Карданная передача: Устройство карданной передачи автомобиля

Карданные передачи автомобилей — одновальные, двухвальные, многовальные. Назначение, типы, виды. Кардан на автомобилях высокой проходимости

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 к 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 приводе 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 (рисунок 1).

Рисунок 1 — Типы карданных передач, классифицированных по различным признакам

Одновальные карданные передачи (рисунок 2, а) применяются на легковых автомобилях с короткой базой (расстояние между передними и задними колесами) и колесной формулой 4х2 для соединения коробки передач 1 с задним ведущим мостом 4. Такая карданная передача состоит из карданного вала 3 и двух карданных шарниров 2.

Рисунок 2 — Карданные передачи для автомобилей с различными колесными формулами

а, б — 4х2; в — 4х4; г, д — 6х6; 1 — коробка передач; 2 — карданный шарнир; 3 — карданный вал; 4, 7, 9 — ведущие мосты; 5, 8 — промежуточные опоры; 6 — раздаточная коробка; 10 — редуктор

Двухвальная карданная передача (рисунок 2, б) применяться на автомобилях с длинной базой и колесной формулой 4х2 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 4х4 используются три одновальные карданные передачи (рисунок 2, в) для соединения соответственно коробки передач с раздаточной коробкой 6, а также раздаточной коробки с задним и передним 7 ведущими мостами.

На автомобилях высокой проходимости с колесной формулой 6х6

(рисунок 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 с передним и средним 9 ведущими мостами этих автомобилей осуществляется одновальными карданными передачами.

В автомобилях высокой проходимости с колесной формулой 6х6 и со средним проходным ведущим мостом (рисунок 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.

На тему о карданной передаче читайте также:

Карданная передача.

Карданная передача



Общие сведения о карданных передачах

Карданная передача предназначена для передачи крутящего момента от одного агрегата к другому в случае, когда оси их валов не совпадают и могут менять свое расположение, а также при значительном удалении одного агрегата от другого. В некоторых технических источниках информации вместо термина «карданная передача» употребляется термин «промежуточная передача».

Свое название карданная передача получила от имени итальянского математика, инженера, философа, медика и астролога Джероламо Кардано (1501-1576). В отдельных источниках Кардано считается изобретателем карданного вала, по крайней мере, он первым подробно описал конструкцию и работу этого механизма.
Тем не менее, по утверждению других источников, механизм аналогичный карданному валу был известен задолго до Д. Кардано, и упоминался ещё великим Леонардо да Винчи. Сейчас сложно спорить об авторстве изобретения, однако одно бесспорно — Д. Кардано был первым, кто подробно описал устройство карданного вала в технической литературе.

В среде технических специалистов, механиков и водителей карданную передачу обычно называют карданный вал или просто — кардан. Карданные валы с шарнирами равных угловых скоростей чаще называют ШРУСами, а их шарниры — «гранатами».

Характерным примером применения карданной передачи является силовое соединение коробки передач с ведущим мостом автомобиля (рис. 2). Так как мост связан с несущей системой (рамой) через упругие элементы подвески, при движении автомобиля он может перемещаться относительно рамы в вертикальном направлении, тогда как коробка передач закреплена на раме неподвижно.
Кроме того, при вертикальном перемещении моста относительно рамы (и, соответственно, коробки передач), расстояние между соединяемыми агрегатами постоянно изменяется. В таких условиях жесткое соединение агрегатов невозможно.

С помощью карданной передачи осуществляется подвод крутящего момента от коробки перемены передач (КПП) или раздаточной коробки к ведущим мостам, к ведущим управляемым колесам, а также к механизмам дополнительного оборудования автомобиля.
На некоторых автомобилях с помощью карданной передачи осуществляется связь рулевого колеса с рулевым механизмом. Особенно удобна такая конструкция рулевого привода для автомобилей с откидной кабиной, позволяющая без каких-либо манипуляций с рулевой колонкой поднимать кабину для доступа к двигателю и его системам.

***

Классификация карданных передач

Карданные передачи, устанавливаемые между элементами (агрегатами) трансмиссии, называются основными, а карданные передачи, передающие крутящий момент каким-либо другим агрегатам или дополнительному оборудованию, называются вспомогательными

.

В зависимости от числа валов привода ведущих колес различают одноприводную карданную передачу и многоприводную (рис. 1 ).

Если карданная передача располагается внутри какого-либо защитного элемента, например кожуха или балки моста, то она называется закрытой. Большинство карданных передач привода ведущих мостов не имеет специальной защиты и являются открытыми.



Карданная передача (рис. 2) состоит из карданных валов 2, карданных шарниров 1 и шлицевого компенсирующего соединения 4, которое обеспечивает изменение длины карданного вала при изменении расстояния между соединяемыми агрегатами.
С целью уменьшения длины валов на некоторых автомобилях применяется составная карданная передача, состоящая из двух валов. В этом случае один из валов передачи устанавливается на поддерживающей промежуточной опоре (опора кардана —

рис. 2,б поз. 3).

Наиболее ответственными элементами карданных передач являются карданные шарниры. Они обеспечивают передачу крутящего момента между валами, оси которых пересекаются под углом. Относительный угол наклона валов карданной передачи, в зависимости от конструкции шарниров, может достигать 45˚.

По кинематике карданные шарниры делятся на две группы – шарниры неравных угловых скоростей и шарниры равных угловых скоростей (рис. 3).

На некоторых автомобилях применяются упругие полукарданные шарниры для передачи крутящего момента между валами, расположенными под небольшим углом, например, упругая муфта Гуибо (Guibo).
Муфта Гуибо представляет собой предварительно сжатый шестигранный упругий элемент, к которому вулканизацией прикреплены металлические вкладыши. С двух сторон к муфте посредством вкладышей крепятся фланцы ведущего и ведомого валов. На иллюстрации в верхней части страницы муфта Гуибо изображена между карданными валами.

Муфта Гуибо применяется чаще всего в дополнение к шарнирной карданной передаче. Иногда такой тип промежуточных передач относят к эластичным соединениям, представляющим отдельную классификационную группу.

Дальнейшая классификация карданных передач связана с конструкцией шарниров равных угловых скоростей, которые в настоящее время очень разнообразны по устройству и инженерным решениям, и продолжают совершенствоваться.

***

Карданные передачи с шарнирами неравных угловых скоростей



Главная страница

Дистанционное образование

Специальности

Учебные дисциплины

Олимпиады и тесты

Карданная передача с шарниром равных угловых скоростей

Синхронные карданные передачи



Карданные передачи с шарнирами

равных угловых скоростей

Передние ведущие колеса полноприводных и переднеприводных автомобилей являются одновременно и управляемыми, т. е. должны поворачиваться, что требует применения между колесом и полуосью шарнирного соединения.
Карданные шарниры неравных угловых скоростей передают вращение циклически и приемлемо работают лишь при небольших значениях углов между валами, поэтому не могут удовлетворять требованиям равномерности передаваемого вращательного движения. В приводе ведущих управляемых колес крутящий момент должен передаваться с равномерной скоростью к колесам, поворачивающимся относительно продольной оси автомобиля на угол 40…45˚.
Выполнение таких условий могут обеспечить карданные передачи с шарнирами равных угловых скоростей (ШРУС). Иногда их называют синхронными карданными передачами.

В переднеприводном автомобиле обычно используются два внутренних шарнира равных угловых скоростей, кинематически связанные с коробкой передач, и два внешних шарнира, которые крепятся к колесам. В обиходе такие шарниры обычно называют «гранатами».

До середины прошлого века в конструкциях автомобилей часто встречались спаренные карданные шарниры неравных угловых скоростей. Такая конструкция получила название сдвоенного карданного шарнира. Сдвоенный шарнир отличался громозкостью и усиленным износом игольчатых подшипников, поскольку при прямолинейном движении автомобиля иглы подшипников не проворачивались и линии их контакта с обоймой и крестовиной подвергались воздействию значительных контактных напряжений, что приводило к износу и даже сплющиванию игл.
В настоящее время такие подшипники в конструкциях автомобилей встречаются редко.

Равенство угловых скоростей ведущего и ведомого валов будет соблюдено только в том случае, если точки контакта в шарнире, через которые пересекаются окружные силы, будут находиться в биссекторной плоскости, делящей угол между валами пополам. Конструкции всех карданных шарниров равных угловых скоростей основаны на этом принципе.

***

Шариковые шарниры равных угловых скоростей

Наибольшее применение получили шариковые карданные шарниры равных угловых скоростей. Среди них наиболее часто в конструкциях отечественных автомобилей можно встретить шарниры с делительными канавками типа «Вейс».
Эту конструкцию в 1923 году запатентовал немецкий изобретатель Карл Вейс. Шарниры Вейса широко применяются в разборном и неразборном вариантах на отечественных автомобилях марок «УАЗ», «ГАЗ», «ЗиЛ», «МАЗ» и некоторых других. Шарнирные сочленения типа «Вейс» технологичны и дешевы в производстве, позволяют получать угол между валами до 32°, однако срок их службы ограничен 30…40 тыс. км пробега из-за высоких контактных напряжений, возникающих при работе.

Разборный шарнир (рис. 1) устроен следующим образом. Валы 1 выполнены заодно с кулаками 2 и 5, в которых вырезаны четыре канавки 3. В собранном виде кулаки располагаются в перпендикулярных плоскостях, а между ними в канавки 3 устанавливаются четыре шарика 7.
Для центрирования кулаков в отверстие, выполненное в одном из них, устанавливается штифт 6 с центрирующим шариком 4. От осевого перемещения штифт фиксируется другим штифтом 6, расположенным радиально.
Средние линии канавок 3 нарезаны так, что шарики 7, передающие усилия, располагаются в биссекторной (биссекториальной) плоскости между валами. В передаче усилия участвуют только два шарика, что создает высокие контактные напряжения и сокращает срок службы шарнира. Два других шарика передают крутящий момент при движении автомобиля задним ходом.

В других конструкциях контактные напряжения уменьшаются путем увеличения числа шариков, одновременно участвующих в работе, что неизбежно приводит к усложнению шарниров.

Детали шарикового шарнира «Рцеппа» (рис. 1, б) располагаются в чашке 8, которая во внутренней части имеет шесть сферических канавок для установки шести шариков 7. Такие же канавки имеет и сферический кулак 10, в шлицевое отверстие которого входит ведущий вал карданной передачи. Шарики в одной биссекторной плоскости устанавливаются делительным устройством, состоящим из сепаратора 9, направляющей чашки 11 и делительного рычажка 12.
Рычажок имеет три сферические поверхности: концевые входят в гнезда ведущего и ведомого валов, а средняя – в отверстие направляющей чашки 11. Рычажок к ведущему валу прижимается пружиной 13. Длины плеч рычажка таковы, что при передаче момента под углом он поворачивает направляющую чашку 11 и сепаратор 9 так, что все шесть шариков 7 устанавливаются в биссекторной плоскости и все они воспринимают и передают усилия. Это позволяет уменьшить габаритные размеры шарнира и увеличить срок его службы.

Шарнир типа «Рцеппа» технологически сложен, однако он компактнее шарнира с делительными канавками, и может работать при углах между валами до 40°. Поскольку усилие в этом шарнире передается всеми шестью шариками, он обеспечивает передачу большого крутящего момента при малых размерах. Долговечность шарнира «Рцеппа» достигает 100–200 тыс. км.

Еще один шариковый карданный шарнир типа «Бирфильд» представлен на рисунке 1, в. Он состоит из чашки 8, сферического кулака 10 и шести шариков 7, размещенных в сепараторе 9. Сферический кулак 10 надевается на шлицованную часть ведущего вала 16 и стопорится кольцом 14. От попадания грязи во внутреннюю полость шарнир защищен защитным резиновым чехлом 15.
Все сферические поверхности деталей шарнира выполнены по разным радиусам, а канавки имеют переменную глубину. Благодаря этому при наклоне одного из валов шарики выталкиваются из среднего положения и устанавливаются в биссекторной плоскости, что обеспечивает синхронное вращение валов.

Шарниры типа «Бирфильд» имеют высокий КПД, долговечны, и могут работать при углах до 45˚. Поэтому они широко применяются в приводе управляемых колес многих переднеприводных легковых автомобилей в качестве наружного шарнира, или, как его еще называют — наружной «гранаты».
Основной причиной преждевременного разрушения шарнира является повреждение эластичного защитного чехла. По этой причине автомобили высокой проходимости часто имеют уплотнение в виде стального колпака. Однако это приводит к увеличению габаритов шарнира и ограничивает угол между валами до 40°.

При использовании шарнира типа «Бирфильд» на внутреннем конце карданной передачи необходимо устанавливать шарнир равных угловых скоростей, способный компенсировать изменение длины карданного вала при деформации упругого элемента подвески.

Такие функции совмещает в себе универсальный шестишариковый карданный шарнир типа «ГКН» (GKN).
Осевое перемещение в шарнирах типа GKN обеспечивается перемещением шариков по продольным канавкам корпуса, при этом, требуемая величина перемещения определяет длину рабочей поверхности, что влияет на размеры шарнира. Максимальный допустимый угол наклона вала в данной конструкции ограничивается 20°.
При осевых перемещениях шарики не перекатываются, а скользят в канавках, что снижает КПД шарнира.

В конструкциях современных легковых автомобилей иногда встречаются карданные шарниры типа «Лебро» (Loebro), которые, как и шарниры GKN обычно устанавливаются на внутреннем конце карданной передачи, поскольку способны компенсировать изменение длины карданного вала.

Шарниры «Лебро» отличаются от шарниров GKN тем, что канавки в чашке и кулаке нарезаны под углом 15-16° к образующей цилиндра, а геометрия сепаратора правильная — без конусов и с параллельными наружной и внутренней сторонами.
Такой шарнир имеет меньшие габариты, чем другие шестишариковые шарниры, кроме того, сепаратор его менее нагружен, поскольку не выполняет функции перемещения шариков в кулаках.

Принципиальное устройство этих шариковых шарниров представлено на рисунке 2.

Привод передних колес автомобиля ВАЗ-2110

Привод передних колес автомобиля ВАЗ-2110 (рис. 3) состоит из вала 3 и двух карданных шарниров 1 и 4 равных угловых скоростей. Вал 3 привода правого колеса выполнен из трубы, а левого колеса – из прутка. Кроме того, валы имеют разную длину. На вал надевается защитный чехол 6, а затем шарнир в собранном виде со смазочным материалом фиксируется от осевого перемещения стопорным кольцом 5. Защитные чехлы крепятся хомутами 2.

Внутренний шарнир (внутренняя «граната) 1, который вязан с дифференциалом, является универсальным, т. е. кроме обеспечения равномерного вращения валов под изменяющимся углом он позволяет увеличивать общую длину привода, что необходимо для перемещения передней подвески и силового агрегата. Происходит это потому, что внутренняя поверхность корпуса шарнира 1 имеет цилиндрическую форму, и канавки в ней нарезаны продольно, это позволяет внутренним деталям шарнира перемещаться по продольным канавкам в осевом направлении.

***



Кулачковые шарниры равных угловых скоростей

На автомобилях средней и большой грузоподъемности марок «КамАЗ», «Урал», «КрАЗ» карданные передачи в приводе передних колес работают под большим крутящим моментом. Шариковые шарниры не могут передавать больших крутящих моментов из-за возникновения значительных контактных напряжений и ограничения по удельному давлению шариков на канавки. Поэтому в них применяют кулачковые карданные шарниры (рис. 1, г). Аналогичные шарниры иногда устанавливают на переднеприводные автомобили марки «УАЗ».

Кулачковый карданный шарнир равных угловых скоростей (рис. 1, г) состоит из двух вилок 18 и 20, которые вставлены в кулаки 2 и 5 с пазами; в эти пазы входит диск 19. При передаче крутящего момента и вращения от ведущего вала 17 на ведомый вал при повернутом колесе каждый из кулаков 2 и 5 поворачивается одновременно относительно оси паза вилки в горизонтальной плоскости и относительно диска 19 в вертикальной плоскости.
Оси пазов вилок лежат в одной плоскости, которая проходит через среднюю плоскость диска. Эти оси расположены на равных расстояниях от точки пересечения осей валов и всегда перпендикулярны осям валов, поэтому точка их пересечения всегда располагается в биссекторной плоскости.

Такой карданный шарнир требует повышенного внимания к смазыванию, так как для его деталей характерно трение скольжения, вызывающее значительный нагрев и изнашивание трущихся поверхностей. Трение скольжения между контактирующими поверхностями приводит к тому, что кулачковый шарнир имеет самый низкий КПД из всех шарниров равных угловых скоростей. Однако он способен передавать значительный крутящий момент.

Еще один тип кулачкового шарнира равных угловых скоростей — шарнир «Тракта» (на рисунке), состоящий из четырех штампованных деталей: двух втулок и двух фасонных кулаков, трущиеся поверхности которых подвергаются шлифованию.
Если разделить по оси симметрии кулачковый карданный шарнир, то каждая часть будет представлять собой карданный шарнир неравных угловых скоростей с фиксированными осями качания. В такой конструкции тоже возникают значительные силы трения скольжения, снижающие КПД шарнира.

***

Трехшиповые шарниры равных угловых скоростей

В трехшиповом шарнире (на рисунке) крутящий момент от ведущего вала передают три сферических ролика, которые установлены на радиальных шипах, жестко связанных с корпусом шарнира ведомого вала. Шипы относительно друг друга располагаются под углом 120˚. Сферические ролики чаще всего устанавливаются на шипы посредством игольчатых подшипников.

Ведущий вал имеет трехвальцевую вилку, в цилиндрические пазы которой входят ролики. При передаче крутящего момента между несоосными валами ролики перекатываются со скольжением вдоль пазов и одновременно скользят в радиальном направлении относительно шипов. Предельный угол между осями валов до 40˚.

Особенностью трехшипового шарнира является то, что в отличие от шариковых шарниров передача момента от ведущих элементов на ведомые происходит не в биссекторной плоскости, а в плоскости, проходящей через оси шипов. Равенство частот вращения ведущего и ведомого валов обеспечивается при любом взаиморасположении их осей.

***

Мосты автомобилей



Главная страница

Дистанционное образование

Специальности

Учебные дисциплины

Олимпиады и тесты

Устройство автомобиля: карданная передача

Карданная передача

Для примера рассмотрим карданную передачу заднеприводного автомобиля. С ее помощью происходит передача крутящего момента от вторичного вала коробки к главной передачи изменяющимся углом. На представленной ниже схеме можно увидеть схему карданной передачи. Рис. 11.1. Схема трансмиссии заднеприводного автомобиля I — Двигатель; II — Сцепление; III — Коробка передач; IV — Карданная передача: 1 — эластичная муфта; 2 — шлицевое соединение; 3 — передний карданный вал; 4 — подвесной подшипник; 5 — передний карданный шарнир; 6 — задний карданный вал; 7 — задний карданный шарнир; V — Задний мост с главной передачей и дифференциалом: 8 — полуоси; 9 — ведущие (задние) колеса

Механизмы карданной передачи:
• передний и задний валы,
• промежуточная опора с подшипником,
• шарниры с вилками и крестовинами,
• шлицевые соединения
• эластичная муфты.

Шарниры с вилками и крестовинами. Эти элементы и позволяют осуществить передачу крутящего момента под изменяющимся углом. Задний вал карданной передачи имеет два шарнира. Они обеспечивают передачу крутящего момента от коробки передач к главной передаче, которая расположена в заднем мосту автомобиля независимо от движений кузова. Поясним. Когда автомобиль едет, то угол между передним валом карданной передачи и главной передачей меняется до 150оС. Это происходит из-за неровностей дороги. Поэтому задний вал закреплен не жестко, а двумя шарнирами. За счет этих шарниров и происходит бесперебойная передача крутящего момента.

Шлицевое соединение обеспечивает компенсацию линейного перемещения карданной передачи по отношению к кузову авто, вследствие изменения угла передачи крутящего момента. Это необходимо для того, чтобы карданная передача удлинялась в момент перемещения кузова вверх, и укорачивалась, когда кузов идет вниз. Получается, что должно меняться расстояние от коробки передач до заднего моста. Эти процессы происходят именно в шлицевом соединении. Но меняются не сами жесткие трубы, а их суммарная длина.

Эластичная муфта. Этот механизм держит ударную волну, которая может возникать при грубом включении (выключении) сцепления.

Основные неисправности карданной передачи и валов с шаровыми шарнирами

Шум, стуки и вибрация при движении. Причина: износ шарниров, подшипника промежуточной опоры, деформации валов. Способ устранения: замена поврежденных механизмов.

Утечка смазки из шаровых шарниров. Причина: повреждение защитных чехлов. Способ устранения: замена чехлов, чистка шарниров, замена смазки шарниров.

Карданная передача.

В этой статье мы рассмотрим устройство, неисправности и техническое обслуживание карданной передачи, которая устанавливается на всех заднеприводных автомобилях. Карданная передача служит для передачи крутящего момента между агрегатами, оси валов которых не совпадают и могут менять своё положение при движении автомобиля.  

Карданная передача состоит из одного или двух валов, а так же карданных шарниров, и может иметь промежуточную опору. Карданным шарниром называется сочленение, с помощью которого вращение от двигателя передаётся с одного вала на другой, при меняющемся угле наклона между этими валами. На большинстве автомобилей, карданная передача обеспечивает передачу крутящего момента от коробки передач на главную передачу заднего ведущего моста (ну а задний мост передаёт крутящий момент уже на задние колёса).

Конструкция карданной передачи на большинстве заднеприводных автомобилей очень схожа и может отличаться незначительно, поэтому рассмотрев ниже в этой статье устройство карданной передачи классических Жигулей, можно будет смело обслуживать или ремонтировать передачи и других заднеприводных машин, в том числе и иномарок.

Рис.(1) Карданная передача а — автомобиля Москвич, б — заднеприводного автомобиля Жигули.
1 — удлинитель картера коробки передач, 2 — ведомый вал коробки передач, 3 и 5 — грязезащитный чехол, 4 — сальник, 6 — скользящая вилка, 7 — балансировочные грузики, 8 — труба карданного вала, 9 — вилка карданного шарнира, 10 — вилка с фланцем, 11 — фланец ведущей шестерни главной передачи, 12 — картер главной передачи, 13 — предохранительный клапан, 14 — карданные шарниры, 15 — задний карданный вал, 16 — промежуточная упругая опора, 17 — передний карданный вал, 18 — кронштейн безопасности, 19 — эластичная муфта, 20 — болт, соединяющий упругую муфту с фланцем ведомого вала коробки передач, 21 — фланец коробки передач, 22 — резиновый элемент муфты, 23 — вкладыш муфты, 24 — болт, соединяющий упругую муфту с фланцем переднего карданного вала, 25 — фланец переднего карданного вала, 26 — обойма сальника, 27 — гайка, 28 — уплотнитель, 29 — пробка отверстия для смазки шлицевого соединения (вкрутить маслёнку).

Рассмотрим подробнее устройство карданной передачи отечественной классики на рисунке (1). Она состоит из переднего 17 и заднего 15 карданных валов, промежуточной упругой опоры 16, двух карданных шарниров 14 и эластичной муфты 19. Сама промежуточная опора 16 заднего конца переднего вала упругая и с шариковым подшипником крепится к поперечине кузова автомобиля. А подшипник опоры закрытого типа, с заложенной на заводе смазкой, рассчитанной на весь период эксплуатации и смазки при обслуживании не требует.

Эластичная муфта обеспечивает продольное перемещение карданного вала 17 в шлицах фланца 25. А карданные шарниры заднего карданного вала состоят из двух вилок 9 и 10, а внутри этих вилок на игольчатых подшипниках установлена крестовина. Игольчатые подшипники имеют сальниковые уплотнения и забиты смазкой, поэтому тоже не требуют обслуживания.

Карданная передача многих автомобилей имеет всего один карданный вал (как на рис.(1)а) и два карданных шарнира по обоим его концам (и соответственно две крестовины). Передний карданный шарнир обеспечивает как угловое так и продольное перемещение карданного вала. Продольное перемещение вала происходит за счёт шлицевого соединения вилки 6 с ведомым валом 2 коробки передач (всё о коробке передач читаем здесь).

Неисправности карданной передачи.

Карданная передача может иметь такие неисправности как: стук в передаче при трогании автомобиля с места или резком разгоне, повышенная вибрация карданных валов во время их вращения, шум при движении машины, утечка масла или смазки через уплотнения.

Стук при резком разгоне или при трогании автомобиля с места бывает из-за ослабления болтов крепления фланцев карданных шарниров или болтов крепления промежуточной опоры к поперечине кузова, а так же из-за износа шлицев удлинителя (скользящей вилки), разрушения крестовины или её игольчатых подшипников. Для устранения вышеперечисленных неисправностей, ослабевшие болты необходимо затянуть (советую использовать фиксатор резьбы), а изношенные детали естественно заменить новыми.

Повышенная вибрация может возникнуть из-за деформации карданного вала (например при наезде днищем на пенёк или камень), а так же из-за нарушения балансировки, износа или разрушения подшипника промежуточной опоры. Нарушение балансировки обычно происходит при сборке карданной передачи не опытным механиком. Ведь детали карданной передачи сбалансированы на заводе при помощи специальных грузиков 7 (см.рисунок 1), поэтому перед разборкой важно нанести на разборные детали соответствующие метки, чтобы затем при сборке собрать все детали так как было с завода. Так же нужно следить, чтобы вилки на карданном валу были в одной плоскости. Ну а если вибрация происходит из-за разрушения подшипника промежуточной опоры, то естественно его нужно заменить новым.

Шум в движении автомобиля может происходить от нарушения соосности валов из-за износа карданных шарниров и подшипников. В случае износа карданных шарниров, их следует менять вместе с крестовинами и сальниками. Новые игольчатые подшипники крестовин, советую проверить на наличии в них смазки, иногда её не закладывают или закладывают очень мало. Смазывать подшипники перед установкой советую пластичной смазкой 158 или Фиол-2У, ну уж если нет такой, то тогда Литол-24.

Утечка масла через заглушку скользящей вилки 6 на некоторых автомобилях (например Москвичах), устраняется путём уплотнения её соединения с вилкой с помощью качественного герметика (например Виктор-Ренз). На многих более современных автомобилях,  эта неисправность устраняется заменой сальника. Опять же на Москвичах, при подтёках смазки через сальники крестовин вала, прежде чем менять сальники, необходимо выкрутить и проверить работу предохранительного клапана 13 (см.рисунок).

Снятие карданного вала с автомобиля.

Техническое обслуживание карданной передачи не сложное. Через 10 тысяч км советую подтянуть болты или гайки крепления фланцев карданных шарниров и промежуточной опоры карданного вала. Примерно через 50 тысяч км советую выкрутить болт 29, закрутить вместо него пресс-маслёнку и смазать с помощью шприца шлицевое соединение переднего карданного вала (со стороны эластичной муфты). Это позволит шлицевому соединению не изнашиваться последующие 50 тысяч км. Ну и раз вы уже залезли под машину, то проверьте подёргав за карданный вал руками, нет ли люфтов и стуков в подшипниках крестовин или промежуточной опоры.

Вот в принципе и всё, что я хотел рассказать в этой статье про карданную передачу автомобиля и её неисправности, и надеюсь статья поможет начинающим механикам легко устранить любые неисправности этого узла. Но, для грамотного и лёгкого ремонта, по замене подшипников крестовины карданного шарнира, очень советую почитать вот эту статью. Успехов всем!

Карданная передача | Устройство автомобиля

 

Что входит в устройство карданной передачи?

Карданная передача автомобиля ЗИЛ-130 (рис.130) состоит из карданных шарниров I, карданных валов II, промежуточной опоры III (на некоторых автомобилях с короткой базой промежуточная опора может не устанавливаться). Карданный вал представляет собой стальную пустотелую трубу 11, к концам которой приварены вилки с проушинами карданного шарнира. Так как во время прогиба рессор изменяется расстояние между осями автомобиля, то к одной вилке карданного шарнира приваривают стальной вал 15 со шлицами, который входит во втулку со шлицами 16, приваренную к ведомой вилке 17, что позволяет компенсировать изменяющееся расстояние между осями автомобиля.

Рис.130. Карданная передача автомобиля ЗИЛ-130.

Что представляет собой карданный шарнир?

Карданный шарнир представляет собой подвижное сочленение, передающее крутящий момент с одного вала на другой при изменяющемся угле наклона.

Каких типов могут быть карданные шарниры?

Карданные шарниры могут быть упругими (мягкими), жесткими на игольчатых подшипниках и равных угловых скоростей. Упругие карданные шарниры применяют в передачах, где угол между соединяемыми валами не превышает 5°. Жесткими карданными шарнирами соединяют валы с углами между ними до 25°. Карданными шарнирами равных угловых скоростей соединяют части полуоси переднего ведущего моста, передающего крутящий момент при повороте управляемых колес до 40°.

Как устроен и работает жесткий карданный шарнир?

Жесткий карданный шарнир состоит из двух вилок 1 и 8, соединенных между собой крестовиной 7, на шипы которой одеты стаканы 4 с игольчатыми подшипниками 5 и сальниками 6. Стаканы плотно входят в проушины вилок и удерживаются там крышками 3 и стопорными пластинами 2, прикручиваемыми болтами или удерживаемыми стопорными кольцами. Игольчатые подшипники смазывают через масленку 10 до появления масла с предохранительного клапана 9 или из-под уплотнительных колец 6. Вилка 18 жестко крепится к фланцу вторичного вала коробки передач, вилка 17 приварена к втулке со шлицами 16 или трубе карданного вала. При вращении вторичного вала крутящий момент передается ведущей вилке 18 через подшипники и крестовину на ведомую вилку 17 и карданный вал. Вилка 8 соединяется с фланцем, установленным на валу ведущей шестерни главной передачи и приводит ее во вращательное движение.

Как устроена и работает промежуточная опора?

Промежуточная опора состоит из шарикоподшипника 13 помешенного в резиновую обойму 12, закрытую металлическим кожухом. Опора крепится к поперечине рамы автомобиля. Промежуточная опора позволяет уменьшить длину карданного вала, передающего крутящий момент под углом, и предотвратить появление крутильных колебаний и биение вала, что увеличивает срок службы подшипников и способствует плавному ходу автомобиля. Подшипник промежуточной опоры и шлицевое соединение карданного вала смазывают вязкой смазкой УС-1, утечка которого предотвращается сальниками 14. Снаружи шлицевое соединение карданного пала закрыто резиновым гофрированным чехлом, предотвращающим попадание пыли и влаги на шлицы.

Что представляет собой упругий полукарданный шарнир?

Упругий полукарданный шарнир представляет собой резиновую обойму с металлическими втулками и соединяет ведущую и ведомую вилки.

***
Проверьте свои знания и ответьте на контрольные вопросы по теме «Карданная передача. Ведущий мост»

автомобиль, вал, вилка, карданная передача, карданный, передача, шарнир

Смотрите также:

Карданная передача – конструкция, пережившая века

Исследователи истории механики считают, что автором этого изобретения, относящегося к середине XVI века, является Джироламо Кардано.

 

О каком изобретении идет речь – становится ясно любому, даже отдаленно знакомому с техникой человеку, хотя Кардано при жизни имел большую известность как врач, выдающийся математик, известный философ. В 1898 году Рено первым использовал вал, названный «карданным», т. к. вал с торцов имел крестовые карданные шарниры. В 1903 году Спайсер усовершенствовал конструкцию, применив шлицевую втулку для компенсации колебаний линейных размеров. До настоящего времени более совершенной, принципиально отличающейся конструкции по передаче крутящего момента, не предложил никто.

 

Карданная передача – в чем «эксклюзив»?

Специфика работы автомобильной трансмиссии в том, что отдельные ее части могут несколько изменять свое взаимоположение. Двигатель совершает колебательные движения под действием реактивного момента неуравновешенных сил инерции. Ведущие мосты, связанные с несущей системой через подвеску, перемешаются под действием возмущающих сил, вызываемых дефектами дороги. Кузов и рама также имеют некоторую степень свободы, в них возникают упругие деформации под влиянием внешнего воздействия. Таким образом, оси валов агрегатов, передающие крутящий момент от двигателя к ведущим колесам, могут смещаться относительно друг друга, может изменяться и линейное расстояние между агрегатами. Передачей крутящего момента, с учетом несовпадения осей валов и изменяющегося их взаимоположения, обеспечивают т. н. карданные шарниры. Валы, соединяющие карданные шарниры, являются карданными валами. Система, состоящая из одного или нескольких карданных валов и карданных шарниров, называется карданной передачей. Для компенсации колебания расстояний между агрегатами трансмиссии в карданной передаче используются запатентованные еще Спайсером подвижные в осевом направлении муфты.

Карданные передачи различных транспортных средств идентичны и отличаются, в основном, габаритными размерами и формой отдельных элементов.

Особенностью работы быстровращающихся валов, а карданные валы относятся к таковым, является возникновение дополнительных нагрузок, вызываемых центробежными силами, величина которых пропорциональна квадрату частоты вращения. Из этого следует, что влияние этих сил тем больше, чем выше дисбаланс вала. Центробежные силы при высоких оборотах стремятся изогнуть вал, увеличивая дополнительно его несбалансированность. Жесткость вала на изгиб до определенной частоты вращения компенсирует центробежную силу, но при т. н. критической частоте центробежная сила «побеждает», и прогиб вала теоретически должен увеличиваться до выхода вала из строя. Но, благодаря особой конструкции карданного вала, а также тому, что в опорах вала присутствуют силы трения, поломки вала, как правило, не происходит. Но при работе вала на критических оборотах «взлетает» уровень динамических нагрузок в трансмиссии, возникает вибрация, которая, передаваясь через опоры карданного вала, «разбивает» несущую систему автомобиля.

Изгибная жесткость прямо пропорциональна моменту инерции сечения вала и обратно пропорциональна его длине. Это означает, что для обеспечения высокой изгибной жесткости карданного вала делать их следует из тонкостенных труб большого диаметра и достаточно короткими.

Исходя из этого, для повышения жесткости вместо одного вала стали применять несколько, но более коротких. Так, в полноприводном 3-осном Урале-4320 установлено 4 карданных вала: основной, соединяющий КПП и раздаточную коробку, и три карданных вала, передающих крутящий момент на передний, средний и задний мосты соответственно. Для выдерживания условий жесткости такие валы соединены с рамой или кузовом промежуточными опорами, которые состоят из шарикового подшипника и упругодемпфирующего элемента. Опоры являются очень нагруженным элементом конструкции, они воспринимают два вида радиальных нагрузок. Во-первых, на опору действие оказывают центробежные силы, вызванные дисбалансом карданных валов, а во-вторых, воздействует изгибающий момент, появляющийся при передаче карданными шарнирами крутящего момента под углом. Воспринимая на себя эти нагрузки, опора тем самым не позволяет им действовать на кузов автомобиля.

Для снижения вибраций валы в процессе изготовления балансируют. Эта операция проводится в заводских условиях на специальных автоматизированных балансировочных станках, где на концах трубы карданного вала, как можно ближе к самой опоре, привариваются точечной сваркой пластины определенной массы и в определенных местах, исходя из потребностей балансировки.

 

Но устранить пульсацию крутящего момента в трансмиссии довольно сложно, поэтому постоянно ведутся поиски путей снижения крутильных колебаний.

Использование конструкционных материалов меньшей плотности существенно упрощает проблему повышения критической частоты вращения карданной передачи. Сегодня ведутся и в России, и за рубежом перспективные разработки использования неметаллических композиционных материалов с полимерной матрицей и стеклянными, углеродными и другими волокнами в качестве материала карданных валов будущего. Есть положительные результаты, но пока цена композитных карданов очень высока.

В большинстве автомобильных конструкций, как писалось выше, частью карданной передачи являются подвижные шлицевые муфты, причем они являются очень нагруженными элементами трансмиссии. Износ деталей муфты в большой степени определяется профилем дорог, по которым движется автомобиль. Причем, износ шлицов увеличивается тем сильнее, чем больший крутящий момент передает трансмиссия.

Долговечность подвижной шлицевой муфты может быть обеспечена только при условии ее эффективной смазки и надежной защиты от внешней среды. Повышение износостойкости возможно за счет нанесения на поверхность шлицев специальных покрытий. Наиболее распространенным способом является фосфатирование, которое не только снижает коэффициент трения и защищает от коррозии, но и, самое главное, предотвращает образование микротрещин. Фосфатирование создает довольно пористое покрытие, хорошо удерживающее смазку.

Для улучшения эксплуатационных свойств шлицевые валы также подвергают нитрированию. Это тепловая обработка поверхности вала, имеющая целью изменение структурного строения материала поверхности. В результате увеличивается прочность вала, значительно расширяется спектр воспринимаемых изгибающих вибраций.

Для уменьшения усилий осевого перемещения используют неметаллические покрытия, например, полиамид. С 2002 года КАМАЗ покрывает полиамидом 11 (Rilsan) часть шлицевых валов карданов КамАЗа. Испытания показали, что если обычный вал передает крутящий момент не более 11,760 Нм, то обработанный Rilsan – 19,870 Нм. Покрытие имеет хорошие антифрикционные свойства, износостойкость, снижает уровень шума. Покрытие шлицов Rilsan не требует внесения в узел конструктивных изменений. В некоторой степени покрытие служит демпфером колебаний.

Отечественная наука, в свою очередь, разработала композитные покрытия на основе алифатических полиамидов. Разработанные составы триботехнических покрытий на основе полиамида 6 существенно превосходят покрытия импортных аналогов, того же полиамида 11 (Rilsan), причем цена российского покрытия значительно ниже.

Техобслуживание, диагностика…

Основное обслуживание карданной передачи заключается в периодической проверке наличия смазки в скользящем шлицевом соединении, карданных шарнирах, а также в подшипниках опор. Контролировать необходимо, прежде всего, возникновение повышенной вибрации и движение рывками.

Первоочередной операцией, относящейся к обслуживанию карданных валов и соединений, которая должна производиться своими силами, является регулярная очистка узла от грязи. Это необходимо, прежде всего, для проверки и подтяжки всех доступных соединений деталей карданной передачи, а также для визуального осмотра на наличие следов ударов, трещин, других видимых дефектов. Даже минимальное ослабление крепления фланцев карданного соединения может вызвать усиленную вибрацию, которая, в конечном итоге, может «срезать» крепёж. Кстати, важно, чтобы крепёжные детали были одной массы, т. к. разность в весе может повлиять на дисбаланс. Кроме того, прилипшие массивные куски грязи могут повлиять на вибрацию карданного вала.

Шлицевое соединение имеет специальную полость, в которой постоянно должна находиться смазка, в отечественной технике используется Литол 24. Смазка защищена от вытекания сальником, а весь узел от попадания грязи – мягким кожухом. Состояние этих уплотнительных и защитных элементов контролируется при каждом осмотре передачи, в случае необходимости – меняется.

Смазка в работе крестовины не менее важна, чем смазка в работе шлицевого подвижного соединения. В крестовинах прежних лет имелись маслёнки для периодического смазывания, такие типы крестовин сохранились, пожалуй, в ГАЗелях и еще некоторых видах техники. В основном же, сегодня при сборке карданных валов в узел «шип – игольчатый подшипник» закладывается смазка, в отечественной технике рекомендуется консистентная № 158. В дальнейшем в процессе эксплуатации узел дополнительно не смазывается. Удерживается смазка на своем «рабочем месте» благодаря сальникам, их два. Один, самоподвижный двухкромочный радиальный, стоит в стакане-корпусе игольчатого подшипника, второй, торцевой, также двухкромочный, находится на шипе крестовины. Качество смазки и уплотнений должно обеспечить надежную работу узла в течение, как минимум, межремонтного периода. Очевидно, что если сальник крестовины изношен, то смазка «покинет» узел, и он очень быстро выйдет из строя, поэтому состояние сальников необходимо регулярно контролировать и при износе сразу же менять.

Особое внимание уделяется посадке крестовин в подшипниках, а подшипников – в вилках. Необходимо проверять наличие люфта в подшипниках. Для проверки нужно попытаться провернуть относительно друг друга вилки карданного шарнира. Люфт может ощущаться при резком повороте вала вручную газовым ключом. Более точные данные о величине люфтов позволяет получить отечественный прибор КИ 4833. Люфт недопустим. Если он появляется, крестовину следует менять.

Важным пунктом диагностики неисправностей карданной передачи является определение биения карданного и шлицевого валов. Биение определяется с помощью прибора КИ 8902А, для замеров необходимо произвести с автомобилем ряд специальных манипуляций. Но сегодня уже существует оборудование, например, переносной прибор Vibroport 41 немецкой компании Schenck, позволяющий определить величину вибрации тел вращения непосредственно при вращении вала на машине, да еще и изобразить результаты измерений в графическом виде.

Карданный вал характеризуется такими повреждениями как скручивание, изгиб вала, погнутость щёк вилки. Скручивание на угол более 3°, так же как и наличие значительных вмятин, требует замены вала.

Практика показывает, что в основном дефекты карданной передачи появляются тогда, когда нарушаются правила эксплуатации техники. Например, чаще всего, преждевременный выход из строя крестовин связан с «перегрузами». Крестовины чувствительны к повышенным контактным напряжениям, на поверхности шипов, в первую очередь, остаются следы от игл подшипников, работающих с повышенной нагрузкой. Наличие дефектов на шипах, т. н. бринеллирование, значительно убыстряет общий износ крестовины и выход из строя. «Перегруз» отрицательно сказывается и на шлицевом соединении, подвергая его дополнительным изгибающим нагрузкам.

Большое значение для кардана имеет манера езды: вмятины кардана, погнутость щёк – всё это следствие «специфической эксплуатации»…и ремонт

Одной из причин появления вибрации может явиться кустарный ремонт карданного вала. При разборке-сборке вала молотком деформируются посадочные места стаканов крестовин, не убираются люфты в сочленениях, не соблюдается первоначальное взаимное положение валов при сборке.

Профессиональный ремонт карданных валов грузовых машин и спецтехники постепенно выделяется в отдельную область деятельности автосервиса. Современные автопроизводители рекомендуют не заниматься самостоятельным ремонтом карданных валов, а осуществлять, при наличии явных дефектов, замену карданного вала в сборе. Но отечественный автосервис вполне успешно справляется с проблемами ремонта в условиях специализированных предприятий. Для качественного ремонта необходимо оборудование, оснастка, запчасти. Так, несложная, казалось бы, операция по замене крестовины, может обернуться большими проблемами, если выполняет ее неподготовленный человек. Крестовина должна стоять точно по оси вала, смещение в ту или иную сторону на 0,2-0,3 мм проявляется в таком биении карданного вала, которого вполне хватает для выхода из строя редуктора заднего моста и хвостовика КПП. В условиях СТО ремонтник имеет возможность скрупулезно подобрать стопорные кольца необходимой толщины, зафиксировать совпадение осей вала и крестовины, что достаточно проблематично делать «на коленке».

А если обнаружен износ шлицевого вала. В этом случае можно приобрести новый, но можно и восстановить старый. Рынок сегодня предлагает любые отдельные компоненты карданной передачи. При ремонте в условиях СТО можно срезать на токарном станке изношенную часть шлицевого вала, а затем, используя базу, оставшуюся от срезанной части, установить и приварить новый шлицевой участок вала. Экономия средств от такого ремонта очень существенная.

Подобным образом можно поменять и вышедшую из строя карданную вилку. Вырезав на токарном станке старую, используя тот же вал, в него вваривается новая вилка. Важно, чтобы все элементы отремонтированной конструкции были строго на одной оси.

Какой бы элемент не ремонтировался в карданной передаче, конечным пунктом «программы» является балансировка. Сегодня имеется оборудование, способное уравновешивать карданные передачи в сборе, имитируя крепление конструкции на автомобиле. Такое оборудование производят компании Schenck, Hofmann и др. С их помощью балансируются валы длиной до 4 м в диапазоне рабочих частот от 100 до 6 тыс. мин-1. Карданный вал балансируется привариванием на вал балансировочных пластин, смещением крестовин путем установки компенсаторов, иногда токарной обработкой технологических приливов на фланцах. Специалисты утверждают, что от того, насколько хорошо отбалансирован карданный вал, зависит ресурс всех элементов карданной передачи.

Так что приобретать ли новую карданную передачу либо восстанавливать старую – каждый владелец решает для себя сам.

Николай Днепров

Автор: ТЕХНОmagazine

Поделиться

Как летают орнитоптеры — Карданный механизм

Карданный механизм

моделей орнитоптеров с EV1 по EV6

1.

Кардан кривошипно-шатунный в целом

Карданный кривошипно-шатунный механизм представляет собой способ преобразования вращательного движения в прямолинейное. линейное движение. Он был изобретен в 16 веке итальянским математиком Джироламо Кардано.

Карданный механизм с кривошипной шейкой, в частности, состоит из внутренней шестерня и планетарная передача с кривошипной шейкой.Внутренняя шестерня имеет диаметр ровно в два раза больше, чем планетарная передача. Каждый шатун на планетарной передаче делительный диаметр шестерни движется по прямой линии внутреннего диаметра шестерни.

• Только главное колесо в центре устройства приводится в движение двигателем без сердечника. С этим колесом соединена ось планетарной передачи.

• Для создания движения закрылка крыла требуется только одна шатунная шейка.

• Для активного контроля скручивания или тангажа машущего крыла с двумя смещенными нужны шатунные шейки. Главный шатун создает колебание и фазовое смещение шатунной шейки скручивание или качка крыла.

• Здесь, в режиме мощного полета, шатунный штифт всегда опережает главный шатун — как передняя кромка крыла по сравнению с основная запасная во время взмахов.

• Вертикальные перемещения обеих шатунных шеек передаются кулисой к машущему крылу (связи см. в приводном механизме EV4).

• В положении планирующего полета оба кулисы находятся в исходном положении. центр удара и, соответственно, угол взмаха и угол постановки крыла.

• При остановке привода в планирующем полете в мертвая точка кривошипа способна воспринимать любые силы крыла по вертикали направление.Поэтому тормоз не нужен.

Карданная рукоятка
изготовлена ​​для EV1. Этот специальный планетарный механизм преобразует вращательное движение электродвигатель (номинальная потребляемая мощность 85 Ватт) на прямую возвратно-поступательное движение шатунной шейки. скотч штурвал использовался только для переключения между планированием и полетом с двигателем.

• Скольжение достигается за счет горизонтального расположения траектории основной шатунной шейки.
• Полет с приводом достигается ориентацией траектории основной шатунной шейки вертикально.

В верхней части коробки передач должны быть видны два триггера для двух разных настроек планирования. позиции. Двигатель остановился в мертвой точке кривошипа. Таким образом, положение планирования было заблокировано.

Шаг 2 мм между коренной рукояткой и кривошипом штифт виден на фото.

Чертеж кривошипно-шатунного механизма в сборе

Для получения дополнительной информации и технических данных, пожалуйста, см.:

Хомуты
в приводном механизме EV4. Горизонтальная кулиса с прорезями (со стальным ползунком) хорошо видна. Наклонный салазок кулисы управления сзади все еще узнаваем.

2.Переход между планирующим и силовым полетом путем реверсирования вращения в от EV1 до EV4

При каждом изменении направления вращения внутренняя шестерня поворачивается на 90 градусов между двумя соответствующими блоками. Он может свободно перемещаться между остановки.

Условие для переключения и сохранения силового полета положение внутреннего зубчатого колеса представляет собой постоянную тормозную силу на коренной шатун или на коромысле.

Линия траектории меньшей шатунной шейки (шатунный палец сиреневый, главный шатун синий) когда он наклонен в скользящем полете, его хорошо видно из-за его кулисы.

3. Переход от планирования к двигателю ступенчатой ​​системой переключения с сервоприводом в EV5 и EV6

Переделанный карданный механизм
Переключение между планированием и мощным полетом на EV5 и на EV6 больше не влиял реверс направление вращения, но сервоуправляемой системой ступенчатого переключения внутренняя шестерня карданного механизма. Стопорный болт внутренней шестерня приводилась в действие простым сервоприводом с дистанционным управлением.Также эта вариация входит в Планы из отдельных компонентов (PDF 1,4 МБ) с 18 карандашами чертежи на немецком языке.

Постоянное тормозное усилие только при переключении между планированием и полетом на мощности необходим на коренном шатуне или на кулисе. В дальнейшем настройка внутреннего механизма будет заблокирован.

Постоянное тормозное усилие только при переключении между планированием и полетом на мощности необходим на коренном шатуне или на кулисе.В дальнейшем настройка внутреннего механизма будет заблокирован.

4. Прямая регулировка

угол взмаха с сервоприводом

В дополнение к основному приводу только с одним направлением вращения необходим сервопривод с обратным направлением вращения.

Производительность сервопривода зависит от возникающих сил кривошипа и желаемый контроль скорости. Предназначен для краткосрочного использования достаточно.

Угол взмаха крыльев регулируется бесступенчато.

Для отдельных ступеней представлена ​​линия траектории основной шатунной шейки. в виде белой пунктирной линии.

В данном случае двигатель внутреннего сгорания проектировался как основной привод и электродвигатель в качестве сервопривода. Эта концепция привода для орнитоптеров очень надежен, т.к. переход на планирование Полет также может быть использован в случае отказа главного привода.

Такой привод с изменяемым ходом еще не создан.

5. Ссылки по теме

1. Здесь вы можете найти информацию о моем описании патента карданного механизма с реверсом направления вращения (аналогично разделу 2.):
   https://depatisnet.dpma.de/DepatisNet/depatisnet?action=pdf&docid=DE000002628846C2
   Оба других варианта кривошипа я не запатентовал.
2. Корнельский университет, кинематические модели для проектирования, гипоциклоида Прямоточный механизм:
   http://kmoddl.library.cornell.edu/model.php?m=137

К моделям Орнитоптера EV5 и EV6

№ 1950: Джироламо Кардано

Сегодня приглашенный ученый Эндрю Бойд поделится историей триумфа и трагедии. Университет Хьюстона представляет сериал о машинах которые заставляют нашу цивилизацию работать, а людей чья изобретательность создала их.

Врач шестнадцатого века Джироламо Кардано был не только человек эпохи Возрождения в прямом смысле, но одна из самых ярких фигур своей эпохи.

Плодовитый писатель, Кардано выпустил более 130 печатных работ и оставил еще 100 незаконченные рукописи после его смерти. В своей автобиографии Кардано описал себя как «Вспыльчивый, целеустремленный и преданный женщинам», не говоря уже о «хитрый, лукавый, саркастичный, прилежный, дерзкий, печальный, коварный, чародей и колдун, несчастный, ненавистный, похотливый, непристойный, лживый, подобострастный», и «любящий болтовню стариков».

Вклад Cardano охватывает многие области.Универсальный шарнир, соединяющий коробку передач с задняя ось заднеприводного автомобиля известна и по сей день по версии его имени — Карданный вал. Кардано также приписывают изобретение кодового замка.

Вызванный для лечения архиепископа Шотландии в 1552 году Кардано правильно диагностировал перо подушки как причина астмы архиепископа. Хотя Кардано уже был признанным профессор медицины Падуанского университета, это событие укрепило его репутацию известного врача и помог ему получить список богатых покровителей и ценных политических соединения.

Личная жизнь Кардано была полна трагедий, во многом по его вине. Отец троих детей, его старший и самый любимый сын был казнен в тюрьме за отравление своей жены, женщины, которая по всем счетам носил презренный характер. Дочь Кардано умерла от сифилиса, заразившегося во время занимается своим ремеслом проститутки, что привело его к написанию одного из первых медицинских трактатов. на болезнь. Сам Кардано был арестован инквизицией за составление гороскопа Иисус Христос.Его второй сын, вечный вор, сам проведший много лет в тюрьме, был одним из обвинителей Кардано.

Кардано наиболее известен своим вкладом в математику, хотя даже здесь его два величайших достижения имеют трагический вид. Заядлый игрок, временами проигрывавший крупные суммы денег, Кардано опирался на личный опыт при написании первого систематического исследования вероятности. работа, которая напрямую повлияет на зарождающуюся страховую отрасль, создав основу для количественная оценка риска.

Он также опубликовал первое всеобъемлющее решение для нахождения корней кубических уравнений, решение, похожее на квадратную формулу, которую мы все изучаем в старшей школе по алгебре, и многое другое сложный. В то время это была важная и довольно известная проблема. К несчастью, публикация привела к ожесточенному спору с Николо Тартальей, который обвинил Кардано в публикации результаты сообщаются конфиденциально с клятвой Кардано никогда их не разглашать. В то время как Кардано публикация внесла явный вклад в математику, полемика вокруг нее навсегда бросает тень на его достижения.К сожалению, это событие удачно подчеркивает историю Кардано. жизнь — история изобретательного, колоритного человека, который прежде всего был человеком.

Я Энди Бойд из Хьюстонского университета, где нас интересует, как работают изобретательные умы.

(Музыкальная тема)

---

Доктор Эндрю Бойд — главный научный сотрудник и старший заместитель Президент PROS, ценообразования и оптимизации доходов софтверная фирма.Доктор Бойд получил диплом A.B. с честью в Оберлин-колледже по специальности математика и Экономика в 1981 году, и его докторская степень. в операциях Исследование Массачусетского технологического института в 1987 году. До прихода в PROS он наслаждался успешной десятилетней карьерой в университете профессор.

О. Оре. Кардано: исследователь азартных игр. Издательство Принстонского университета, Принстон, 1956.

П.Л. Бернштейн, Против богов: замечательная история риска. Уайли, Нью-Йорк, 1996 г.

А. Эшворт, Решение Кардано — Работы Джироламо Кардано. История сегодня, января 1999 года.

Джероламо Кардано, по состоянию на 16 октября 2004 г., http://en.wikipedia.org/wiki/Gerolamo_Cardano.

Обратите внимание, что мы находим различные варианты написания имени Кардано, например. Кардан и Карданус. Его имя будет отображаться как Джероламо или Джироламо.

Джироламо Кардано: 1501–1576 гг.

Двигатели нашей изобретательности Copyright © 1988-2004 Джон Х.Линхард.

---

Улучшенная биомеханика эллиптического тренажера с использованием модифицированной карданной передачи — Research Nebraska

@inproceedings{98b77b25eadc48a8ba8bef382f9b7581,

title = «Улучшенная биомеханика эллиптического тренажера с использованием модифицированной карданной передачи»,

abstract конструкции эллиптических тренажеров для физических упражнений и фитнеса, эти устройства, как правило, не создают педальные пути, которые способствуют кинематике нижних конечностей, аналогичной ходьбе по земле. Это печально, учитывая растущий интерес к использованию этих устройств в качестве инструмента реабилитации ходьбы. В этой статье мы представляем новую стратегию проектирования эллиптических тренажеров, предназначенную для создания профиля движения, который более точно имитирует кинематику походки нижних конечностей. Это включает замену типичного кривошипного звена на модифицированную систему карданной передачи. Моделирование типичных заднеприводных (кривошипно-качающиеся) и переднеприводных (кривошипно-ползунковых) эллиптических конструкций подтверждает улучшение кинематики бедер и коленей нижних конечностей при использовании этого подхода, предполагая, что вспомогательные эллиптические реабилитационные системы могут быть более оптимально спроектированы для обеспечения нормального кинематика походки нижних конечностей по сравнению с доступными в настоящее время устройствами.»,

author = «Нельсон, {Карл А.} и Бернфилд, {Джудит М.}»,

year = «2012»,

doi = «10.1115/DETC2012-70439»,

language = «English (США)»,

isbn = «9780791845035»,

series = «Протоколы ASME Design Engineering Technical Conference»,

номер = «ЧАСТИ A И B»,

страницы = «35—42»,

booktitle = «Международные технические конференции по проектированию ASME 2012 и конференция «Компьютеры и информация в инженерии», IDETC/CIE 2012»,

edition = «ЧАСТИ A И B»,

note = «Международные технические конференции по проектированию ASME 2012 и Компьютеры и информация в инженерной конференции, IDETC/CIE 2012; Дата проведения конференции: с 08. 12.2012 по 08.12.2012″,

}

Новый гравитационный балансир с одной степенью свободы на основе карданного механизма

Действия

‘) var buybox = документ.querySelector(«[data-id=id_»+ метка времени +»]»).parentNode ;[].slice.call(buybox.querySelectorAll(«.вариант-покупки»)).forEach(initCollapsibles) функция initCollapsibles(подписка, индекс) { var toggle = подписка.querySelector(«.цена-варианта-покупки») подписка.classList.remove(«расширенный») var form = подписка.querySelector(«.форма-варианта-покупки») var priceInfo = подписка.селектор запросов(«.Информация о цене») var PurchaseOption = toggle.parentElement если (переключить && форма && priceInfo) { toggle. setAttribute(«роль», «кнопка») toggle.setAttribute(«tabindex», «0») toggle.addEventListener («щелчок», функция (событие) { var expand = toggle.getAttribute(«aria-expanded») === «true» || ложный переключать.setAttribute(«расширенная ария», !расширенная) form.hidden = расширенный если (! расширено) { покупкаOption.classList.add(«расширенный») } еще { покупкаOption.classList.remove(«расширенный») } priceInfo.hidden = расширенный }, ложный) } } функция initKeyControls() { документ.addEventListener(«keydown», функция (событие) { if (document. activeElement.classList.contains(«цена-варианта-покупки») && (event.code === «Пробел» || event.code === «Enter»)) { если (document.activeElement) { событие.preventDefault() документ.activeElement.click() } } }, ложный) } функция InitialStateOpen() { var buyboxWidth = buybox.смещениеШирина ;[].slice.call(buybox.querySelectorAll(«.опция покупки»)).forEach(функция (опция, индекс) { var toggle = option.querySelector(«.цена-варианта-покупки») var form = option.querySelector(«.форма-варианта-покупки») var priceInfo = option.querySelector(«.Информация о цене») если (buyboxWidth > 480) { переключить. щелчок() } еще { если (индекс === 0) { переключать.щелчок() } еще { toggle.setAttribute («ария-расширенная», «ложь») form.hidden = «скрытый» priceInfo.hidden = «скрытый» } } }) } начальное состояниеОткрыть() если (window.buyboxInitialized) вернуть window.buyboxInitialized = истина initKeyControls() })()

Скачать бесплатно STL-файл Карданная передача с механизмом задержки • Дизайн для 3D-печати ・ Cults

?

Качество создания: 5. 0/5 (1 голос)

Оценка членов на пригодность для печати, полезность, уровень детализации и т.д.

Ваш рейтинг: 0/5 Удалить

Ваш рейтинг: 0/5

• 👁 1,1к взгляды
• 2 нравится
• 32 загрузки

Описание 3D модели

Если вы решили распечатать:

Печатать с масштабом 150 %
Рекомендовать печать от 0.Высота слоя 8-1,2 мм, так как есть мелкие детали и нити.

Держатель кардана.stl и Needlegear.stl должны быть напечатаны с опорами. В других файлах нет.

Распечатать шесть из caps_print6.stl

Обратитесь к цветному рендеру ‘assembly. png’ за помощью по сборке.

Информация о файле 3D-принтера

• Формат 3D-дизайна : STL Сведения о папке Закрывать
  • Spur_Gear_16_teeth_1.стл
  • Spur_Gear_8_teeth_2.stl
  • база.stl
  • caps_print6.stl
  • cardan_holder.stl
  • cardan_stationary_gear.stl
  • double_gear.stl
  • double_to_16.stl
  • жилой_к_кардану.stl
  • рукоятка.stl
  • Needlegear.stl

  Подробнее о форматах

• Дата публикации : 2020/06/21 в 23:47

---

Лицензия

CCBY

Теги

Создатель

---

Лидеры продаж категории Разное

---

Хотели бы вы поддержать культы?

Вам нравятся культы и вы хотите помочь нам продолжить приключение самостоятельно ? Обратите внимание, что мы небольшая команда из 3 человек , поэтому нам очень просто поддерживать деятельность и создавать будущие разработки . Вот 4 решения, доступные всем:

• РЕКЛАМА: Отключите блокировщик баннеров AdBlock и нажмите на наши рекламные баннеры.

• ПРИСОЕДИНЕНИЕ: Совершайте покупки в Интернете, нажав на наши партнерские ссылки здесь Amazon или Aliexpress.

• ПОЖЕРТВОВАТЬ: Если вы хотите, вы можете сделать пожертвование через PayPal здесь.

• СВОБОДНЫЕ СВЕДЕНИЯ: Пригласите своих друзей, откройте для себя платформу и великолепные 3D-файлы, которыми делится сообщество!

Загрузить файл STL Шестерня блендера / карданный элемент для передачи движения • Шаблон для 3D-печати ・ Cults

?

Качество создания: 0.0/5 (0 голосов)

Оценка членов на пригодность для печати, полезность, уровень детализации и т. д.

Ваш рейтинг: 0/5 Удалить

Ваш рейтинг: 0/5

• 👁 1,1к взгляды
• 0 нравится
• 1 скачать

Описание 3D модели

Альтернативная деталь для блендера

---

Параметры 3D-печати

Информация о файле 3D-принтера

• Формат 3D-дизайна : STL Сведения о папке Закрывать

  Подробнее о форматах

• Размер 3D-модели : X 37 × Y 37 × Z 29. 2 мм
• Последнее обновление : 2021/01/25 в 01:46
• Дата публикации : 2020/06/24 в 23:30

---

авторское право

©

Теги

Создатель

---

Лидеры продаж категории Разное

---

Хотели бы вы поддержать культы?

Вам нравятся культы и вы хотите помочь нам продолжить приключение самостоятельно ? Обратите внимание, что мы небольшая команда из 3 человек , поэтому нам очень просто поддерживать деятельность и создавать будущие разработки .Вот 4 решения, доступные всем:

• РЕКЛАМА: Отключите блокировщик баннеров AdBlock и нажмите на наши рекламные баннеры.

• ПРИСОЕДИНЕНИЕ: Совершайте покупки в Интернете, нажав на наши партнерские ссылки здесь Amazon или Aliexpress.

• ПОЖЕРТВОВАТЬ: Если вы хотите, вы можете сделать пожертвование через PayPal здесь.

• СВОБОДНЫЕ СВЕДЕНИЯ: Пригласите своих друзей, откройте для себя платформу и великолепные 3D-файлы, которыми делится сообщество!

Карданный механизм против кривошипно-шатунного механизма в насосах и двигателях — Jukka Karhula -2008 — Mecânica Geral

 и постоянные угловые скорости.Динамические нагрузки на зубья карданных машин не могут быть точно рассчитаны
потому что масса и полярный момент инерции карданного колеса и
подходящий люфт, действующий на делительной линии шестерен, не может быть аппроксимирован
точно.
Силы трения поршневых колец могут быть различными в кривошипе и кулисе.
машины с карданной передачей, но в данном исследовании они были приблизительно равны. Существует множество типов и размеров подшипников, которые можно выбрать для штифтовых соединений и
поэтому трение в подшипнике не может быть точно аппроксимировано.Реальный режим смазки и вязкость масла не могут быть точно предсказаны. 
Предложения для дальнейшего исследования 
Равные прототипы машин с карданной передачей и кривошипно-кривошипных машин должны
быть построены и испытаны. Динамика прототипов и реальных машин должна
быть измерены и сравнены. Исида и др., Рух и др. и Смит и др. имеют
построили несколько испытательных устройств, но их недостаточно. Длина штока и поршня
диаметры должны варьироваться, чтобы оптимизировать конструкцию карданной передачи
машина.Хотя двигатель с карданной передачей с длинным штоком кажется лучшим,
более высокое давление сгорания обеспечивает дополнительную мощность даже в конструкции с коротким стержнем?
Следует изучить процесс сгорания карданного двигателя. Есть ли
более высокое давление действительно улучшает сгорание и снижает выбросы выхлопных газов? Есть ли
отдельная система смазки уменьшает загрязнение масла?
Следует изучить конструкции радиальных двигателей. Наиболее интересными конструкциями являются карданные двигатели без шестерен.
(Рисунок 8.1 и 12.3). Зубчатое зацепление можно заменить линейными подшипниками.
Насколько плавно работает шестицилиндровый радиальный двигатель с карданной передачей?
Может ли полурадиальный двигатель (рис. 12.2) стать новым супердвигателем для мотоциклов?
Оптимизация балансировки, минимизация вибраций, регулировка зазоров,
минимизация трения и минимизация масс являются продвинутыми областями для изучения. 
 - 119 -
Рисунок 12.3. Радиальный двигатель с карданной передачей без шестерен (вверху)
по сравнению с радиальным двигателем с кривошипно-ползунковым механизмом (ниже). 
 - 120 -
13.Выводы
Основная цель этого исследования состояла в том, чтобы сравнить механизм карданной передачи.
с кривошипно-ползунковым механизмом в воздушных насосах и четырехтактных двигателях. Может ли
карданный механизм лучше ползунково-кривошипного механизма и в котором
обстоятельства?
Всеобъемлющая и универсальная ньютоновская динамика кривошипно-кривошипных машин и
для сравнительных расчетов были выведены карданные машины. Механизмы были сопоставлены путем расчета ньютоновской динамики с использованием
8 различных программ Mathcad.Произведены расчеты воздушных насосов и
четырехтактные двигатели в кинематике, кинетостатике, кинетике и их суммарных эффектах.
Такой вывод теории, программы Mathcad (в тексте не представлены),
расчеты, результаты расчетов (таблицы, кривые и графики) и
рекомендации, представленные в этом исследовании, имеют ценность новизны. Они не были
опубликованы ранее, но сделаны и написаны автором впервые в этом исследовании.
Неопубликованные ранее результаты расчетов, сделанные и написанные автором, показывают
и подтвердите следующие факты для машин нормального размера:
Кинематические свойства карданного механизма отличные.Его движение плавное, а максимальные ускорения и максимальные скорости
ниже, чем в кривошипно-кривошипном механизме. Шатун карданной передачи
механизм не вращается и поршень карданной передачи остается выше в цилиндре
между нижней мертвой точкой и верхней мертвой точкой, чем ползун-кривошип
поршень. Уменьшенная инерция массы карданной передачи позволяет экономить энергию.
Средние инерционные моменты, инерционные работы за один цикл (= 4π рад) и среднее
инерционные силы равны 10...30 % меньше в машинах с карданной передачей, чем в машинах с ползунок-
кривошипные машины.
При сравнении крутящих моментов коленчатого вала без потерь карданный шестеренный насос более
эффективен, но двигатель с карданной передачей слабее, чем аналогичные кривошипно-кривошипные машины.
Давление сжатия, давление сгорания и результирующий поршень
усилия в карданных машинах на 0...10 % больше, чем в кривошипно-кривошипных.
машины. Из-за половинной длины кривошипа максимальный крутящий момент сжатия
потребность в карданном шестеренчатом насосе 10...16 % меньше. Средние моменты сжатия,
работы сжатия за один цикл и среднюю мощность сжатия, необходимую для
кривошипно-кривошипный насос и карданно-шестеренный насос одинаковы.
В двигателях с карданной передачей максимальные моменты сгорания на 13...22 % меньше.
чем в кривошипных двигателях. Средние моменты сгорания, сгорание
работы за один цикл, а средние мощности сгорания также на 8...15 % меньше в
карданные двигатели.
Карданный механизм и кулисно-кривошипный механизм ведут себя одинаково в
суммировали ньютоновскую динамику без потерь как нормальные построения.Автоматы без потерь работают следующим образом:
Суммарные объединенные усилия в машинах с карданной передачей как минимум на 100 % больше, чем в
кривошипно-ползунковые машины из-за половинной длины кривошипа карданной передачи
строительство. При малых угловых скоростях (S 50 рад/с, S 500 об/мин) суммарный крутящий момент
максимальные значения у карданных машин на 11...25 % меньше, чем у карданных.
кривошипные машины. При более высоких угловых скоростях разница больше. Значение
требуемый крутящий момент и общая работа (потребляемая энергия) за один цикл равны 1...8 % меньше в
карданный шестеренный воздушный насос, чем в кривошипно-кривошипном воздушном насосе.
 - 121 -
Средний выходной крутящий момент и общая работа за один цикл в лучшем случае составляют S 6 %. в двигателях с карданной передачей больше, чем в двигателях с кривошипно-шатунным механизмом.
Среднее энергопотребление карданного насоса на 1...10 % меньше, чем
в кривошипно-кривошипном воздушном насосе. Средняя выходная мощность в лучшем случае S12 % больше в
карданного четырехтактного двигателя, чем в кривошипно-кривошипном четырехтактном двигателе.
Предыдущие результаты справедливы для одноцилиндровых конструкций без потерь с использованием
длина стержня "2.33...4 ⋅ длина кривошипа" и диаметр поршня ≈ "2 ⋅ длина кривошипа".
Когда карданные машины имеют оригинальную конструкцию с зубчатыми колесами,
динамические нагрузки на зубчатое зацепление являются одной из наиболее важных частей конструкции. То
расчетные результаты не подтверждают общего представления о том, что динамические нагрузки
всегда высокий. Когда зазоры между зубьями остаются узкими, динамические нагрузки на зубья
всего в 1,5...2,5 раза выше установившихся совместных усилий (поршневого) пальца при
нижний конец шатуна на противоположной стороне карданного колеса. При включении в расчеты потерь на трение карданная передача
машины становятся почти превосходящими машины с кривошипно-ползунковым механизмом.
Средние потери мощности в карданных машинах на 0...75 % меньше, чем в
кривошипно-ползунковые машины. Только при очень малых угловых скоростях потери мощности
у карданных машин потери мощности больше, чем у кривошипно-ползункового механизма
машины.
Механический КПД составляет 0...30...50... даже на сотни процентов больше в
машины с карданной передачей, чем в кривошипно-кривошипных машинах.Только при очень малых углах
скоростей механический КПД машин с карданной передачей меньше, чем
механический КПД кривошипно-кривошипных машин.
Лучше всего конструкция карданной передачи имеет удлиненный шток (длина кривошипа ≈ 5⋅),
тонкий поршень (длина кривошипа S 1,5⋅), высокая угловая скорость и периодически высокий угловой
ускорение.
Средний инерционный момент и затраты инерционной работы на один такой цикл
карданной передачи почти на 30 % меньше, чем у аналогичного кривошипно-ползункового механизма.