146847 (730313), страница 2

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

Карданный шарнир с делительным рычажком допускает максимальный угол = 37⁰.

Рис.5 Карданный шарнир типа "Рцепп"

Достоинства:

• Так как усилия в этом шарнире передаются шестью шариками, он обеспечивает передачу большого крут. момента при малых размерах;

• Распорные нагрузки отсутствуют в шарнире, если центр последнего совпадает с осью шкворня;

• Шарнир обладает большой надежностью;

• Высокий КПД;

Недостатки:

• Технологически сложен в изготовлении;

• Все детали его подвергаются токарной и фрезерной обработке с соблюдением строгих допусков, обеспечивающих передачу усилий всеми шариками;

• Высокая стоимость.

Шестишариковый карданный шарнир с делительным канавками (типа «Бирфильд»)(Рис.6). На кулаке 4, поверхность которого выполнена по сфере радиуса R₁ выфрезеровано шесть канавок. Канавки кулака имеют переменную глубину. Внутренняя поверхность корпуса 1 выполнена по сфере радиуса R₂ и также имеет шесть канавок переменной глубины. Сепаратор 3, в котором размещены шарики 2, имеет наружные и внутренние поверхности, выполненные по сфере радиусов соответственно R₁ и R₂. В положении, когда валы соосны, шарики находятся в плоскости, перпендикулярной осям валов, проходящей через центр шариков.

При наклоне одного из валов 5 на угол верхний шарик выталкивается из сужающего пространства канавок вправо, а нижний шарик перемещается сепаратором влево. Центры шариков всегда находятся на пересечении осей канавок. Это обеспечивает их расположение в биссекторной плоскости, что является условием синхронного вращения валов.

Рис.6 Карданный шарнир типа "Бирфильд"

Достоинства:

• Отсутствие делительного рычажка позволяет этому шарниру работать при угле = 47⁰;

• КПД при малых углах выше 0,99;

• Ресурс примерно 150 тыс. км. (при условии герметичности резинового защитного чехла);

Недостатки:

• КПД при = 30⁰ – 0,97;

• Сравнительно большие потери объясняются тем, что наряду с трением качения для него характерно трение скольжения

• Шарнир простой, поэтому требуется компенсирующее устройство.

Универсальный шестишариковый карданный шарнир (типа ГНК)(Рис.7). На внутренней поверхности цилиндрического корпуса шарнира нарезаны шесть продольных канавок эллиптического сечения, такие же канавки имеются на сферической поверхности кулака параллельно продольной оси вала. В канавках размещаются шесть «шариков», установленных в сепараторе. Осевое перемещение происходит по продольным канавкам корпуса, причем перемещение карданного шарнира равно рабочей длине канавок корпуса, что влияет на размеры шарнира.

Рис.7 Карданный шарнир типа "ГНК"

Недостатки:

• При осевых перемещения шарики не перекрываются, а скользят, что снижает КПД шарнира.

• Угол до

У

Достоинства:

• Имеет наименьшие размеры, чем шарниров других типов

• Сепаратор не выполняет функции деления угла между валами, он менее нагружен, поэтому требования к точности изготовления меньше.

• Шарнир имеет высокий КПД (0,99 при. = 10⁰)

ниверсальный шести шариковый карданный шарнир с делительными канавками (типа «Лебро»)(Рис.8). Состоит из цилиндрического корпуса 1 на внутренней поверхности которого под углом (примерно15 - 16⁰) к образующей цилиндра нарезаны шесть прямых канавок; сферического кулака 2 так же с нарезанными на его поверхности шестью канавками и сепаратора 3 с шариками 4, центрируемыми наружной сферической поверхностью по внутренней цилиндрической поверхности корпуса 1. Шарики устанавливаются в пересечениях канавок, чем обеспечивается синхронность вращения валов, так как шарики, независимо от угла между валами, всегда находятся в биссекторной плоскости.

Рис.8 Карданный шарнир типа "Лебро"

Трехшиповой карданный шарнир (типа «Трипод »). Конструктивно эти шарниры имеют два исполнения: шарниры позволяющие передавать момент при углах до 43⁰, но не допускающие осевых перемещений (рис.9), и универсальные шарниры, но работающие при сравнительно небольших углах между валами (рис.10).

В

Рис.9

Преимущества:

• Малые потери при осевом перемещении, так как это обеспечивается практически только качением, что определяет высокий КПД.

этом шарнире равенство угловых скоростей валов достигается благодаря изменению положения центра конца вала.

Рис.10

Сдвоенный шарнир. Эти шарниры могут иметь различные конструкции. Один из вариантов: два шарнира неравных угловых скоростей объединяются общей вилкой. Равенство угловых скоростей должно обеспечиваться делительным рычажком. Однако такое равенство возможно только при равенстве углов ₁ = ₂, что в данной конструкции не соблюдается точно, т.к. при наклоне вала плечо, связанное с левым валом, остается постоянным, а плечо, связанное с другим валом, увеличивается. Поэтому в сдвоенном шарнире с делительным рычажком синхронное вращение соединяемых валов может быть обеспечено только с некоторым приближением. Коэффициент неравномерности сдвоенного шарнира зависит от угла между валами. Например, при = 30⁰ коэффициент неравномерности не превышает 1%, что в 30 раз меньше коэффициент неравномерности шарнира неравных угловых скоростей при этом же .

Недостатки:

• Для двойного шарнира на игольчатых подшипниках характерен значительный износ этих подшипников и шипов крестовины. Это объясняется преимущественно прямолинейному движению автомобиль , где иглы подшипников не перекатываются. Вследствие чего поверхности деталей с которыми они соприкасаются подвержены бринеллированию.

Кулачковый карданный шарнир(Рис.11 и рис.12). Кулачковые шарниры применяются на автомобилях большой грузоподъемности в приводе к ведущим управляемым колесам. Если разделить по оси симметрии кулачковый карданный шарнир неравных угловых скоростей с фиксированными осями качания (так же как у сдвоенного карданного шарнира). Благодаря наличию развитых поверхностей взаимодействующих деталей шарнир способен передавать значительный по величине крутящий момент при обеспечении угла между валами 45 - 50⁰.

Рис.11 Дисковый кулачковый карданный шарнир.

Состоит:

1 и 4 две вилки

2 и 3 два кулака

5 диск.

Рис.12 «Шарнир Тракта»

Состоит:

1 и 4 две вилки

2 и 3 два фасонных кулака.

КПД кулачковых шарниров ниже, чем КПД других шарниров равных угловых скоростей, так как для их элементов характерно трение скольжения. В эксплуатации наблюдается значительный нагрев, а иногда и задиры деталей шарнира в результате неудовлетворительного подвода смазочного материала к поверхности трения.

Упругие полукарданные шарниры (рис.14) устанавливаются главным образом в карданных передачах легковых автомобилей, и в зависимости от конструкции угол наклона вала может быть 8 10⁰.

Упругий полукарданный шарнир допускает передачу крутящего момента от одного вала к другому, расположенному под некоторым углом, благодаря деформации упругого звена, связывающего оба вала. Упругое звено может быть резиновым (рис.13),резинотканевым или резиновым, усиленным стальным тросом. В последнем случае полукарданный шарнир может передавать значительный крутящий момент и под несколько большим углом, чем в первых двух случаях.

Рис.13. Упругое звено

Рис.14. Карданная передача с упругим полукарданным шарниром:

1и3 – фланцы; 2 – втулка; 4 – карданный вал; 5 – центрирующее кольцо.

Достоинства:

• Снижение динамических нагрузок при резких изменениях частоты вращения (например, при резком включении сцепления);

• Отсутствие необходимости обслуживания в процессе эксплуатации;

• Благодаря эластичности такой шарнир допускает небольшое осевое перемещение карданного вала.

Недостатки:

• Упругий полукарданный шарнир должен центрироваться, иначе нарушиться балансировка карданного вала

Жесткие полукарданные шарниры используют для компенсации неточности монтажа соединяемых механизмов на недостаточно жестком основании. Они допускают угол наклона вала не более 2⁰. В настоящее время на автомобилях применяется крайне редко. Причиной этого являются недостатки, присущие такому шарниру: быстрое изнашивание, трудоемкость изготовления, шум при работе.

Карданные шарниры неравных угловых скоростей (асинхронные), имеющие две фиксированные оси качания, используют в карданной передаче при наклоне ведомого вала обычно на угол не более 20⁰. Универсальные шарниры отличаются от простых тем, что в них осевая компенсация осуществляется в самом механизме шарнира, а не в шлицевом соединении.

Типичная конструкция карданного шарнира неравных угловых скоростей является крестовина с игольчатыми подшипниками, размещенными в колпачках.

Применяемые в современных автомобилях карданные шарниры неравных угловых скоростей на игольчатых подшипниках удовлетворяют поставленным требованиям при условии, если шарнир имеет рациональную конструкцию, технология производства строго соблюдается, а игольчатые подшипники надежно смазываются.

Недостатки:

• КПД карданного шарнира зависит от угла между соединяемыми валами. С увеличением КПД резко снижается;

• Надежность и долговечность сильно зависят от качества смазки игольчатого подшипника;

• Крестовина карданного шарнира должна строго центрироваться

Таким образом, проанализировав различные типы карданных передач и карданных шарниров можно осуществить выбор прототипа карданной передачи, задаваясь следующими требованиями:

1. Максимальный крутящий момент равен 610 кгсм (I-ая передача)

2. N_max = 3500 об/мин.;

3. _max = 18⁰;

4. l_к/п = 2,5 м.

Учитывая, длину карданной передачи и обороты двигателя целесообразно применить простую двухвальную карданную передачу с одной промежуточной опорой и тремя шарнирами. Карданные шарниры неравных угловых скоростей в данном случае будут предпочтительнее, во первых, угол позволяет применение данных шарниров, во вторых, применение шарниров равных угловых скоростей приведет к серьёзному удорожанию конструкции.

На автомобиле ЗИЛ-130 применяется именно такая же карданная передача, поэтому имеет смысл в качестве прототипа взять карданную передачу автомобиля ЗИЛ-130, без каких-либо изменений и произвести проверочный расчет на возможность передачи возросшего крутящего момента.

Характеристики

Список файлов реферата