Студопедия

КАТЕГОРИИ:

АстрономияБиологияГеографияДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника


Короткі теоретичні відомості. Крутний момент від диференціала до ведучих коліс автомобіля передається за допомогою валів, що зазвичай називають півосями.Крім крутного моменту




Крутний момент від диференціала до ведучих коліс автомобіля передається за допомогою валів, що зазвичай називають півосями.Крім крутного моменту, півосі можуть бути навантажені згинаючими моментами. На ведуче колесо автомобіля діють: реакція дороги Z від ваги G, яка прикладена до колеса (рис. 11.1); сила тяги Рx (або гальмова сила, що діє при гальмуванні); бічна сила Y,що виникає при повороті або заносі.

Усі ці сили можуть створювати згинаючі моменти, що передаються на піввісь. Характер навантаження півосей залежить від кількості і конструкції підшипників, на які півосі спираються всередині картера ведучого моста. У сучасних конструкціях застосовуються два основні типи півосей: півосі цілком розвантажені від згинаючих моментів і півосі повністю навантаженіцими моментами.

Якщо піввісь безпосередньо спирається на підшипник, розташований всередині балки ведучого моста (рис. 11.1, а), то вона не тільки передає крутний момент, а й сприймає згинаючі моменти від усіх сил, що діють на колесо. Півосі такого типу називаються навантаженими.Навантажені півосі застосовують у задніх мостах переважної більшості легкових автомобілів і вантажних автомобілів малої вантажопідйомності.

 

а) навантажена, б) навантажена на 3/4, в) розвантажена

Рисунок 11.1 – Схеми півосей автомобілів

 

При розвантаженій півосі маточину ведучого колеса розміщують на балці моста на двох конічних або циліндричних радіально-упорних підшипниках (рис. 11.1, в). У результаті цього всі згинаючі моменти від сил Рх, Z і Y сприймаються підшипниками і передаються безпосередньо на балку моста. Піввісь у цьому випадку передає лише крутний момент.

Розвантажені півосі застосовують у ведучих мостах вантажних автомобілів середньої і великої вантажопідйомності, а також у автобусів.

У приводі до ведучих і водночас керованих коліс використовують шарніри рівних кутових швидкостей (ШРКШ). В основі конструкцій ШРКШ закладено єдиний принцип: точки контакту, через які передаються окружні сили повинні знаходитись у бісекторній площині.

Найбільш розповсюдженими типами ШРКШ є: чотиришариковий з подільними канавками (типу «Вейс»), шестишариковий з подільними канавками (типу «Бірфілд»), трьох шиповий, кулачковий.

Рисунок 11.2 – Чотиришариковий шарнір з подільними канавками

 

 

Конструктивна схема шарніра з подільними канавками показана на рис. 11.2. Канавки на кулаках 2 і 3 нарізані по дузі кола радіуса RI. Чотири шарика 6 розташовані у бісекторній площині на перетині симетрично розташованих канавок 5, що забезпечує рівність кутових швидкостей валів 1 і 4. Шарик 7 центруючий.

Карданні шарніри цього типу забезпечують передачу моменту при куті між валами у = 30...320. Невелика трудомісткість їх виготовлення, простота конструкції і відносно низька собівартість забезпечили їх широке розповсюдження.

Поряд з цим, суттєвим недоліком цього шарніра є передача крутного моменту лише двома шариками, а в контакті з кожним шариком теоретично знаходиться лише одна точка, що викликає велику питому напругу і, як наслідок цього, підвищене зношення. Через це шарніри цього типу використовують на автомобілях з навантаженням на вісь до 25 ... 30 кН.

Шестишарикові ШРКШ з подільними канавками найбільш розповсюджені на передньоприводних легкових автомобілях. На кулаку 4 (рис. 11.3) зовнішня поверхня якого сферична, з радіусом R1 (з центра О), про фрезеровані шість канавок. Глибина канавок змінна, тому що вони прорізані з радіусом R3 з центра О1, який зміщений від центра шарніра О на відстань а. Внутрішня поверхня корпусу 1 зроблена по сфері радіуса R2 (з центра О) і також має шість канавок змінної глибини, що нарізані по радіусу R4 з центра О2, який також зміщений відносно центра О на відстань а, але в іншій бік.

Рисунок 11.3 – Шестишариковий ШРКШ з подільними канавками

 

Сепаратор 3, у якому розміщені шарики 2, має зовнішню і внутрішню поверхні, зроблені по сфері радіусом відповідно R2 та R1.У положенні, коли вали шарніру співвісні, шарики знаходяться в площин, що перпендикулярна до осей валів і проходить крізь центр шарика.

Під час нахилу одного з валів 5 на кут γ верхній шарик виштовхується з клинового простору між канавками вправо, а нижній шарик за допомогою сепаратора – у простір між канавками, що розширюється, вліво. Центри шариків завжди знаходяться на перетині осей канавок. Це забезпечує синхронне обертання валів.

Тришиповий карданний шарнір (типу "Трипод") установлюють на легкових і вантажних автомобілях малої вантажопідйомності. Конструктивно ці шарніри мають два виконання: шарніри, що дозволяють передавати момент при кутах між валами до 43°, але які не допускають осьових переміщень (шарніри жорсткі), і універсальні шарніри, що допускають осьову компенсацію, але які працюють при порівняно невеликих кутах між валами. У жорсткому шарнірі (рис. 11.4) шпильки 2, розташовані під кутом 120°, закріплені в корпусі 1. Ролики 3 з кульовою поверхнею встановлені на шпильках і можуть вільно на них обертатися.

Вилка 4, виконана разом з валом 5, має три пази циліндричного перерізу. Поверхня вилки сферична, що забезпечує отримання великого кута між валами. Оскількі принцип роботи жорсткого й універсального шарнірів однаковий, обмежимося більш детальним розглядом лише універсального шарніра.

Універсальний тришиповий шарнір складається з циліндричного корпусу 3, виконаного як одне ціле з валом, у якому є три подовжні пази, маточини 2 з трьома шпильками, закріпленою на внутрішньому кінці карданного валу, трьох роликів 1 на голчастих підшипниках. Шпильки, як і пази, розташовані під кутом 120° один відносно іншого. Ролики мають сферичну поверхню такого ж радіусу, як циліндричний переріз подовжніх пазів.

При обертанні валів під кутом ролики перекочуються в пазах, повертаючись на голчастих підшипниках, і в той же час шпильки можуть переміщатися уздовж роликів підшипників, що забезпечується кінематикою шарніра. При нахилі вала подовження здійснюється за рахунок ковзання шпильки уподовж підшипників.

У цьому шарнірі рівність кутових швидкостей валів досягається завдяки зміні положення центра кінця валу. Універсальний шарнір цього типу може використовуватися, якщо максимальне значення кута γ не перевищує 25°.

Перевагою шарніра є малі втрати при осьовому переміщенні, оскільки це забезпечується практично тільки коченням, що визначає високий ККД.

Рисунок 11.4 - Тришиповий карданний шарнір

 

Кулачковий карданний шарнір (рис. 11.5) застосовують на автомобілях великої вантажопідйомності у приводі до ведучих керованих коліс. Якщо розділити по осі симетрії кулачковий карданний шарнір на дві частини, то кожна частина буде карданним шарніром нерівних кутових швидкостей з фіксованими осями гойдання (так само як у здвоєного карданного шарніра).

Завдяки наявності розвинених поверхонь взаємодіючих деталей, шарнір здатний передавати значний за величиною крутний момент, при забезпеченні кута між валами 45...50°.

На зарубіжних автомобілях великої вантажопідйомності широко застосовується кулачковий карданний шарнір показаний на (рис. 11.5, а), відомий під назвою ˝шарнір Тракту˝. Він складається з чотирьох штампованих деталей: двох вилок 1 і 4 і двох фасонних кулаків 2 і 3.

У нашій країні був розроблений кулачковий шарнір (рис. 11.4, б), який установлюється на ряді автомобілів (КамАЗ-4310, "Урал-4320", КАЗ-4540, КрАЗ-260 та ін.). Шарнір складається з п’яти простих за конфігурацією деталей: двох вилок 1 і 4, двох кулаків 2 і 3 і диска 5, тому його часто називають дисковим. Трудомісткість його виготовлення порівняно з трудомісткістю "шарніра Тракту" дещо велика. Максимальне значення кута між валами, забезпечуване цим шарніром, 45°.

ККД кулачкових шарнірів нижче, ніж ККД інших шарнірів рівних кутових швидкостей, оскільки для їх елементів характерне тертя ковзання. В експлуатації спостерігається значний нагрів, а іноді і задири деталей шарніра в результаті незадовільного підводу мастильного матеріалу до поверхні

Рисунок 11.5 – Кулачковий карданний шарнір

 


Поделиться:

Дата добавления: 2015-09-13; просмотров: 98; Мы поможем в написании вашей работы!; Нарушение авторских прав





lektsii.com - Лекции.Ком - 2014-2024 год. (0.007 сек.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав
Главная страница Случайная страница Контакты