Виды карданных передач: Карданная передача — устройство, назначение, виды передач, работа

Назначение карданной передачи и ее типы

Категория:

   Устройство автомобиля

Публикация:

   Назначение карданной передачи и ее типы

Читать далее:

Назначение карданной передачи и ее типы

Карданная передача служит для передачи крутящего момента от коробки передач или раздаточной коробки к главной передаче автомобиля при изменении относительного положения (углов наклона) соединяемых валов.

Задний ведущий мост подвешен к раме автомобиля на рессорах и во время движения меняет свое положение относительно рамы; коробка передач закреплена на раме неподвижно. Поэтому для передачи крутящего момента от вторичного вала коробки передач на ведущий вал главной передачи, оси которых пересекаются и расположены под углом, изменяющимся при увеличении или уменьшении нагрузки, а также вследствие толчков при движении автомобиля по неровной дороге, применяют карданные шарниры.

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 главными передачами двух ведущих задних мостов трехосного автомобиля; между главной передачей и полуосями ведущих колес с независимой подвеской; между полуосями и передними управляемыми колесами; в приводе к лебедке и другим вспомогательным механизмам.

Рекламные предложения на основе ваших интересов:

Карданные передачи по числу карданных сочленений делят на одинарные и двойные. Если передача имеет только один карданный шарнир, расположенный у коробки передач, 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 испытывать сколько-нибудь значительных крутильных колебаний и биений. Для уменьшения биений выполняют динамическую балансировку карданного вала в сборе с карданными шарнирами. Дисбаланс устраняют приваркой на концах карданных труб балансировочных пластин, а в случае необходимости и установкой балансировочных пластин под крышки подшипников карданных шарниров. Правильное взаимное положение деталей шлицевого соединения после балансировки фиксируют специальными метками.

При наличии удлинителя коробки передач карданную передачу у легковых автомобилей (ГАЗ-24 «Волга», «Москвич»-412) выполняют в виде карданного вала с двумя карданными шарнирами. Она непосредственно соединяет коробку передач с задним мостом. Внутри удлинителя помещают шлицевое соединение переднего карданного шарнира с ведомым валом коробки передач. Такой же тип карданной передачи применяют на короткобазном грузовом автомобиле MA3-5335 и его модификациях.

Автомобили ГАЗ-53А, ЗИЛ-130, «Жигули» и др. имеют карданную передачу, состоящую из промежуточного, главного валов и трех шарниров. Это устраняет возможность возникновения сильных вибраций вала. В автомобиле ГАЗ-66 крутящий момент от коробки передач через вал передается к раздаточной коробке, а от нее через валы соответственно к заднему и переднему ведущим мостам. На концах валов помещены карданные шарниры, из которых один закреплен жестко, а другой имеет скользящее соединение с валом. Карданные шарниры ведущих мостов защищены колпаками.

Рис. 1. Расположение карданных передач ня автомобиле: а — легковом; б — грузовом; ваг — грузовом повышенной проходимости с приводами задних мостов, соответственно последовательным сквозным и параллельным; 1 — коробка передач;. 2, 4, 6, 10 ч 11 — карданные валы; 3 — промежуточная опора; 5 — первый задний ведущий мост; 7 — передний ведущий мост; 8 — раздаточная коробка; 9 — второй задний ведущий мосв

Карданная передача трехосных автомобилей, имеющих колесную формулу 6×6 с последовательным сквозным приводом задних мостов (ЗИЛ-131, «Урал-375»), показана на рис. 130, в. Первый задний ведущий мост имеет сквозной вал главной передачи, который через карданный вал передает крутящий момент второму заднему ведущему мосту. На рис. 130, г показана Карданная передача трехосных автомобилей с колесной формулой 6 X 6 и с параллельным приводом задних мостов (КрАЗ-255Б). В этом случае на картере первого заднего моста устанавливают промежуточную опору и привод второго заднего моста осуществляют от раздаточной коробки через валы.

У трехосных автомобилей с колесной формулой 6×4 отсутствует карданная передача к переднему мосту. У автомобилей «Урал-377» и ЗИЛ-133Р привод к задним мостам выполнен по схеме рис. 130, в, а у автомобиля КрАЗ-257 по схеме рис. 1, г. Угловое перемещение карданных валов обеспечено конструкцией карданных шарниров, а изменение расстояний между шарнирами наличием шлицевых соединений вилок карданных шарниров с с карданным валом. Обычно у неподвижно стоящего автомобиля углы между валами, соединяемыми карданными шарнирами, не превышают 5—9°, но при движении они могут быть равны 20—30°. В приводе между главной передачей переднего ведущего моста и ведущими управляемыми колесами в момент поворота эти углы могут достигать 30—40°.

В зависимости от величины углов между осями соединяемых валов можно применять мягкие и жесткие карданные шарниры. При первых угловое смещение валов происходит вследствие деформации упругих (обычно резиновых) элементов, а при вторых — благодаря шарнирным соединениям металлических деталей.

По кинематике карданные шарниры делят на шарниры неравных (асинхронные) и равных (синхронные) частот вращения. Обычно во всех автомобильных приводах, кроме привода к ведущим управляемым колесам, применяют шарниры неравных частот вращения.

Рекламные предложения:

Читать далее: Передний ведущий мост

Категория: — Устройство автомобиля

Главная → Справочник → Статьи → Форум

49) Назначение и классификация карданной передачи. Карданные шарниры.

Карданная передача — конструкция, передающая крутящий момент между валами, пересекающимися в центре карданной передачи и имеющими возможность взаимного углового перемещения. Широко используется в различных областях человеческой деятельности, когда трудно обеспечить безопасность вращающихся элементов. В автомобиле карданный вал служит для передачи крутящего момента от коробки передач (раздаточной коробки) к ведущим мостам в случае классической или полноприводной компоновки. Также используется в травмобезопасной рулевой колонке для соединения рулевого вала и рулевого исполнительного механизма (рулевого редуктора или рулевой рейки). Карданная передача имеет существенный недостаток — несинхронность вращения валов (если один вал вращается равномерно, то другой — нет), увеличивающуюся при увеличении угла между валами. Это исключает возможность применения карданной передачи во многих устройствах, например, в трансмиссии переднеприводных автомобилей. Отчасти этот недостаток может быть скомпенсирован использованием на одном валу парных шарниров, повернутых на четверть оборота друг относительно друга. Однако там, где требуется синхронность, как правило, используется не карданная передача, а Шарнир равных угловых скоростей (ШРУС) — более совершенная, однако и более сложная конструкция того же назначения.

50) Конструкции карданных передач.

Карданная передача короткобазного автомобиля ограниченной проходимости – одновальная, двухшарнирная, с карданными шарнирами неравных угловых скоростей. Передача состоит из трубчатого карданного вала, к одному концу которого приварена вилка, а к другому – наконечник со шлицами. Наконечник соединен с подвижной в осевом направлении шлицевой втулкой, приваренной к вилке карданного шарнира. Такое подвижное шлицевое соединение называется компенсирующим устройством. Оно обеспечивает изменение длины карданной передачи при перемещении ведущего моста относительно коробки передач во время движения автомобиля. Шлицевое соединение смазывают через масленку. Оно уплотнено манжетой и защищено от грязи резиновым гофрированным чехлом. Вилки соединены с вилками карданных шарниром крестовинами и игольчатыми подшипниками, которые смазывают через масленку в крестовине. Каждый подшипник состоит из стального стакана с иголками, закрепленного в проушине вилки и уплотненного манжетой для удержания смазочного материала и защиты от воды и грязи. Вилки через свои фланцы болтами прикреплены к фланцам, которые установлены на концах валов и коробки передач и главной передачи, соединяемых карданной передачей. Фланцевое крепление карданной передачи удобно для монтажа и демонтажа агрегатов автомобиля.Карданная передача грузового автомобиля ЗИЛ ограниченной проходимости – двухвальная, трехшарнирная, с карданными шарнирами неравных угловых скоростей. Передача включает основной и промежуточный карданные валы, соединенные между собой, с коробкой передач и задним мостом карданными шарнирами; промежуточную опору и компенсирующее устройство. Промежуточная опора представляет собой шариковый подшипник, установленный на промежуточном карданном валу. Подшипник, закрытый двумя крышками с войлочными манжетами, находится в упругой резиновой обойме, которая размешена в кронштейне, закрепленном на раме автомобиля. Резиновая обойма подшипника уменьшает вибрации и исключает возникновение в промежуточном карданном валу нагрузок, обусловленных неточностью монтажа опоры и деформациями рамы автомобиля.Компенсирующее устройство карданной передачи представляет собой подвижное в осевом направлении соединение. Оно состоит из шлицевой втулки, приваренной к промежуточному карданному валу, и шлицевого наконечника вилки карданного шарнира, соединяющего карданные валы. Компенсирующее устройство смазывается при сборке, уплотняется войлочной манжетой и защищается резиновым гофрированным чехлом. Карданная передача легкового автомобиля ВАЗ состоит из переднего и заднего карданных валов, двух карданных шарниров, эластичной муфты и промежуточной опоры. Резиновая эластичная муфта соединяет вторичный вал коробки передач с передним карданным валом. Передний фланец муфты установлен на шлицах вторичного вала коробки передач и закреплен на нем гайкой, а задний фланец – на шлицах наконечника переднего карданного вала. Шлицевое соединение наконечника и фланца компенсирует изменение длины карданной передачи при движении автомобиля. Для смазывания оно имеет резьбовое отверстие с пробкой и защищено манжетой.Передний и задний карданные валы изготовлены из тонкостенной стальной трубы. У переднего карданного вала с обоих концов приварены шлицевые наконечники, а у заднего – вилки карданных шарниров. Задний наконечник переднего карданного вала установлен в шариковом подшипнике, размещенном в стальном корпусе, который завулканизирован в резиновой обойме промежуточной опоры. Резиновая обойма привулканизирована к кронштейну промежуточной опоры, который крепится к поперечине, связанной с полом кузова автомобиля. Форма резиновой обоймы обеспечивает переднему карданному валу некоторое осевое перемещение в промежуточной опоре. Резиновая обойма поглощает также вибрации карданной передачи, возникающие при ее работе. На шлицах заднего наконечника переднего карданного вала закреплена вилка карданного шарнира. Под передним карданным валом установлен кронштейн безопасности, исключающий падение вала при разрушении эластичной муфты и повышающий безопасность движения автомобиля. Задний карданный вал соединен с передним карданным валом и ведущей шестерней главной передачи с помощью карданных шарниров. Карданный шарнир состоит из двух вилок, крестовины, игольчатых подшипников, а также уплотнительных и стопорных деталей. Подшипники крестовины смазывают при сборке, а во время эксплуатации в смазке не нуждаются.

Карданные шарниры неравных (асинхронный) и равных угловых скоростей (синхронный). Схема вращения, формула расчета

Одновальные и двухвальные карданные передачи, используемые для соединения коробки передач, раздаточной коробки и ведущих мостов автомобилей, имеют карданные шарниры неравных угловых скоростей. Карданные передачи с шарнирами равных угловых скоростей на автомобилях применяются для привода передних управляемых и одновременно ведущих колес.

Карданным шарниром, или карданом, называется подвижное соединение, обеспечивающее передачу вращения между валами, оси которых пересекаются под углом. В автомобилях применяются карданные шарниры неравных и равных угловых скоростей.

Карданный шарнир неравных угловых скоростей (асинхронный) состоит из вилки 1 (рисунок 1, а) ведущего вала, вилки 3 ведомого вала и крестовины 2, соединяющей вилки с помощью игольчатых подшипников. Вилка 3 может поворачиваться относительно оси ОО крестовины и одновременно с крестовиной поворачиваться относительно оси О₁О₁ при передаче вращения с ведущего вала на ведомый при изменяющемся угле γ между валами.

Рисунок 1 — Карданные шарниры

а — неравных угловых скоростей; б — равных угловых скоростей; 1, 3 — вилки; 2 — крестовина; 4, 5 — валы; 6, 7 — шарики; ω₁, ω₂ — угловые скорости ведущего и ведомого валов соответственно; γ, Θ — углы между валами

Если ведущий вал повернется на некоторый угол α, то ведомый вал за это время повернется на какой-то другой угол β и соотношение между углами поворота валов будет:

tg α = tg β cos γ.

Следовательно, валы вращаются с разными скоростями (ω₁ ≠ ω₂), а ведомый вал — еще и неравномерно. Неравномерность вращения валов тем больше, чем больше угол γ между валами. При этом неравномерное вращение валов вызывает дополнительную динамическую нагрузку на детали трансмиссии и увеличивает их изнашивание.

Для устранения неравномерного вращения используют два карданных шарнира неравных угловых скоростей, которые устанавливают на концах карданного вала. При этом вилки карданных шарниров, соединенные с карданным валом, располагаются в одной плоскости. Тогда неравномерность вращения, создаваемая первым карданным шарниром, выравнивается вторым карданным шарниром, и ведомый вал вращается равномерно со скоростью ведущего вала.

Карданные шарниры неравных угловых скоростей допускают передачу вращения при углах γ между валами до 15…20º.

Карданный шарнир равных угловых скоростей (синхронный) состоит из фасонных вилок (рисунок 1, б), изготовленных за одно целое с ведущим 4 и ведомым 5 валами. Вилки имеют овальные делительные канавки, в которых находятся рабочие шарики 6. Центрирование вилок осуществляется шариком 7, размещенным в сферических углублениях внутренних торцов вилок.

Вращение с вала 4 на вал 5 передается через рабочие шарики 6. Канавки вилок имеют специальную форму, которая независимо от изменения угла γ между валами обеспечивает расположение рабочих шариков в плоскости АА, делящей угол Θ пополам. В результате этого оба вала вращаются с равными скоростями (ω₁ = ω₂).

Шариковый шарнир такого типа может передавать вращение при углах γ между валами, достигающих 30…32º.

Шарнир прост по конструкции и сравнительно недорог при изготовлении. Однако он имеет ускоренное изнашивание из-за наличия скольжения рабочих шариков относительно канавок и высокого давления между шариками и канавками.

Другие статьи по карданной передаче

Типы карданных шарниров — Мир авто

Карданный шарнир с крестовиной

Шарниры такого типа широко используются в настоящее время. Часто они называются шарнирами Гука, поскольку они являются модификацией шарнира, изобретенного Робертом Гуком в семнадцатом веке.
Шарниры, изображенные на рис. 9.1а и 9.lb, имеют по две вилки расположенные под углом 90° друг к другу. Эти вилки, соединены друг с другом при помощи крестовины, и в современных шарнирах, например таких, которые выпускаются компанией Hardy Spicer, контакт между двумя частями обеспечивается при помощи игольчатого подшипника, удерживаемого в закаленной стальной чашке, прикрепленной к каждой из вилок. Совмещение крестовины достигается путем контакта днища чашки с концом блока.

Смазка подшипников обеспечивается благодаря использованию вязкого масла, наподобие того, которое используется в главной передаче, которое содержится в резервуаре, образованном при высверливании центральных частей плеч крестовины. Масло вводится внутрь через специальный смазочный штуцер, или внутри имеется смазочный резервуар, обеспечивающий крестовину смазкой на весь срок ее службы. На каждом из плеч крестовины имеются масляные уплотнения, прижатые к чашкам и предотвращающие вытекание масла.
Чашки крепятся в вилках при помощи обжимных колец или при помощи штифтов. Доступ к штифтам через край вилки затрудняет замену изношенных деталей крестовины; в этом случае рекомендуется заменять весь вал целиком, если карданный шарнир изношен.

Преимуществами шарниров такого типа являются:
1 Компактность
2 Высокая механическая эффективность
3 Возможность передачи крутящего момента под большими углами (максимум приблизительно 25°)
4 Точная центровка вала, благодаря чему шарнир может работать на больших оборотах.
Проблемы со смазкой, в особенности когда во время технического обслуживания забывают ввести смазку в смазочный штуцер крестовины, приводит к крошению поверхностей игольчатых подшипников. Износ такого типа ведет к появлению небольшого углового перемещения, то есть слабины шарнира, в результате чего появляются шумы, часто характеризуемые как «глухие металлические удары», которые возникают при переключении передач. Если не устранить эту неисправность сразу, скорость износа увеличивается и это вскоре приводит к деформации и появлению вибрации.

Резиновые шарниры

Одним из недостатков крестовин является отсутствие поглощения торсионных ударов и вибрации по линии передачи крутящего момента, в особенности если используется относительно жесткая система трансмиссии. Более плавное движение с меньшими рывками может быть достигнуто при использовании в линии передачи крутящего момента одного или нескольких резиновых шарниров. Применяются различные типы резиновых шарниров и к ним относятся:
— Moulton;
— Layrub;
— Doughnut («пончик»).

• < Резиновые шарниры
• Шарнир карданного вала >

Карданная передача и карданный вал – в чём разница? — Информация о запчастях

«Карданная передача» многозначна. Так, часто в определенных каталожных номерах трансмиссии путают понятие механизма «карданная передача» и непосредственно автодетали «карданная передача». Например, трансмиссия 651669-2200000 обозначает «карданную передачу» в «установке карданных валов» а/м МАЗ-651669 и состоит из «карданной передачи привода среднего моста 651669-2205006-000 и также (!) карданного вала привода заднего моста 54341-2201010-10»

В общем смысле «карданная передача» — это один из механизмов (способов) передачи крутящего момента (трансмиссии), как правило, от силового агрегата (двигатель) на рабочий орган (движитель: колесо, шестерня, шнек, винт, муфта, …).

Карданная передача встречается также во всех случаях, где необходимо передать крутящий момент под углом (например, рулевые карданные валы от рулевого колеса водителя до рулевого или углового редуктора).

Иногда этот способ называют еще «шарнир Гука», «ШНРУС  (шарнир НЕравных угловых скоростей)» и даже «крестовина» (примечание: помимо «карданной передачи»  существуют также другие механизмы трансмиссии, например, «шарнир Рцеппа  — ШРУС  (шарнир равных угловых скоростей)», «трипод», «зубчатая муфта», «механизм Олдема (кулачково-дисковая муфта)» и другие).

В наиболее распространенном виде карданная передача как автодеталь (в народе «кардан«) представляет собой карданные шарниры с крестовинами, объединенные одним или несколькими валами (трубными либо беструбными, как неподвижными, так и с возможностью изменения длины).

В узком смысле «карданный вал» представляет собой два таких шарнира, соединенные между собой трубой и/или механизмом изменения длины («скользящая шлицевая»), часто также обозначается как «2-опорный». 

В свою очередь «карданная передача» (автодеталь) представляет собой совокупность двух и более карданных валов, дополнительно оборудованных подвесным подшипником на каждый дополнительный неподвижный вал, часто также обозначается как «3-опорная, 4-опорная, …». Разбиение «карданной передачи» обусловлено ограничением максимальной длины трубы одного карданного вала при необходимости передачи трансмиссии на большие расстояния.

Что такое кардан в автомобиле

Вопрос касательно устройства, назначения и ремонта карданного вала вряд ли заинтересует владельцев переднеприводных транспортных средств. Но если вы владеете машиной с полным или задним приводом, тогда про карданный вал (КВ) просто обязаны знать всё, и даже немного больше.

Ни один автомобиль с полным и задним приводом не обходится без этого элемента. Ключевой задачей КВ является передача энергии вращения от силового агрегата непосредственно на колёса. Это делает вал невероятно важной составляющей транспортного средства. От целостности и работоспособности кардана во многом зависит надёжность всего авто и его ходовых характеристик в частности.

Чтобы лучше разбираться в этом вопросе, нужно понять особенности карданного вала, разобраться с его разновидностями, устройством и принципом работы. Также не будет лишним узнать про характерные неисправности этого узла, что позволит по мере необходимости принять правильные меры по ремонту и восстановлению работоспособности КВ.

Что это такое

Начнём с основного назначения карданной передачи или вала. Это даст вам возможность окончательно понять, что же такое этот кардан и зачем он нужен в машине.

Это механизм, предназначенный для передачи вращения от коробки передач на редуктор. Вращение передаётся на редуктор передней или задней оси, что уже напрямую зависит от конкретного автомобиля и особенностей его устройства. Это промежуточный элемент, играющий при этом крайне важную и значимую роль в трансмиссии.

Карданные передачи могут применяться не только на заднеприводных и полноприводных автомобилях, но также присутствуют в мотоциклах. Если говорить простыми словами относительно того, что такое карданный вал, то его можно охарактеризовать как устройство для передачи вращения от КПП на ведущую ось. Этот механизм позволяет обеспечить независимое от кузова автотранспортного средства движение для колёс и подвески.

Не все до конца понимают, для чего нужен карданный вал в составе автомобильной конструкции. Такое приспособление становится практически незаменимым, когда машина выезжает на пересечённую местность. Когда автотранспорт движется по неровным поверхностям, возникают достаточно сильные колебания на ведущих мостах, раме и кузове.

А когда происходят даже незначительные смещения осей относительно друг друга, это существенно повышает износ элементов. Как результат, в машине нарушается плавность хода, которая самым непосредственным образом влияет на комфорт. За счёт наличия и работы карданной передачи все эти явления удаётся предотвращать.

Некоторые автотранспортные средства устроены таким образом, что коробка передач располагается выше, чем редуктор заднего моста. Из-за этого момент вращения приходится передавать под определённым углом. Реализовать такую передачу вращения становится возможным за счёт использования в конструкции карданной передачи или карданного вала.

Классификация

Всего существует несколько типов карданных передач. Применяется несколько принципов классификации для определения конкретного устройства.

Если рассматривать виды карданных валов по их назначению, тогда выделяют следующие:

1. Основные. Они выступают в качестве опоры для привода ведущих автомобильных колёс. То есть отвечают непосредственно за раскрутку колёс в машине.
2. Вспомогательные. Применяются как элемент подсобного механизма. Их можно встретить в паре с насосами и лебёдками, к примеру. Также могут выступать в роли промежуточной конструкции в различных устройствах.

Также можно разделить карданные передачи на:

1. Универсальные. Они отличаются способность компенсировать достаточно внушительные осевые перемещения.
2. Простые. Они лишены каких-либо ухищрений и особенностей. Зато чётко и качественно выполняют возложенные на них обязанности.

Но и это не всё. Есть и другой вариант классификации, который также делить карданные передачи на 2 типа.

1. Открытый. Это самостоятельный и отдельный механизм в конструкции автотранспортного средства.
2. Закрытый. Такой кардан спрятан от посторонних взоров, либо же является интегрированным в другой элемент автомобиля.

Отталкиваясь от конструктивных особенностей и назначения, карданные валы можно разделить на односекционные и многосекционные.

Многосекционные преимущественно применяются в обычных легковых и грузовых автотранспортных средствах. В случае с односекционными карданами речь идёт уже о ситуациях, где большую роль играет необходимость быстрого вращения на ведущей оси. Это относится к спортивным автомобилям, которые оснащаются задним или полным приводом.

Особенности устройства

Если не учитывать некоторые компоненты КВ в виде уплотнителей, креплений и эластичной муфты, то это устройство содержит в себе несколько ключевых составляющих. Хотя и та же муфта выполняет не менее важную роль, поскольку отвечает за поглощение вибраций и резких рывков.

Что же касается устройства карданной передачи, то тут следует выделить такие компоненты как:

• центральный вал. Его выполняют из высокопрочной стали. Фактически имеет внешний вид полой трубки;
• крестовины, имеющие шарнирные механизмы. Применяется пара таких крестовин. Они нужны для обеспечения вращения всех компонентов трансмиссии под определённым заданным углом. Во многом за счёт этого удаётся обеспечить плавную передачу крутящего момента;
• шлицевые раздвижные соединения. Этот элемент нужен в связи с тем, что при проездах по кочкам или иным препятствиям расстояние между редуктором самого моста и коробки передач увеличивается. А потому необходимо несколько удлинить карданный вал. Именно тут на помощь приходят шлицевые элементы;
• скользящая вилка. С её помощью удаётся сцепить или соединить между собой концы центрального и промежуточного вала;
• подвесной подшипник. Необходим для создания опоры конструкции, что позволяет кардану свободно вращаться вдоль собственной оси. В зависимости от того, сколько секций кардана используется в конструкции, применяется различное количество подвесных подшипников. Их монтируют непосредственно на кузов автотранспортного средства.

Но мало просто узнать, из чего состоит автомобильный карданный вал. Также следует дополнительно разобрать особенности все работающих компонентов.

Чтобы понять, как работает в машине карданный вал, необходимо уточнить некоторые нюансы относительно составляющих узла. Так вы лучше поймёте, на чём основывается используемая в авто карданная передача.

Эти агрегаты бывают двухвальными или одновальными. В случае с двухвальным устройством в механизме дополнительно присутствует промежуточный кардан, к которому в заднем отделе приварен хвостовик, дополненный наружными шлицами. А к переднему отделу с помощью шарнира монтируется скользящая втулка. Если система одновальная, тогда промежуточный участок на ней отсутствует.

В передней части авто КВ крепится в КПП за счёт подвижного соединения шлицевого типа. Для реализации такой задумки на конце механизма предусмотрено наличие специального отверстия, имеющего внутренние шлицы. Устройство позволяет осуществлять продольные смещения этих шлицов, когда машина находится в движении.

Затем монтируется подвесной подшипник КВ, который при помощи специального кронштейна устанавливается и фиксируется на кузове. Это выступает как дополнительное крепление, которое не позволяет осуществлять излишние смещения во время поездок.

После идёт вилка, располагающаяся между передней и задней частью КВ. Тут находится крестовина с игольчатыми подшипниками. За счет этих вилок и крестовин в конструкции КВ удаётся передавать момент при различных углах возможного изгиба карданного вала.

КВ фиксируется в задней части к редуктору заднего моста с помощью фланца. Параллельно с этим хвостовик, имеющий внешние шлицы, входит уже непосредственно во фланец привода автомобильной главной передачи.

Работа карданной передачи основывается на том, что она может передавать крутящий момент при меняющемся положении карданного вала в пространстве. Для реализации такой функции ключевую роль играют два компонента. А именно вилка и шарнир крестообразного типа.

Скользящая вилка позволяет несколько увеличивать длину механизма, когда автотранспортное средство движется по неровному участку дороги. Длинное шлицевое соединение не позволяет прекращать передачу момента даже в ситуациях, когда подвеска вместе с задним автомобильным мостом начинает смещаться вверх или вниз.

Задача шарнира при этом заключается в обеспечении вращения колёс при изменениях угла изгиба карданного вала. Принято считать, что механизм продуктивно работает, когда угол не превышает 20 градусов. При превышении этого значения начинается процесс активного износа элемента.

Преимущества и недостатки

Несмотря на объективную необходимость использования карданной передачи в автомобиле, этот механизм обладает сильными и слабыми сторонами.

Начнём с положительных качеств. Их перечень достаточно обширный, потому стоит остановиться на самых основных.

• надёжность и долговечность. Во многом эти качества приобретены за счёт способности кардана выдерживать серьёзные нагрузки. Это преимущество особенно актуально для тяжеловесных машин, а также автомобилей, которые часто вынуждены ездить по неровным дорогам и пересечённой местности;
• ремонтопригодность. Важным достоинством КВ является тот факт, что в процессе ремонта можно менять отдельные компоненты. Нет необходимости осуществлять замену всего узла, что значительно снижает расходы на ремонт автотранспортного средства;
• лучшая чувствительность руля. Активно проявляется на заднеприводных автомобилях, где используется карданный вал. Привод практически никак не зависит от кардана, а потому передняя ось сосредоточена на управлении, а задняя на толкании автомобиля;
• хороший разгон. Узел позволяет загружать задние колёса, но одновременно с этим разгружать передние. Это способствует снижению вероятности такого явления как пробуксовка на машине;
• контроль заноса задней оси. Если возникает занос задней оси, справиться с ним удаётся намного проще за счёт применения карданной передачи;
• длительный срок службы. Элемент действительно надёжный, а его конструкция обеспечивает продолжительную эксплуатацию;
• возможность восстановления. Даже когда КВ сильно изнашивается или сталкивается с серьёзными поломками, его реально восстановить. Хотя в определённых случаях для этого требуется наличие специального оборудования.

Но и недостатки в карданных валах также присутствуют. И на них порой стоит обращать внимание.

Если говорить о слабых сторонах КВ, то здесь стоит выделить такие моменты:

1. Главным недостатком считается тот факт, что валы вращаются не синхронно при увеличении угла между ними. Но в действительности такой минус не особо актуален для машин с задним и полным приводом. Недостаток проявляется в основном применительно к переднеприводным транспортным средствам. В связи с этим кардан обычно заменяют более сложным устройством с аналогичным назначением. Речь идёт о конструкции под названием ШРУС или же шарнире равных угловых скоростей.
2. Ещё одним минусом считается внушительный вес конструкции. Большая масса негативно влияет на динамику транспортного средства и способствует увеличению расхода топлива.
3. Чтобы установить в машине карданный вал, требуется предусмотреть наличие специального тоннеля. Это негативно отражается на комфорте в салоне транспортного средства, поскольку посередине машины проходит порой довольно внушительный бугорок.
4. Карданные валы способны создавать дополнительный шум и вибрацию.

Несмотря на имеющиеся недостатки, некоторые из них достаточно условные, и не могут считаться полноценными минусами карданного вала. Плюс производители активно работают над усовершенствованием конструкции, что позволяет избавляться от некоторых недочётов, а также исправлять ошибки предыдущих версий карданных передач.

Характерные неисправности

Наиболее подверженными поломкам в конструкции карданного вала являются такие элементы как крестовины, шарниры и подшипники. В процессе эксплуатации на них воздействуют сильные нагрузку и компоненты постепенно изнашиваются. В зависимости от того, какой тип привода используется и какая конструкция у конкретного автомобиля, срок службы указанных элементов обычно не превышает 70 тысяч километров.

На скорость и интенсивность износа непосредственно влияют условия эксплуатации, манера вождения и ряд других провоцирующих факторов.

Признаками износа выступают характерные щелчки и стуки, которые возникают при старте автомобиля или при переключении передач. Если ломается крестовина переднего вала, в районе ног переднего пассажира возникает скрежет и стук металла, плюс на приборной панели включаются соответствующие лампы, сигнализирующие о неисправностях. Не решив проблему своевременно, можно спровоцировать поломку переднего редуктора и АКПП, что выльется в очень крупную сумму денег.

Важно понимать, что предотвратить износ и выход из строя крестовин или шарниров невозможно. Тут требуется своевременная диагностика и замена этих элементов при возникновении признаков неисправностей.

В конструкции кардана вал выступает как наиболее крепкий элемент всего узла. Для его производства применяют высокопрочную сталь, способную выдерживать около 500 тысяч километров эксплуатации. Повреждения возникают в основном при неаккуратной езде, когда машина наезжает на препятствия. Также поломка может возникнуть по причине обрыва карданных шарниров.

Симптомами неисправностей вала выступают вибрации из-под днища во время движения. Вероятнее всего кардан был погнут. Его лучше менять в условиях автосервиса. Если попытаться выровнять вал и сделать это неправильно, вы спровоцируете разрушение крестовин и остальных компонентов трансмиссии автомобиля. Потому лучше не рисковать, а сразу заменить элемент.

В практике автомобилистов, на машинах которых используется КВ, встречаются различные неисправности. Чаще всего они связаны с:

• утечкой масла в передней части кардана;
• стуками и вибрациями при включении КПП и старте;
• скрипами в момент нажатия педали газа;
• вибрациями КВ;
• выходом из строя подвесного подшипника.

Все эти ситуации следует рассмотреть отдельно.

Утечка масла

Подобная проблема в основном встречается на автомобилях, где используется устанавливаемое в раздаточной коробке или КПП шлицевое соединение.

Утечка может образовываться из-за образования на шлицевом соединении шероховатостей и заусенец. Чтобы решить проблему временно, можно зачастить поверхность с помощью наждачной бумаги нулёвки. Но это исправит ситуацию только на некоторое время. Потому лучшим выходом станет замена.

Утечка образуется при повреждении сальника. При этом уплотнительное кольцо теряет свою эластичность, что приводит к появлению зазора между подвижным карданным штоком и сальником КПП. Чтобы устранить неполадку, рекомендуется поменять сальник.

Стуки при включении КПП и вибрация на разгоне

Удары, возникающие при нагрузке на вал, образуются по причине зазоров между компонентами узла. Именно это считается основным фактором.

1. Посторонние звуки образуются из-за возникновения в крестовине люфта, что обусловлено её разрушением. Крестовины следует заменить.
2. Стуки также появляются из-за того, что затяжка болтов ослабла. Чтобы исключить такую причину, следует заглянуть во все места соединения и при необходимости подтянуть болты.
3. Посторонние звуки порой обусловлены высокой степенью износа раздвижного шлицевого соединения. В решении проблемы поможет только замена.

Скрип при ускорении

Нажимая на педаль газа, могут возникать нехарактерные посторонние звуки в виде скрипов. Если скрип возникает периодически или постоянно при надавливании на педаль, а также при движении так называемым накатом, тогда причину следует искать в дефектах на шарнирах крестовины. Либо же проблема связана со ШРУСом.

Когда крестовина заклинивает, и параллельно появляются ржавые подтёки на поверхности, подшипник стакана явно деформировался. Элемент рекомендуется заменить в ближайшее время, поскольку игнорирование проблемы приведёт к ещё более серьёзным и дорогостоящим последствиям.

Если дело в заклинивании ШРУСа, тогда рекомендуется разобрать узел, по мере необходимости смазать его элементы. Когда такая мера не помогает, остаётся только заменить деталь.

Вибрации

Автомобилисты порой сталкиваются с таким явлением как возникновение вибраций в КВ. Зачастую причина заключается в нарушении баланса колёс.

Когда вибрация наблюдается лишь на скорости в пределах от 60 до 80 и от 90 до 120 километров в час, для решения проблемы обычно вполне достаточно провести балансировку кардана. Такую процедуру зачастую проводят в обязательном порядке, когда часть элемента меняют или собирают, не опираясь на заводские метки.

Если же никакие ремонтные работы не проводились, то есть ошибки при обратной сборке исключены, а сами вибрации появились внезапно и проявляются на определённых скоростях, увеличиваясь при этом по мере роста скорости, нужно выполнить несколько диагностических мероприятий. А именно:

1. Проверьте наличие зазоров в крестовинах, которые обычно провоцируют нарушение плавности хода транспорта. Если виновник найден, потребуется заменить уже изношенные шарниры.
2. В процессе установки промежуточного вала туда могли проникнуть инородные частицы, мусор и загрязнения. Рекомендуется провести чистку карданного фланца и приёмных фланцев.
3. Также следует убедиться в отсутствии коррозии и возможных отрывах балансировочных пластин. В случае чего следует выполнить грамотную балансировку.
4. Центральный вал мог погнуться и деформироваться в результате сильного механического удара. Если деформация превышает 1,5 миллиметра, рекомендуется только менять элемент. Когда повреждение меньше, трубу в теории можно выровнять, используя гидравлический пресс.

Тут вариантов может быть несколько. Лучше начинать с малого и наиболее простого в плане устранения. Если с неполадкой вы не можете справиться сами, и не удаётся отыскать причину неисправности, лучше обратиться за помощью к специалистам.

Проблемы с подвесным подшипником

Диагностировать подобную неполадку можно по характерному звуку. Поломка проявляется в виде шуршания. Если вы слышите шуршащий звук, высока вероятность поломки подвесного подшипника.

В своём нормальном состоянии этот элемент с лёгкостью вращается, его движения плавные и практически бесшумные. Никаких подклиниваний не наблюдается.

Если же звук есть, тогда подшипник потребуется заменить. Пытаться его отремонтировать не имеет никакого смысла.

Полезные рекомендации

Запомните, что игнорировать любые признаки неисправностей кардана ни в коем случае нельзя. Если не прислушиваться к этому совету, вы можете столкнуться со следующими последствиями:

1. При обрыве кардана повреждается сам кузов автотранспортного средства. Дополнительно кардан может повредить трубопровод, который проходит по днищу автомобиля.
2. Если будут наблюдаться постоянные вибрации, это негативно отразится на жёсткости креплений подвески и кузова. Также начнут ослабляться все резьбовые соединения, крепления салонных панелей. Машина буквально начнёт разваливаться на ходу.
3. Все детали, непосредственно связанные с карданным валом, будут быстрее и интенсивнее изнашиваться. Это существенно сократит их эксплуатационный срок, потребует ранней замены и дорогостоящего ремонта.

Вряд ли кто-то из автовладельцев осознанно захочет столкнуться с подобными неприятностями.

Но во многом их можно избежать, если придерживаться нескольких простых правил. Все эти рекомендации направлены на увеличение срока службы карданного вала.

Если вы заинтересованы в сохранении ресурса КВ, тогда необходимо:

• постараться минимизировать эксплуатацию автомобиля в условиях пересечённой местности;
• не разгоняться резко;
• плавно трогаться с места;
• длительно не буксовать на машине;
• не экономить на качественных запчастях;
• проводить диагностические мероприятия;
• при возникновении сложных неисправностей обращаться к квалифицированным мастерам.

Карданный вал является во многом важным элементом автотранспортного средства, который хоть и считается промежуточным звеном, но выполняет ключевую роль в работе заднеприводных и полноприводных автомобилей.

Узел не обладает крайне сложным устройством, а его принцип работы понятен многим. Это позволяет самостоятельно решать возникающие проблемы, своевременно обнаруживать неисправности и поддерживать КВ в рабочем состоянии в течение длительного периода времени, просто соблюдая несколько простых правил.

Кардан и ШРУС

Для движения автомобиля крутящий момент от двигателя необходимо передать на ведущие колеса. Двигатель и коробка передач через опоры сравнительно жестко крепятся к кузову, а ведущие колеса подвешены посредством подвижных и упругих элементов подвески. Таким образом, при езде взаимное положение колес и силового агрегата постоянно изменяется. Как же в таких условиях передать крутящий момент?

Для решения этой задачи используются приводные валы с шарнирами. В заднеприводных автомобилях используются валы с шарнирами неравных угловых скоростей, в переднеприводных — с шарнирами равных угловых скоростей. В обиходе первые мы называем карданом, вторые — ШРУС (сокращенное название).

Содержание статьи

Карданная передача

Устройство карданной передачи

Карданная передача представляет собой две вилки, соединенные между собой при помощи крестовины. На концы крестовины надеваются игольчатые подшипники. Крестовина фиксируется в проушинах вилок с помощью стопорных колец. В одинарной карданной передаче угловые скорости вращения ведущей и ведомой вилок неравны. Поэтому в автомобилях применяют две передачи, при этом неравномерность вращения первой передачи компенсируется неравномерностью вращения второй.

Две карданные передачи соединяются между собой с помощью тонкостенного стального вала. Одна передача через шлицы соединяется с выходным валом КПП, вторая с помощью фланца – с ведущей шестерней главной передачи. Шлицевое соединение позволяет при движении изменять длину вала (вал скользит по шлицам). При большой длине вала передача сильно вибрирует, а напольный тоннель в кузове приходится делать слишком высоким. Поэтому в большинстве автомобилей применяется карданная передача с промежуточным валом.

Карданная передача обеспечивает передачу крутящего момента под углом не более 20 градусов. При больших значениях значительно возрастает нагрузка на шарниры, увеличивается неравномерность вращения и вибрации. Поэтому такие передачи не пригодны для переднеприводных автомобилей, так как в них требуется передача момента под углом более 20 градусов.

Шарнир равных угловых скоростей (ШРУС)

Работа ШРУСа

Выход был найден в применении шарнира равных угловых скоростей (ШРУС). Крутящий момент передается от двигателя на колесо с помощью двух ШРУСов – внутреннего и наружного. Наружный ШРУС должен обеспечивать передачу момента только в изменяющихся угловых направлениях, а внутренний, кроме того, и в осевом направлении. Таким образом внутренний ШРУС, изменяя длину всей передачи (аналогично шлицевому соединению в карданной передаче), компенсирует перемещения силового агрегата при движении автомобиля.

За всю историю автомобилестроения было сконструировано не меньше десятка видов шарниров, но в настоящее время в основном применяются два : шариковый ШРУС и ШРУС типа «трипод».

Шариковый шарнир состоит из корпуса с наружной обоймой, внутренней обоймы, шести шариков и сепаратора, удерживающего шарики. Шарики размещены в канавках корпуса и обоймы, которая соединяется с приводным валом шлицевым соединением. Внутренние и наружные ШРУСы конструктивно отличаются: дорожки под шарики во внутреннем шарнире – прямые, а в наружном – радиусные. Радиусные обеспечивают больший угол поворота, а прямые позволяют деталям шарниров перемещаться в осевом направлении, компенсируя колебания передней подвески и силового агрегата.

Устройство шарикового ШРУСа

Шариковый ШРУС требует обильной и постоянной смазки, не терпит грязи. Герметичность обеспечивается резиновыми защитными чехлами (пыльниками). Пыльники шарниров имеют форму гофры для того, чтобы каждый раз, когда пыльник сжимается, размазанная по стенкам смазка возвращалась обратно в шарнир.

Шарниры типа «трипод» также бывают двух видов: жесткие и универсальные. Первые обеспечивают передачу момента под большими углами и используются в качестве наружных. Универсальные работают при меньших углах, но допускают осевые перемещения – поэтому их устанавливают как внутренние.

Устройство шарнира трипод

Жесткий шарнир состоит из корпуса, соединенного с входным валом. В корпусе неподвижно закрепляется трехлучевая опора, на концах которой установлены вращающиеся ролики с шаровой поверхностью. Внутрь корпуса вставлена вилка с выходным валом, в которой для перемещения по роликам проделаны три паза цилиндрического сечения. Торцевая поверхность вилки сферическая, что позволило получить больший рабочий угол между сопряженными валами.

Универсальный шарнир состоит из корпуса, трех роликов, надетых на пальцы трехлучевой опоры, напрессованную на шлицевую часть выходного вала. Ролики на пальцах опоры вращаются на игольчатых подшипниках. Во внутренней части корпуса сделаны канавки под ролики, что обеспечивает необходимый угол поворота внутреннего шарнира, а также позволяет опоре перемещаться в продольном направлении.

Boston Gear JS112B Универсальный шарнир, тип пальца и блока, диаметр отверстия 0,563 дюйма, длина отверстия 1,219 дюйма, общая длина 3,500 дюйма, диаметр ступицы 1,125 дюйма, нержавеющая сталь: Amazon.com: Industrial & Scientific

Этот универсальный шарнир Boston Gear JS112B предназначен для одинарный штифт и блок U-образный шарнир для соединения двух вращающихся валов под углом до 30 градусов при скорости вращения до 2000 об / мин. Он компенсирует угловое смещение и разделение валов и имеет конфигурацию с одним шарниром, обеспечивающую высокую жесткость на кручение и крутящий момент.Ступицы, центральный блок и пальцы изготовлены из нержавеющей стали для обеспечения прочности и устойчивости к коррозии, а просверленные ступицы подходят к валам без необходимости механической обработки. Каждая ступица имеет отверстие 0,563 дюйма для соединения валов одинакового диаметра. Этот универсальный шарнир эффективен для непрерывной или прерывистой работы и обеспечивает равномерное передаточное отношение между ведущим и ведомым валами. Он подходит для приложений, требующих умеренной передачи крутящего момента, таких как сельскохозяйственный инвентарь, подъемно-транспортное оборудование и карданные валы.

Универсальные шарниры (также называемые карданными шарнирами, универсальными муфтами, карданными шарнирами, шарнирами Гука или шарнирами Hardy-Spicer) используются для передачи движения и крутящего момента или крутящего момента между двумя валами, смещенными под углом. Большинство универсальных шарниров состоит из двух хомутов и среднего узла; конец ступицы каждой вилки прикрепляется к валу, в то время как проушины вилки прикрепляются к среднему узлу и поворачиваются вокруг него, чтобы компенсировать перекос вала. Тип среднего узла определяет его использование — шарнирные соединения и шарниры подходят для передачи высокого крутящего момента, шарниры игольчатых подшипников используются для работы с высокими скоростями вращения, а шаровые и шарнирные соединения используются в приложениях, требующих низкого люфта (люфта между движущимися частями).Корпус универсального шарнира может включать в себя одиночный шарнир для компенсации угловых смещений между валами или два шарнира для компенсации угловых и параллельных смещений. Доступные в различных материалах и конфигурациях, универсальные шарниры используются, в частности, в автомобилях, конвейерах, медицинских и оптических устройствах, лесном и горнодобывающем оборудовании, робототехнике и космических исследованиях, а также в аэронавтике.

Boston Gear производит шестерни, зубчатые передачи, подшипники, клапаны, втулки валов, муфты и другие компоненты силовых и гидравлических передач.Компания, основанная в 1877 году, со штаб-квартирой в Шарлотте, Северная Каролина, соответствует стандарту 9001: 2008 Международной организации по стандартизации (ISO).

Зубчатые муфты, гибкие муфты, жесткие муфты, монтаж, обслуживание машин

Клиенты, которые ищут альтернативу универсальному шарниру, нуждаются в механическом устройстве для передачи крутящего момента между двумя валами, которые не коллинеарны. Это называется «Зубчатая муфта ».

Зубчатые муфты и универсальные шарниры используются в аналогичных приложениях, но зубчатые муфты имеют более высокий номинальный крутящий момент, чем универсальные шарниры, и рассчитаны на то, чтобы соответствовать определенному пространству.Максимальный крутящий момент универсальных шарниров ограничен конструкцией из-за их поперечного сечения. Зубчатая муфта спроектирована с зубьями шестерни, которые имеют большой люфт, чтобы учесть угловое смещение, это обеспечивает гибкость, более высокий номинальный крутящий момент и максимальный контакт поверхности с поверхностью для передачи крутящего момента.

Гибкая муфта

Соединяйте или соединяйте вращающиеся элементы, такие как двигатели и приводные валы, при этом допуская перекос в угловой или параллельной ориентации смещения.Типы сцепления могут быть скользящими, роликовыми или бесшумными цепными. При поиске упругих муфт следует учитывать некоторые механические свойства. К ним относятся номинальный крутящий момент, номинальная скорость, жесткость на кручение и люфт. Номинальный крутящий момент — это максимальный рабочий крутящий момент, на который рассчитана муфта. Номинальная скорость — это максимальная номинальная частота вращения муфты. Жесткость выражается в крутящем моменте на единицу угловой деформации. Люфт — это потеря вращательного положения из-за изменения направления.

Жесткая муфта

Соединяйте или соединяйте вращающиеся элементы, например валы. Жесткие муфты закрепляются на обоих элементах и ​​обеспечивают передачу крутящего момента и движения. Они не допускают углового или параллельного смещения.

Крепление

Есть много способов крепления муфты на валу. В двигателях с доступом к заднему концу вала муфты можно прижимать непосредственно к валу. Другой способ — закрепить муфту на валу с помощью установочного винта.Наличие фаски на валу помогает предотвратить скольжение. Его также можно закрепить с помощью клея. Клей следует наносить на муфты, а не непосредственно на вал. Муфты можно закрепить пальцами, просверлив поперечное отверстие на валу.

Поговорите с приветливым инженером по продажам Machine Service, Inc, и мы сможем предоставить зубчатую муфту, соответствующую вашим конкретным требованиям.

Дифференциалы, приводные валы и оси: какие детали?

Ось Ось — это набор других компонентов, все они размещены в твердом корпусе. Корпус оси охватывает и поддерживает детали в сборе оси. Мосты обычно используются на заднеприводных коммерческих автомобилях и некоторых более крупных автомобилях. Вернуться к началу Подшипник центральной подвески Подшипник центральной подвески необходим для удержания середины двухсекционного приводного вала. Болты крепления центральной опоры к раме или днищу автомобиля. Он поддерживает центр карданного вала, где соединяются два вала. В коммерческих автомобилях обычно используется подшипник с центральной подвеской. Двухсекционный карданный вал необходим из-за большого расстояния между трансмиссией и задней осью. Здесь показан разрез подшипника центральной подвески. Герметичный шарикоподшипник позволяет карданному валу свободно вращаться. Снаружи шарикоподшипник удерживается толстым резиновым кольцом в форме пончика. Резиновая опора предотвращает попадание шума и вибрации в кабину водителя. Вернуться к началу Пыльник CV Пыльник CV используются для предотвращения попадания грязи на ШРУСы.Они также предотвращают потерю смазки (консистентной смазки). Они имеют форму гармошки или гофрированные башмаки, которые изгибаются при движении ШРУСа. Удерживающие хомуты или ремни прикрепляют башмаки к ведущему мосту. Обычно это пластиковые ремни или металлические пружинные зажимы, которые удерживают или сжимают концы ботинка, обеспечивая плотное прилегание. Вернуться к началу ШРУС Есть два основных типа шарниров равных угловых скоростей, также называемые ШРУСы, либо ШРУСы типа Rzeppa (шаровые и сепараторные), либо ШРУСы типа треноги (шаровые и корпусные) используются спереди -колесные ведущие мосты.Однако иногда может использоваться карданный (поперечный и роликовый) шарнир. Наружный ШРУС обычно представляет собой шарнир типа Rzeppa. Иногда это фиксированный тип штатива. Внешний ШРУС передает вращающую силу от полуоси к ступице в сборе. Внутренний ШРУС обычно представляет собой штатив. Он действует как скользящий шарнир в карданном валу заднеприводного автомобиля. Погружающее действие внутреннего ШРУСа позволяет изменять расстояние между трансмиссией и ступицей колеса.Когда передние колеса перемещаются вверх и вниз по неровностям дороги, длина ведущего моста (внутреннего шарнира) должна изменяться. ШРУС Rzeppa состоит из звездообразного внутреннего кольца, нескольких шариков, обоймы шара, внешнего кольца или корпуса и резинового чехла. Внутреннее кольцо этого типа шарнира обычно имеет шлицы на полуось. Наружное кольцо может быть частью оси или иметь шлицевое соединение и удерживаться на оси стопорными кольцами. Шарики входят между внутренней и внешней обоймами.Когда ось поворачивается, мощность передается через внутреннее кольцо, шарики, внешнее кольцо и на ступицу колеса. ШРУС треноги состоит из крестовины, обычно трех шариков, игольчатых подшипников, внешней вилки и пыльника. Внутренняя крестовина обычно имеет шлицы на полуось. Игольчатые подшипники и три шарика помещаются вокруг паука. Затем ярмо или корпус скользит по шарикам. Прорези в коромысле позволяют шарикам входить, выходить и поворачиваться. Во время работы полуось вращает крестовину и шарик в сборе.Шары передают мощность на внешний корпус. Поскольку корпус соединен с полуосевым валом или ступицей, мощность передается через шарнир для приведения в движение автомобиля. Вернуться к началу Дифференциал Дифференциал в сборе использует вращение приводного вала для передачи мощности на полуоси. Дифференциал должен обеспечивать передачу крутящего момента на обе оси, даже когда они вращаются с разной скоростью (например, при повороте автомобиля). Ведущая шестерня вращает коронную шестерню при вращении приводного вала. Внешний конец ведущей шестерни имеет шлицевое соединение с фланцем или вилкой заднего карданного шарнира. Внутренний конец ведущей шестерни входит в зацепление с зубьями коронной шестерни. Ведущая шестерня обычно устанавливается на конических роликовых подшипниках. Они позволяют ведущей шестерне свободно вращаться в водиле. Для предварительной нагрузки на подшипники ведущей шестерни используются либо сжимаемая втулка, либо регулировочные шайбы. Зубчатый венец приводится в движение ведущей шестерней; он передает вращающую силу через изменение угла на 90 градусов.Кольцевая шестерня имеет больше зубьев, чем ведущая шестерня. Болты надежно удерживают коронную шестерню на картере дифференциала. Кольцо и ведущая шестерня обычно представляют собой согласованный набор. Притирка (сетка и прядение с абразивным составом на зубьях) производится на заводе. Затем отмечается один зуб на каждой шестерне, чтобы показать правильное зацепление зубьев. притирка обеспечивает более тихую работу и продлевает срок службы редуктора. Крестовина или шестерни дифференциала в основном включают в себя две ведущие шестерни (боковые шестерни дифференциала) и две ведущие шестерни (промежуточные шестерни дифференциала).Крестовины устанавливаются внутри картера дифференциала. Это небольшие конические шестерни. Вал-шестерня проходит через две шестерни и корпус. Две боковые шестерни имеют шлицы на внутренних концах осей. Дифференциальное действие Задние колеса автомобиля не всегда вращаются с одинаковой скоростью. Когда автомобиль поворачивает или диаметры шин незначительно отличаются, задние колеса должны вращаться с разной скоростью. Если бы между каждой задней осью и картером дифференциала было прочное соединение, шины имели бы тенденцию скользить, визжать и изнашиваться всякий раз, когда водитель поворачивает рулевое колесо автомобиля.Дифференциал предназначен для предотвращения этой проблемы. Движение прямо — оба задних колеса вращаются с одинаковой скоростью. Вращающийся корпус и ведущий вал вращают ведущие шестерни дифференциала. Зубья ведущих шестерен передают крутящий момент на шестерни и оси со стороны оси. Уравновешенные силы заставляют дифференциал казаться заблокированным. Поворот на поворотах — на рисунке выше показано действие дифференциала при повороте автомобиля. Обратите внимание, как одна ось вращается быстрее, чем другая.Одно колесо должно двигаться дальше, чем другое колесо. Действие крестообразных шестерен позволяет каждой оси изменять скорость, при этом передавая крутящий момент для движения автомобиля. Без дифференциала (удерживающие оси в твердом корпусе) вы можете сломать ось или износить шины из-за разной скорости вращения задних колес. Дифференциалы повышенного трения При использовании обычного дифференциала может не хватить сцепления на скользком асфальте, в грязи или во время быстрого ускорения. Когда одно колесо обычного заднего моста в сборе не имеет сцепления (например, на льду), другое колесо не будет приводить автомобиль в движение. Крутящий момент будет проходить через крестовины и ось, которая поворачивается легче всего. Дифференциал повышенного трения всегда обеспечивает движущую силу на оба задних колеса. Он передает часть крутящего момента как на проскальзывающее, так и на ведущее колесо. Это поможет предотвратить застревание автомобиля в грязи или снегу. Вернуться к началу Приводные валы В автомобилях обычно используются приводные валы двух типов.Есть один длинный приводной вал, используемый в автомобилях с задним приводом, также называемый карданным валом, и короткие приводные валы, используемые во всех транспортных средствах, также называемые валом CV, полуосью или полуосью. Сначала рассмотрим одиночный длинный карданный вал. Узел карданного вала выполняет несколько важных функций. Он должен: Передавать крутящий момент от трансмиссии на задний мост. Сгибайте и допускайте перемещение узла задней оси вверх и вниз. Обеспечивает скользящее действие для регулировки при изменении длины трансмиссии. Обеспечивает плавную передачу мощности. При движении автомобиля выходной вал трансмиссии вращает вилку скольжения. Затем проскальзывающая вилка поворачивает передний карданный вал, карданный вал, задний универсал и заднюю вилку дифференциала. Дифференциал содержит шестерни, которые передают мощность на задние ведущие мосты. Оси вращают колеса, чтобы привести автомобиль в движение. Когда автомобильные шины ударяются о неровность дороги, задняя подвеска и пружины сжимаются.Это подталкивает заднюю ось вверх по отношению к кузову автомобиля. Универсальные шарниры позволяют трансмиссии изгибаться, не повреждая приводной вал. Длинный приводной вал обычно представляет собой полую стальную трубу с постоянными ярмами, приваренными на каждом конце. Трубчатая конструкция делает карданный вал очень прочным и легким. Поскольку карданный вал вращается намного быстрее, чем колеса и шины, он должен быть прямым и идеально сбалансированным. Короткие карданные валы работают так же, как и длинные, — они передают крутящий момент на колеса.Но если длинный карданный вал проходит между трансмиссией и дифференциалом, то короткие карданные валы проходят от дифференциала к колесам. Это означает, что короткие карданные валы вращаются намного медленнее, чем длинные, поскольку крутящий момент уже прошел через уменьшение дифференциала. Внешний конец каждого вала обработан. Они могут иметь шлицы для зацепления со шлицами сопрягаемых деталей. У них также может быть часть карданного шарнира, обработанная как неотъемлемая часть.На валах также прорезаны канавки для стопорных колец, башмаков и других деталей. Короткие приводные валы обычно представляют собой цельнометаллические стержни. Приводной вал обычно соединяется с шарниром равных угловых скоростей на каждом конце. Вернуться к началу Шестерни Шестерни представляют собой круглые колеса с зубьями, обработанными по внешнему диаметру. Обычно они используются для передачи вращающего усилия с одного вала на другой. В основном, шестерня одного размера используется для поворота шестерни другого размера для изменения выходной скорости и крутящего момента (крутящего момента). В трансмиссиях обычно используются шестерни двух типов: прямозубые и косозубые. Зубья цилиндрической шестерни нарезаны параллельно центральной линии вала шестерни. Их иногда называют прямозубыми шестернями. Цилиндрические шестерни несколько шумят и больше не используются в качестве шестерен главного привода в трансмиссии. Однако они могут использоваться для включения задней передачи. Зубья цилиндрической шестерни обработаны под углом к ​​оси вращения шестерни. В современных трансмиссиях в качестве главных приводных шестерен обычно используются косозубые шестерни.Цилиндрические шестерни работают тише и прочнее, чем прямозубые. Люфт шестерни — это небольшой зазор между зубьями зацепляющейся шестерни. Зазор позволяет смазочному маслу попадать в зону высокого трения между зубьями шестерни. Это снижает трение и износ. Люфт также позволяет шестерням нагреваться и расширяться во время работы без заедания и повреждений. Передаточное число — это количество оборотов, которое должна сделать ведущая шестерня, прежде чем ведомая шестерня сделает один полный оборот. Передаточное число рассчитывается путем деления количества зубьев ведомой шестерни на количество зубьев ведущей шестерни. Например. Если ведущая шестерня имеет 12 зубьев, а ведомая шестерня — 24 зуба (24, разделенные на 12), передаточное число будет два к одному, то есть 2: 1. В этом примере ведущая шестерня должна повернуться два раза, чтобы один раз повернуть другую шестерню. В результате скорость большей ведомой шестерни будет вдвое медленнее ведущей. Однако крутящий момент на валу большей шестерни будет вдвое больше, чем на первичном валу. Передаточные числа коробки передач зависят от производителя.Однако приблизительные передаточные числа в среднем составляют 3: 1 для первой передачи, 2: 1 для второй передачи, 1: 1 для третьей или высокой передачи и 3: 1 для задней передачи. На первой или низкой передаче будет высокое передаточное число. Маленькая шестерня будет приводить в движение большую шестерню. Это снизит выходную скорость, но увеличит выходной крутящий момент. Автомобиль легко разгоняется даже при низких оборотах двигателя и в условиях малой мощности. На высокой передаче трансмиссия часто имеет передаточное число 1: 1. Выходной вал трансмиссии вращается с той же скоростью, что и коленчатый вал двигателя.Умножения (увеличения) крутящего момента не было бы, но машина ехала бы быстрее. Для движения автомобиля с постоянной скоростью по ровной поверхности требуется очень небольшой крутящий момент. Вернуться к началу Раздаточная коробка Раздаточная коробка передает мощность как на передний, так и на задний мосты полноприводного автомобиля. Раздаточная коробка обычно устанавливается сзади и приводится в движение трансмиссией. Обычно от раздаточной коробки идут два приводных вала, по одному на каждую ведущую ось. Большинство современных раздаточных коробок имеют 2H (полный привод, высокий диапазон), 4H (полный привод, высокий диапазон) и 4L (полный привод, низкий диапазон). Высокий диапазон обычно имеет передаточное число 1: 1, низкий диапазон обычно имеет передаточное отношение 2: 1 для подъема на крутые холмы или буксировки тяжелых грузов. 2H предназначен для движения по шоссе, когда тяга с полным приводом не нужна. Раздаточная коробка устроена как трансмиссия. В нем используются вилки переключения, шлицы, шестерни, регулировочные шайбы, подшипники и другие компоненты механических и автоматических трансмиссий. Раздаточная коробка имеет внешний корпус из чугуна или алюминия. Он заполнен смазкой (маслом), уменьшающей трение всех движущихся частей. Уплотнения удерживают смазку в корпусе и предотвращают утечку вокруг валов и ярм. Прокладки создают необходимые зазоры между внутренними компонентами и корпусом. Вернуться к началу Универсальные шарниры Универсальный шарнир, также называемый U-образным шарниром или UJ, представляет собой шарнирное соединение, способное передавать мощность или вращающее усилие под углом. Простой универсальный шарнир состоит из двух Y-образных хомутов или поворотных кулаков, соединенных крестом или крестовиной. Подшипники на каждом конце крестовины позволяют двум ярмам поворачиваться под разными углами при повороте. Сегодняшние приводные валы используют два или более карданных шарнира. Большинство используют только два. В очень длинных карданных валах иногда требуются дополнительные универсалы. Крестовина и ролик, также называемые карданным шарниром, являются наиболее распространенным типом карданного шарнира приводного вала. Он состоит из четырех крышек подшипников, четырех игольчатых роликоподшипников, крестовины или крестовины, сальников для смазки, держателей смазки и стопорных колец. Крышки подшипников неподвижно удерживаются в коромыслах приводного вала. Роликовые подшипники устанавливаются между крышками и крестовиной для уменьшения трения. Крест свободно вращается внутри колпачков и коромысел. Стопорные кольца обычно входят в пазы, вырезанные в крышках или в отверстиях вилки. Есть несколько других способов закрепления крышек подшипников в коромыслах. Иногда крышки подшипников, U-образные болты или пластиковые кольца предотвращают вылет крышек и роликов из узла вращающегося приводного вала. На картинке видно, как детали сочетаются друг с другом.

Головки угловые — карданная муфта

Планетарный редуктор

, как правило, представляет собой высококачественный редуктор с правильным углом наклона и низким люфтом, благодаря чему редуктор легко устанавливается на систему движения и дает решение проблемы, связанной с зоной. Внутренняя структура спроектирована со спирально-коническими шестернями, главные особенности которых заключаются в лучшем зацеплении, огромной жесткости, производительности, плавной передаче и низком уровне шума.

Коробка передач с прямым углом

— это не только идеальный вариант для программы управления движением в ограниченном пространстве, но и лучший выбор для случая трансмиссии, когда необходимо изменить ход движения.Таким образом, он может помочь пользователям сэкономить на эксплуатационных расходах и повысить эффективность передачи.
1. Корпус: серый чугун
2. Комплект шестерен: пара спирально-конического оборудования
3. Конфигурации входа:

Входной вал с одной шпонкой
Входные валы с двойной шпонкой
4. Выходные конфигурации:
Выходной вал с одной шпонкой
Выходные валы с двойной шпонкой
Характеристики:
1. Прочная чугунная зубчатая передача, закаленные спирально-конические шестерни, зацепленные попарно, и хорошие подшипники — все это Повышение надежности и оптимальной производительности
2.Широкий диапазон размеров рамы, может быть сконфигурирован с несколькими конфигурациями валов и передаточным числом оборудования
3. Низкий значительный потенциал нагрузки, небольшая вибрация и шум
4. Множество монтажных положений
5. Спиральные конические шестерни могут вращаться в двух направлениях, простая процедура при низкой или большая скорость
-Самоблокирующаяся способность
-Может приводиться в действие непосредственно электродвигателем или другим источником энергии или, возможно, вручную
-Можно настроить в соответствии с требованиями пользователя
-Компактная конфигурация, небольшой размер, легкий
-Удобная установка, гибкое управление
— Высокая надежность и стабильность
— Длительный срок службы
— Дополнительная форма подключения и т. Д.Винт
надевается на все области для подъема или, возможно, вытягивания, таких как система технического обслуживания самолетов, солнечная панель, машинное оборудование, металлургия, водное хозяйство, химическая промышленность, очистка, гигиенист и т. Д. И традиции.
Угловые редукторы — это редукторы с фланцевым креплением, в которых используются червячные передачи и особые косозубые шестерни. Они позволяют устанавливать двигатели под идеальным углом к ​​оси таких устройств, как ленточные конвейеры. Они могут быть приобретены с полым валом RH и звуковым валом типа RAA и идеально подходят для сохранения компактности оборудования.
Угловой редуктор обычно используется, когда серводвигатель необходимо установить в ограниченном пространстве. Вал производительности прямоугольного редуктора достигает угла 90 градусов по отношению к валу двигателя. Следовательно, большая часть кожуха редуктора и каждый кожух двигателя параллельны боковой стороне машины, обеспечивая меньший радиус действия машины. Обратите внимание, что некоторые редукторы, такие как, например, червячные редукторы, имеют внутреннюю конструкцию с правильным углом, поскольку ось получения червяка (винта) достигает угла 90 градусов к оси червячного оборудования.
Рис. 1. Угловой редуктор, такой как этот, обычно используется, когда необходимо установить серводвигатель в ограниченном пространстве

Отдельные двигатели и редукторы
В большинстве устройств управления движением, в которых используется зубчатая передача, используются разные двигатели и редукторы. Этот процесс позволяет выбрать двигатель и редуктор, наиболее подходящие для вашего запроса, даже если они принадлежат разным производителям. Обычно редукторы можно установить практически на любой серводвигатель. Все, что требуется, — это соединить ответные фланцы друг с другом с помощью обычных винтов.Эта конструкция более адаптируема, чем встроенный мотор-редуктор, и ее проще обслуживать. Редукторы выходят из строя быстрее, чем сам двигатель, поэтому, когда редуктор выходит из строя, вам просто нужно заменить его, а не двигатель.

Встроенные мотор-редукторы
При этом встроенный мотор-редуктор — лучший выбор для определенных применений. Одним из преимуществ этого подхода является то, что общий размер узла определенно на дюйм или более короче, чем узел с другим редуктором и двигателем.
Конструкция системы также очень проста, потому что вам нужна только одна кривая скорости и крутящего момента, чтобы определить, обеспечивает ли хороший мотор-редуктор необходимую производительность для питания вашей программы управления движением. Это помогает устранить ошибки проектирования.
И сборка тоже проще. Поскольку редуктор и двигатель интегрированы, невозможно исправить ошибки сборки при установке редуктора на двигатель.

Использование в пищевой промышленности
Встроенные мотор-редукторы хорошо работают в суровых условиях, например, в пищевой промышленности.Поскольку корпуса мотор-редукторов также изготавливаются из нержавеющей стали класса 300 и должны соответствовать стандартам IP 69K для защиты от проникновения питьевой воды с высокой температурой и высоким давлением, персонал предприятия может легко мыть оборудование, не беспокоясь о его повреждении. Внешний вид также устраняет шов между двигателем и редуктором, поэтому пищевые продукты не могут застрять.

Редукторы с фланцевыми головками
Последней тенденцией является использование редукторов с фланцевыми головками.Вместо вала производительности, фланцы с редукторами обладают вращающимся диском с отверстиями под винты по производительности. Приводимое устройство устанавливается прямо на фланец. Такая настройка устраняет необходимость в нескольких гибких и большинстве связанных с этим проблем. И редукторы, и мотор-редукторы можно встретить с фланцевым соединением.
Рис. 2. Чтобы установить редуктор на серводвигатель, все, что требуется, — это добавить ответные фланцы вместе с помощью стандартных винтов. Прямо здесь устройство с разрезным хомутом на входном оборудовании прикрепляет его к валу двигателя.
Существует множество типов редукторов для использования в системе управления движением. Знание атрибутов каждого из них поможет вам выбрать лучший вариант для разных приложений:

Выбор правильного редуктора
Существует множество типов редукторов для использования в системе управления движением. Изучение атрибутов каждого из них поможет вам выбрать лучший вариант для разных приложений:

Цилиндрические зубчатые колеса имеют зубья, которые действуют перпендикулярно лицевой стороне устройства. Они небольшие, рентабельные и рассчитаны на большое количество оборудования.К минусам можно отнести то, что они шумные и подвержены износу.
Червячные передачи используются там, где необходимо передавать мощность под углом 90 градусов и где действительно необходимо значительное снижение. Червячные приводы точны, работают бесшумно и не требуют особого обслуживания. К нижним сторонам относятся: они довольно низки по эффективности и необратимы.
Планетарные зубчатые передачи на самом деле так называются, потому что их установка несколько напоминает солнечную систему. Центральная шестерня, называемая солнечным оборудованием, приводит в движение планетарные шестерни, расположенные вокруг нее.Планетарные передачи вращают производительный вал редуктора. Преимущества включают небольшой размер, высокую эффективность, низкий люфт и высокое соотношение крутящего момента к массе. К недостаткам можно отнести сложную конструкцию и большие несущие нагрузки.
Гармонические зубчатые передачи включают генератор волн, гибкий позвоночник и круглый позвоночник. Положительные стороны включают малый вес, компактную конструкцию, отсутствие люфта, чрезмерное передаточное число, высокий крутящий момент и коаксиальный вход и выход. Недостаток в том, что шестерни подвержены износу.
Циклоидальные приводы имеют входной вал, который приводит в движение эксцентриковый подшипник, который затем приводит в движение циклоидальный диск.Циклоидные редукторы скорости могут работать с высокими передаточными числами, оставаясь при этом крошечными по размеру. К недостаткам относится повышенная вибрация, вызванная циклоидальным движением, которая может привести к повреждению зубьев циклоидального диска.
Рис. 3. Вам нужна только одна кривая скорости и крутящего момента, чтобы определить, обладает ли такой мотор-редуктор необходимыми характеристиками для подачи электроэнергии в систему управления движением.

Рулевой шарнир с двойным карданом с цапфой и постоянной скоростью

Образец цитирования: Boyden, D., Дойл, Т., Фрутиг, Э., и Риччителли, М., «Двойной карданный шарнир цапфы рулевого управления с постоянной скоростью», Технический документ SAE 933016, 1993, https://doi.org/10.4271/933016.
Загрузить Citation

Автор (ы): Дэвид Э. Бойден, Томас Дж. Дойл, Эдвард А. Фрутиг, Мартин Г. Риччителли

Филиал: Компания Torrington Co., Ford Motor Co.

Страниц: 7

Событие: Международная встреча и выставка грузовиков и автобусов

ISSN: 0148-7191

e-ISSN: 2688-3627

Также в: Дизайн легких грузовиков и технологические инновации-SP-1005, Сделки SAE 1993: Journal of Commercial Vehicles-V102-2

Карданный механизм

и кривошипно-шатунный механизм в насосах и двигателях — Юкка Кархула-2008 — Mecânica Geral

 Рисунок 2.1.4. Карданный механизм Артоболевского [Артоболевский 1977].
 
 - 22 -
2.2 Карданные редукторы в сравнении с
кривошипно-шатунные станки
Кривошипно-ползунковый механизм является базовой структурой обычного горения.
двигатели и пневмокомпрессоры.
Механизм карданной передачи используется очень редко в каких-либо машинах.
Он основан на двух карданных шестернях, шестерне с внутренним кольцом и сателлите половинного размера.
Соотношение диаметров коронной шестерни и планетарной шестерни составляет 2: 1. Во время бега
каждая точка опорного диаметра планетарной шестерни (делительный диаметр) описывает прямую
линия.Кривошипный подшипник (шатунный подшипник) шатуна можно отцентрировать на
любая точка опорного диаметра планетарной шестерни, а затем шатун
отвечает взаимностью.
Ближайшими родственниками механизма карданной передачи являются крестовины карданной передачи.
эллиптическая трамбовка (рисунок 2.1.3) и ее модификации. Эти механизмы кросс-слайдера
являются частью семейства кулисных механизмов.
Кинематика, кинетостатика и кинетика карданного механизма и ползуна.
кривошипно-шатунный механизм немного отличается друг от друга, но оба механизма могут быть
проанализировали применение основных теорий конструкции механизмов [Например: Mabie &
Reinholtz 1987, Erdman & Sandor 1997, Norton 1999, Weisstein 2006].Когда кривошипно-шатунный механизм, карданный механизм или их аналог
механизмы использовались в двигателях или компрессорах, давлениях воздуха, объемах,
температуры и т. д. могут быть рассчитаны на основе базовой термодинамики [Например:
Faires 1970, Taylor 1985, Weisstein 2006].
Некоторые экспериментальные двигатели и другие прототипы были построены с использованием кардана.
зубчатый механизм и его модификации [Например: Smith, Churchill & Craven 1987,
Бадами и Андриано 1998, Райс и Эгге 1998, Шпицногл и Шеннон 2003].Двигатель с карданной передачей является одним из типов прямолинейных двигателей и был
изучен из-за его более плавного хода и экономии топливной энергии.
Другими типами прямолинейных двигателей являются, например, вышеупомянутые
исторический планетарный двигатель Парсонса, Revetec 1800SV (управляемое сгорание
двигатель производства Revetec Ltd. в Австралии) [Sawyer 2003], Nigel Clark's
(и др.) линейный двигатель [Clark et al. 1998] в США и почти забытый фильм Матти Сампо.
сочетание гидравлического насоса и линейного двигателя в Финляндии.Кларк и др. упомянули также несколько патентов линейных двигателей в своем эссе.
Когда мы изучаем вращение механизма, карданный механизм является частью
гипоциклоидные механизмы. Также существуют эпициклоидальные поворотные механизмы.
Альберт Ши изучал различные виды эпициклоидных и гипоциклоидных механизмов.
который может быть использован в качестве основной конструкции двигателей внутреннего сгорания [Ши
1993]. Поршни двигателей Ши были прикреплены к соединительным стержням и
поршни вращаются между внутренней и внешней стенками цилиндра.Привод соединительных стержней
планетарные шестерни, приводящие в движение маховик. Эти машины довольно сложные.
 
 - 23 -
Питер Юинг представил очень эффективный орбитальный двигатель, изобретенный и запатентованный
Австралиец Ральф Сарич в 1970-х годах (рис. 2.2.1) [Ewing 1982]. Орбитальный двигатель
очень компактный радиальный двигатель типа Ванкеля. Размер орбитального двигателя около 1/3
эквивалентного кривошипно-ползункового двигателя. Это означает снижение веса и расхода топлива.
потребление. Созданы испытательные двигатели, основные свойства которых
был измерен.Результаты сравнивались со свойствами
обычные двигатели с кривошипно-шатунным механизмом. Уменьшенный размер, вес, расход топлива и
Выбросы были главными преимуществами хорошо спроектированного радиального двигателя.
 
Рисунок 2.2.1. Орбитальный двигатель Юинга и Сарича [Ewing 1982].
 
Прямолинейные механизмы и многие другие вращательно-возвратно-поступательные механизмы имеют
обычно применяется в конструкции двигателя, но очень редко - в насосе.
конструкции. Однако некоторые приложения существуют.
Дж. Питер Сэдлер и Д.Э. Нелле изучил механизм планетарного роторного насоса.
который основан на роторном поршне типа Ванкеля [Sadler & Nelle 1979]. Тригонометрический
уравнения кинематики и кинетики конструкции насоса были
представлен, и насос был сконструирован для дальнейших исследований.
Чарльз Войчик изучил кинематику планетарного шестеренчатого насоса, основанного на
относительное движение планетарных шестерен [Wojcik 1979]. Тригонометрические уравнения имеют
были представлены геометрия и кинематика конструкции насоса и расхода
ставки рассчитаны.- 24 -
Кенджиро Исида изучил фундаментальные принципы работы карданной передачи.
механизм, назвав его механизмом вращения-возвратно-поступательного движения [Ishida 1974,
отчет 1]. Исида представил теоретические уравнения сил инерции и
эквивалентный момент инерции коленчатого вала. Основы линейного
возвратно-поступательное движение и идеальная балансировка были главными темами
первое исследование. Механизм карданной передачи и обычный кривошипно-шатунный механизм
Механизм также были сравнены.Примеры сравнительных кривых
перемещения, скорости и ускорения ползунов двух механизмов
были представлены (рисунок 2.2.2). Модификации эксцентрика с редуктором, внешний
прямолинейные системы с редуктором и внутренним редуктором с эксцентриковыми шестернями и дисками
был разработан. Исида заявляет, что внутренняя зубчатая система (карданная передача)
является очень практичной среди других изученных систем.
 
Рисунок 2.2.2. Кривые сравнения Исиды для существующих механизмов
[Исида 1974, отчет 1].- 25 -
Кендзиро Исида продолжил свое обучение с Такаши Мацуда, Сигэёси Нагата
и Ясуо Оситани [Ishida et al. 1974, отчет 2]. Эпициклоидный эксцентрический тест
устройство было сконструировано и измерено во втором исследовании. Представленные
эпициклоидальная конструкция сложнее гипоциклоидной карданной передачи
конструкция или обычная конструкция кривошипа. Эпициклоидное испытание
Устройство имеет те же свойства, что и карданный двигатель: линейное возвратно-поступательное движение
движение шатуна, боковые силы ползуна (поршня) отсутствуют, малая максимальная
скорость слайдера и неограниченная длина стержня.Разработчики пренебрегли всеми трениями
и зазоры в их анализе. Часть основной кинематики и балансировки
уравнения были представлены. Вибрации испытательного устройства были
измеряется, и устройство идеально сбалансировано.
Кендзиро Исида, Такаши Мацуда, Сюзабуро Синмура и Ясуо Оситани имеют
продолжил исследование и сравнил гипоциклоидное внутреннее редукторное устройство (
карданное зубчатое устройство) и эпициклоидальное эксцентриковое зубчатое устройство [Ishida et al. 1974,
отчет 3].Разработчики еще раз заявляют, что гипоциклоидная (карданная передача)
конструкция практичнее и проще эпициклоидальной конструкции. В
были уменьшены вращающиеся и возвратно-поступательные веса, а также некоторые другие
В эти новые конструкции были внесены улучшения. Объединенные силы и
Крутящий момент коленчатого вала, создаваемый силой давления поршня, теоретически был
проанализированы для обеих конструкций. Начат вывод уравнений.
в сложном векторном режиме, но окончательные формы были представлены в тригонометрическом
режим.Закон косинусов использовался во многих уравнениях (рис. 2.2.3). Что
метод требует использования знака ±, а угол поворота коленчатого вала должен быть разделен на части
0 ... π и π ... 2π.
Рисунок 2.2.3. Совместные силовые уравнения Ishida et al.
[Ishida et al. 1974, отчет 3].
 
 - 26 -
Уравнения сил инерции в шарнирах и крутящего момента коленчатого вала взяты из
первое исследование. Построены новые испытательные устройства. Испытательные устройства имеют
приводился в действие электродвигателем, а давление сжатия было
измеряется.Рассчитан крутящий момент коленчатого вала. 

Crie agora seu perfil grátis para visualizar sem restrições.

Criar perfil grátis

Полный комплект материалов без приложения

Трансмиссии и карданные валы — RC Car Action

Радиоуправляемые автомобили используют различные конструкции трансмиссии, чтобы приводить в движение двигатель или мощность двигателя, и каждая из них имеет свои преимущества и недостатки, которые делают их пригодными для конкретных применений. В этом разделе мы обсудим различные типы трансмиссии, объясним терминологию и предоставим вам всю необходимую информацию о шестеренках, валах, ремнях и шкивах, от которых крутятся колеса вашего автомобиля.

Типы трансмиссии
Дорожные или внедорожные автомобили с дистанционным управлением имеют привод на два колеса (2WD) или полный привод (4WD) и используют один из четырех различных типов трансмиссии: прямой привод; зубчато-понижающая трансмиссия; ремень безопасности; или карданный вал. Давайте подробнее рассмотрим каждый:

• Прямой привод. В автомобиле с прямым приводом настоящей коробки передач нет; прямозубая шестерня устанавливается непосредственно на ведущую ось, а шестерня (шестерня, прикрепленная к двигателю) входит в зацепление с ней напрямую.Этот тип трансмиссии используется исключительно в панельных автомобилях, простые конструкции используются для овальных гонок и дрэг-рейсинга, где требуется максимальная эффективность. Шестерни подвержены повреждению из-за мусора, потому что они находятся на открытом воздухе, но поскольку автомобили, использующие этот тип трансмиссии, движутся по подготовленным поверхностям (обычно ковровым покрытиям или подметанным тротуарам), это не проблема.

В этой тележке с панорамированием двигатель напрямую приводит в движение ось, отсюда и термин «прямой привод».

• Коробка передач понижающая. Как и в полноразмерных автомобилях, в автомобилях с радиоуправлением используются редукторы для увеличения крутящего момента и снижения частоты вращения двигателя или двигателя. Величина редукции называется передаточным числом; например, 3: 1 (три к одному). Это означает, что требуется три оборота входной шестерни (где мощность поступает в трансмиссию), чтобы повернуть выходную шестерню (которая приводит в движение колеса) на один оборот. Шестерни заключены в коробку передач вдали от вредного мусора, и, как и трансмиссия в полноразмерном автомобиле, в некоторых транспортных средствах с нитроэнергетическим двигателем зубчатая передача может даже включать механизм переключения для изменения передаточного числа во время движения.

Трансмиссия Associated B4 была открыта, чтобы увидеть его внутренние шестерни.

• Ременная передача. В автомобилях с ременным приводом шестерни заменяются шкивами, а для передачи мощности используются зубчатые ремни. Ременный привод редко используется во внедорожниках, поскольку ремни склонны к повреждению галькой и песком, застрявшим между ремнем и шкивами, но он широко используется в гоночных автомобилях, которые едут по ковровым покрытиям или дорожкам с заметным тротуаром, где мало вероятность повреждения ремней мусором.

Верхняя дека этого нитро-туристического автомобиля Serpent была снята, чтобы продемонстрировать его систему ременного привода.

• Вал привода. Вал привода очень популярен как для внедорожников, так и для полноприводных автомобилей. Вместо открытых ремней к паре закрытых редукторов присоединяется вал. В редукторах могут использоваться редукторы, но в большинстве систем с приводом от вала для передачи мощности используется простая коническая шестерня и кольцевая шестерня. Это делает трансмиссию очень легкой и эффективной.

Система привода вала Associated TC4 очень проста и эффективна: для привода всех четырех колес требуется всего два зубчатых зацепления.

Типы приводных валов
За исключением автомобилей с прямым приводом (которые имеют твердую заднюю ось), все автомобили с дистанционным управлением используют какой-либо тип карданного вала для передачи мощности на колеса, позволяя перемещать подвеску. Существует четыре основных типа карданных валов: карданный вал, карданный шарнир, телескопический и CV-образный.

• Dogbone. Эта классическая конструкция приводного вала RC названа так из-за сходства с теми вещами, которые Спарки любит грызть. Концы собачьей кости входят в прорези в чашках привода дифференциала и поворотного моста. По мере того, как подвеска шарнирно соединяется, прорези позволяют штифтам свободно перемещаться, поэтому поток мощности не прерывается. С другой стороны, собачьи кости недороги и просты. С другой стороны, скольжение штифтов в пазах увеличивает трение и износ. Кроме того, если ваша машина выскочит из-за изгиба, упор может потеряться, поскольку он не прикреплен к чашкам привода.

Собачья кость багги Tamiya разобрана.

• Кардан карданный. Карданный шарнир (карданный шарнир) выглядит и функционирует так же, как одноименный шарнир в полноразмерных автомобилях. U-образный шарнир позволяет карданному валу передавать мощность при шарнирном сочленении без подверженного трению скользящего действия собачьей кости и чашки привода; однако карданные валы с карданным шарниром действительно используют упор и приводную чашку на одном конце, потому что расстояние между колесами и трансмиссией изменяется по мере того, как подвеска перемещается в пределах своего диапазона хода.Чтобы это компенсировать, прорези приводной чашки позволяют карданному валу скользить внутрь и наружу во время работы подвески.

Вот U-образный шарнир нитро багги XRAY XB8. На одном конце у него все еще есть изогнутая кость, чтобы компенсировать движение подвески.

• ШРУС. MIP популяризировал конструкцию CVD (привод постоянной скорости), которым оснащаются многие высокопроизводительные радиоуправляемые автомобили. На самом деле это разновидность универсального шарнира, а не настоящий гомокинетический ШРУС, как в полноразмерных автомобилях, но конструкция популярна, поскольку работает очень плавно, компактна и легко восстанавливается.Как и карданный вал, карданный вал типа CV имеет изогнутый конец для компенсации движения подвески, но есть и другое решение, как показывает следующий тип карданного вала.

Этот оригинальный CVD-двигатель марки MIP представляет собой оригинальную конструкцию, по которой образуются шарниры «CV-стиля».

• Вал карданный телескопический. Вместо использования пальцев, перемещающихся вдоль паза для компенсации изменяющегося расстояния между трансмиссией и колесами, телескопический карданный вал фактически выдвигается и сжимается при шарнирном сочленении подвески.