γ
3
;
tg
Θ
/tg
α
=cos
γ
3
/(cos
γ
1
Cos
γ
2
),
12
Рнс
. 4.
Схемы
трехшарнирных
карданных
передач
т
.
е
.
синхронность
обеспечивается
при
Cos
γ
3
=cos
γ
1
Cos
γ
2
.
Для
схемы
,
приведенной
на
рис
. 4,
в
,
tg
β
=tg
α
/cos
γ
1
; tg(
π
/2+
φ
)=tg(
π
/2+
φ
)/cos
γ
2
;
tg(
π
/2 +
Θ
) = tg(
π
/2 +
φ
)/cos
γ
3
;
tg
Θ
/tg
α
=cos
γ
2
cos
γ
3
/cos
γ
1
,
Т
.
е
.
синхронность
обеспечивается
при
Cos
γ
1
=cos
γ
2
C
о
s
γ
3
.
Следует
иметь
в
виду
,
что
при
неправильной
установке
кар
-
данных
шарниров
возникают
вибрации
карданного
вала
и
в
несколько
раз
снижается
долговечность
карданной
передачи
.
2.4.
Карданные
передачи
с
валами
,
расположенными
не
в
одной
плоскости
.
Для
некоторых
автомобилей
применяют
пространственные
карданные
передачи
,
в
которых
валы
рас
-
положены
не
в
одной
плоскости
.
Для
определения
условий
синхронности
вращения
ведущего
и
13
ведомого
валов
проведем
через
валы
1
и
2
(
рис
. 3,
б
)
плоскость
А
,
а
через
валы
2
и
3
плоскость
В
.
Для
синхронного
вращения
валов
1
и
3
необхо
-
димо
,
чтобы
:
1)
вилка
карданного
шарнира
,
связанная
с
валом
1,
лежала
в
плоскости
А
,
а
вилка
карданного
шарнира
,
связанная
с
валом
3,
лежала
в
плоскости
В
;
2)
γ
1
=
γ
.
2.5.
Силовые
связи
Если
пренебречь
потерями
в
карданном
шарнире
,
то
можно
считать
,
что
мощности
на
ведущем
и
ведомом
валах
равны
:
N
1
=N
2
; M
1
ω
1
= M
2
ω
2
,
(5)
где
M
1
,
М
2
—
моменты
соответственно
на
ведущем
и
ведомом
валах
.
Моменты
М
1
и
М
2
включают
в
себя
инерционные
моменты
,
возникающие
в
результате
вращения
масс
,
связанных
карданным
шарниром
.
Из
уравнений
(4)
и
(5)
следует
:
M
2
= M
1
ω
1
/
ω
2
=
М
1
(1-Sin
2
γ
*Cos
2
α
)/Cos
γ
(6)
Наибольшего
значения
момент
М
2
достигает
при
α
=
π
/2+
π
k(k=0, 1, 2,...,
n) •
M
2max
M
1
/Cos
γ
.
Наименьшее
значение
М
2
—
при
α
=
π
k
(k==0, 1, 2,
....
n)
M
2min
=M
1
Cos
γ
.
14
Из
уравнения
(6)
следует
,
что
карданный
шарнир
передает
переменный
по
величине
момент
на
ведомый
вал
,
т
.
е
.
кардан
-
ный
шарнир
можно
рассматривать
в
качестве
редуктора
с
пе
-
ременным
передаточным
числом
.
Если
принять
,
что
массы
,
связанные
с
ведущим
и
ведомым
валами
карданной
передачи
,
вращаются
равномерно
,
то
до
-
полнительный
момент
M
доп
,
вызванный
неравномерностью
вращения
ведомого
вала
,
будет
закручивать
карданный
вал
на
угол
,
соответствующий
разности
β
–
α
:
M
доп
=M
2max
–M
1
=M
1
/Cos
γ
– M
1
=M
1
(1- Cos
γ
)/ Cos
γ
=Afi(l—
COSY
)/
COSY
.
Дополнительный
угол
закрутки
вала
β
–
α
= M
доп
/c
в
.
в
.
где
Св
.
в
—
крутильная
жесткость
ведомого
вала
.
Карданная
передача
является
элементом
сложной
крутиль
-
ной
системы
трансмиссии
,
в
которой
могут
возникнуть
крутильные
колебания
от
периодических
воз
-
мущающих
момен
-
тов
,
одним
из
источников
которых
может
быть
карданная
пе
-
редача
.
2.6.
Анализ
и
оценка
конструкций
Развитие
конструкций
карданных
шарниров
неравных
угло
-
вых
скоростей
связано
с
непрерывным
улучшением
их
эксплуатационных
свойств
:
надежности
,
возможности
передачи
вращения
при
повышенном
угле
между
валами
,
повышения
КПД
.
Требование
обеспечения
высокого
КПД
карданного
шарни
-
ра
связано
с
необходимостью
увеличения
его
износостойкости
,
а
следовательно
,
и
долговечности
.
15
Необходимо
также
учитывать
,
что
в
некоторых
конструкциях
автомобилей
число
карданных
шарниров
в
трансмиссии
может
быть
значитель
-
ным
:
так
,
например
,
в
ряде
многоосных
автомобилей
больше
20,
причем
часть
шарниров
размещена
последовательно
,
что
заметно
снижает
общий
КПД
трансмиссии
.
Применяемые
в
современных
автомобилях
карданные
шар
-
ниры
неравных
угловых
скоростей
на
игольчатых
подшипни
-
ках
удовлетворяют
поставленным
требованиям
при
условии
,
если
шарнир
имеет
рациональную
конструкцию
,
технология
производства
строго
соблюдается
,
а
игольчатые
подшипники
надежно
сма
-
зываются
.
В
существовавших
ранее
конструкциях
шарниров
предусма
-
тривалось
обязательное
периодическое
заполнение
полости
крестовины
жидким
(
трансмиссионным
)
маслом
через
мас
-
ленку
,
а
для
предохранения
сальников
от
пробоя
при
нагнета
-
нии
масла
служил
клапан
.
Периодическое
пополнение
сма
-
зочного
материала
было
необходимо
,
так
как
масло
недоста
-
точно
надежно
удерживалось
сальниковыми
уплотнениями
.
Кроме
того
,
наличие
клапана
не
позволяло
надежно
смазы
-
вать
все
подшипники
и
удалять
отработанный
смазочный
материал
.
В
настоящее
время
на
ряде
автомобилей
приме
-
няются
карданные
шарниры
,
не
требующие
частого
периоди
-
ческого
смазывания
в
процессе
эксплуатации
.
В
таких
шарнирах
применяется
пластичный
смазочный
материал
:
смазка
№
158,
ЛИТОЛ
-24
или
ФИОЛ
-2
У
,
16
который
удерживается
надеж
-
ными
сальниковыми
уплотнителями
.
Смазочный
материал
закладывается
в
стаканчики
с
игольчатыми
подшипниками
при
сборке
шарнира
(
автомобили
ВАЗ
)
или
небольшие
углуб
-
ления
в
торцах
шипов
крестовины
.
Для
удаления
отработан
-
ного
смазочного
материала
и
заполнения
новым
шарнир
необ
-
ходимо
демонтировать
.
В
этих
шарнирах
нет
масленок
и
клапанов
.
В
ряде
современных
карданных
шарниров
,
смазываемых
пластичным
смазочным
материалом
,
сохраняется
масленка
или
резьбовое
отверстие
,
закрытое
резьбовой
пробкой
,
а
кла
-
пан
отсутствует
.
Нагнетаемый
смазочный
материал
заполняет
полость
крестовины
и
поступает
к
подшипникам
,
а
излишки
его
выдавливаются
через
резиновые
сальниковые
«
проточ
-
ные
»
уплотнения
.
Уплотнение
состоит
из
радиального
сальника
и
двухкро
-
мочного
торцового
сальника
,
предохраняющего
подшипник
от
попадания
пыли
и
грязи
.
КПД
карданного
шарнира
зависит
от
угла
γ
между
соеди
-
няемыми
валами
.
С
увеличением
угла
γ
КПД
резко
снижа
-
ется
.
В
некоторых
автомобилях
для
уменьшения
этого
угла
двига
-
тель
располагают
с
наклоном
2...3
0
.
Иногда
для
той
же
цели
задний
мост
устанавливают
так
,
что
ведущий
вал
главной
пе
-
редачи
получает
небольшой
наклон
.
Однако
уменьшать
угол
между
валами
до
нуля
недопустимо
,
так
как
это
может
при
-
вести
к
быстрому
выходу
шарнира
из
строя
вследствие
брине
-
ллирующего
воздействия
игл
содержание .. 1 2 3 ..
|
|
|