Kardanski prijenos sa zglobom konstantne brzine našao je široku primjenu u vozilima s prednjim pogonom za povezivanje diferencijala i glavčine pogonskog točka.
Kardanski prijenos ovog tipa uključuje dva jednaka zgloba ugaone brzinepovezane pogonskim vratilom. Zglob najbliži prijenosniku (diferencijalu) naziva se unutarnji zglob, a suprotni je vanjski zglob.
Da bi se smanjio nivo buke, univerzalni zglob sa zglobom sa stalnom kutnom brzinom koristi se i u menjačima automobila sa zadnjim pogonom i pogonom na sve točkove. U ovom slučaju, zglob nejednakih kutnih brzina inferiorniji je od savršenijeg SHRUS dizajna.
Kardanski zglob konstantnih kutnih brzina osigurava prijenos obrtnog momenta s pogonskog vratila na pogonsko vratilo konstantnom kutnom brzinom, bez obzira na kut nagiba vratila. Najčešći u dizajnu mjenjača vozila s pogonom na prednje kotače je kuglični zglob s konstantnom brzinom.
Zglob konstantne brzine (skraćeni naziv - CV zglob, svakodnevno ime - granata) ima sledeće uređaja:
separator;
poklopac prljavštine.
Zajednička shema jednake brzine
Stanovanje ima unutrašnji sferni oblik. Unutar kućišta se nalazi isječak... U tijelu i kavezu postoje žljebovi, duž kojih se baloni... Ovaj dizajn osigurava jednoliki prenos obrtnog momenta sa pogonskog vratila na pogonsko vratilo pod promenljivim uglom. Separator drži lopte u određenom položaju. Da bi se šarka zaštitila od negativnih faktora okoline (kisik, voda, nečistoća), ugrađen je CV zglob poklopac prljavštine - "čizma".
U proizvodnji spoja jednakih kutnih brzina stavlja se mazivo pripremljeno na bazi molibden disulfida.
Kardanski prijenos sa elastičnim polukardanskim zglobom
Polukardanska elastična šarka osigurava prijenos obrtnog momenta između dvije osovine smještene pod blagim kutom zbog deformacije elastične veze.
Dijagram polukardanske elastične šarke
Tipičan primjer ove vrste okretnih spojeva je elastična Guibo spojnica (Guibo). Spojka je prethodno stlačeni šesterokutni elastični element, na čije su obje strane pričvršćene prirubnice pogonskog i pogonskog vratila.
53) Glavni zupčanik.
Završni pogon koristi se za povećanje obrtnog momenta i promjenu njegovog smjera pod pravim kutom u odnosu na uzdužnu os vozila. U tu svrhu glavni zupčanik je napravljen od zupčanika sa konusnim zupčanicima. U zavisnosti od broja zupčanika, glavni zupčanici su podeljeni na pojedinačne konusne zupčanike, koji se sastoje od jednog para zupčanika, i dvostruke, koji se sastoje od para konusnih zupčanika i para cilindričnih zupčanika. Pojedinačni konusni zupčanici su pak podijeljeni na jednostavne i hipoidne zupčanike.
Tipovi glavnog zupčanika: 1 - vodeći konusni zupčanik, 2 - pogonski konusni zupčanik, 3 - pogonski cilindrični zupčanik, 4 - pogonski cilindrični zupčanik.
Pojedinačni konusni jednostavni transferi (Slika a) koristi se uglavnom na lakim i srednje teškim automobilima i kamionima. U tim zupčanicima je pogonski zupčanik 1 povezan sa kardanskim zupčanikom, a gonjeni zupčanik 2 je povezan sa diferencijalnom kutijom i preko diferencijalnog mehanizma sa osovinskim osovinama. Za većinu vozila, pojedinačni konični zupčanici imaju hipoidne zupčanike (slika 6). Hipoidni zupčanici imaju niz prednosti u odnosu na jednostavne: imaju osovinu pogonskog točka smještenu ispod osovine gonjenog, što omogućava spuštanje kardanskog zupčanika niže i spuštanje poda karoserije automobila. Kao rezultat, težište se spušta i povećava stabilnost vozila. Pored toga, hipoidni prijenos ima zadebljali oblik baze zubaca zupčanika, što značajno povećava njihovu nosivost i otpornost na habanje. Ali ova okolnost određuje upotrebu zupčanika za podmazivanje specijalno ulje (hipoidni), dizajniran za rad u uvjetima prijenosa velikih sila koje nastaju u dodiru između zubaca zupčanika.
Dvostruki glavni zupčanici (slika C) instalirani su na teškim vozilima kako bi se povećao ukupni omjer prenosa i povećao prenosni obrtni moment. U ovom slučaju, konačni pogonski omjer izračunava se kao umnožak prijenosnih omjera stožastih (1, 2) i cilindričnih (3, 4) parova.
|
Kada se automobil kreće u zavojima i neravnim cestama, kotači pogonske osovine putuju stazom različitih dužina. Da bi se spriječilo klizanje guma na površini ceste, kotači se moraju okretati različitim brzinama. Diferencijal - mehanizam koji omogućava kotačima pogonske osovine da se okreću različitim brzinama i istim (ili različitim) obrtnim momentom koji im se isporučuje. Kod prijenosa vozila s jednom pogonskom osovinom diferencijal je ugrađen između pogona kotača (međukotačni diferencijal). U vozilima sa pogonom na sva četiri točka, može se nalaziti i između pogonskih osovina (središnji diferencijal). Vučna sila na kotaču ovisi o radijusu kotača i zakretnom momentu koji mu je isporučen. Umnožak vučne sile i dinamički radijus točka daju obrtni moment koji diferencijal mora prenijeti na točkove. Kada je vuča slaba ili je jedan točak suspendiran (neopterećen), obrtni momenat i vuča na kotaču su vrlo mali ili ga nema, automobil neće moći nastaviti vožnju. Ovo je karakteristika koničnog diferencijala, koji se široko koristi u putničkim automobilima. domaći automobili... Ova vrsta diferencijala naziva se simetrična jer ravnomjerno raspoređuje obrtni moment između kotača. To je zato što satelit radi poput poluge s jednakim krakom i prenosi samo jednake sile na osovinske zupčanike i, shodno tome, na pogonske kotače. Ako jedan od točkova ima slabo prianjanje na površini ceste, tada je efektivni obrtni moment na njemu mali, odnosno simetrični diferencijal će pružiti istu silu i drugom točku. Odnosno, ako jedan točak klizi, sila vuče na drugom je nula, što negativno utječe na sposobnost prolaska kroz zemlju. Da bi se to poboljšalo na automobilima, koriste se potpune ili djelomične blokade diferencijala, čiji se stupanj procjenjuje koeficijentom zaključavanja. Faktor zaključavanja (Kb) - odnos obrtnog momenta na zaostalom točku i trenutka na vodećem točku. Njegova vrijednost za simetrični diferencijal uvijek je jednaka 1, za diferencijale s ograničenim proklizavanjem od 1 do 5. Što je više KB, to je bolja propusnost vozila. Odnosno, s KB \u003d 3, trenutak na zaostalom točku bit će tri puta veći nego na kliznom točku, a s KB \u003d 5 - pet puta. Ali trenutak na kotaču u ovoj sekundi bit će moguć od 20 do 70%, ovisno o mogućnosti mehanizma za zaključavanje. |
55) Polovina osovinaOsovinske osovine prenose obrtni moment od zupčanika diferencijalne osovine do glavčine pogonskog točka. Momenti savijanja mogu se primijeniti na osovinu osovine od vertikalne reakcije na djelovanje gravitacije na kotač, od tangencijalne reakcije uzrokovane vučnim i kočnim silama i od bočne sile koja proizlazi iz proklizavanja, kao i od bočnog vjetra. Poluosovine su, ovisno o izvedbi vanjske potpore, koja određuje stupanj njihovog opterećenja momentima savijanja, dvije vrste - poluopterećene i neopterećene. Prema dizajnu, osovinske osovine mogu na jednom kraju imati prirubnicu za pričvršćivanje vijcima na glavčinu kotača, a s druge, zavojiti dio koji se spaja s diferencijalnim poluosovinskim zupčanikom. Drugi dizajn pruža zarezani dio na oba kraja osovine. Na laganim kamionima i automobilima obično se koriste polu-neopterećena osovinska vratila, kod kojih je ležaj postavljen između osovinskog vratila i kućišta na određenoj udaljenosti od srednje ravnine točka. Zbog toga se na ramenu (ravnina vanjskog dijela diska i ležaja) stvaraju momenti savijanja, koji djeluju na poluosovinu u vertikalnoj i vodoravnoj ravni, u vertikalnoj ravnini i (bočna reakcija) na ramenu, jednaki radijusu kotača. Na autobusima i kamionima srednje i velike nosivosti koriste se potpuno neopterećena osovinska vratila. U ovom slučaju, svi momenti savijanja apsorbiraju ležajevi ugrađeni između glavčine kotača i kućišta osovine, a osovina osovine prenosi samo obrtni moment. Osovine su izložene značajnim opterećenjima tokom rada vozila, posebno u vožnji po zemlji i popločanim putevima u lošem stanju. Stoga se na osovinske osovine nameću posebni zahtjevi. Smanjenje napona postiže se povećanjem radijusa prelaza između osovinskog vratila i prirubnice. Trajnost ležajeva kotača osigurana je pouzdanom zaštitom od ulaska prljavštine u njih.
56) CV Zglob (skraćeno od zglob konstantne brzine), kao i dobro poznati univerzalni zglob, dizajniran je za prijenos rotacije pod kutom. CV zglobovi su prisutni u dizajnu automobila s upravljivim pogonskim kotačima, a među automobilistima ih često nazivaju "granatama". CV zglob prenosi jednoličnu rotaciju i to se razlikuje od uobičajenog "kardana", koji ima jedno neugodno svojstvo: ako ulazno vratilo donesite jednoliku rotaciju, a onda će na izlazu postati isprekidana, pulsirajuća. Izvana, svi spojevi s konstantnom brzinom izgledaju isto, ali unutrašnja struktura CV zglobova za različite mašine je različit. Svaka osovina pogona na prednjim točkovima ima dva zgloba. Oni pružaju prijenos rotacije pod kutom i, pored toga, kompenziraju promjenu dužine osovine tijekom rada ovjesa, stoga jedan od zglobova također mora imati aksijalno kretanje (u pravilu je ovo unutarnji CV zglob). Vanjski CV zglobovi svih domaćih vozila s pogonom na prednje točkove su isti: kavez sa šest radijalnih žljebova postavljen je na osovinu. Karoserija takođe ima šest radijalnih žljebova u koje su smještene kuglice, prenoseći obrtni moment od osovine do tijela i dalje do glavčine kotača. Ovaj dizajn omogućuje samo savijanje, pa su unutarnje šarke izrađene malo drugačije i dizajnirane su za aksijalno pomicanje. Da biste bolje predstavili princip rada CV zgloba, pogledajte sliku.
Kardanski pogoni sa zglobovima
jednake ugaone brzine
Prednji pogonski točkovi vozila sa pogonom na sve točkove i sa pogonom na prednje točkove istovremeno su upravljivi, odnosno moraju se okretati, što zahtijeva upotrebu zglobnog zgloba između kotača i poluosovine.
Kardanski zglobovi nejednakih kutnih brzina prenose rotaciju ciklično i rade prihvatljivo samo pod malim uglovima između osovina, stoga ne mogu ispuniti zahtjeve za ravnomjernost prenesenog rotacijskog gibanja. U pogonu pogonskih upravljanih kotača, obrtni moment mora se prenositi jednakom brzinom na točkove koji se okreću oko uzdužne osi vozila pod kutom 40…45
˚.
Ispunjavanje takvih uslova može se osigurati kardanskim prijenosima sa šarkama jednakih kutnih brzina (SHRUS). Oni se ponekad nazivaju sinhronim kardanskim prenosima.
Vozilo sa prednjim pogonom obično koristi dva unutrašnja zgloba sa konstantnom brzinom koji su kinematički povezani sa prenosnikom i dva spoljašnja zgloba koja su pričvršćena na točkove. U svakodnevnom životu takve se šarke obično nazivaju "granate".
Do sredine prošlog stoljeća u dizajnu automobila često su se nalazili upareni kardanski zglobovi nejednakih kutnih brzina. Ovaj dizajn naziva se dvostruki kardanski zglob. Dvostruka šarka bila je značajna po glasnoći i povećanom trošenju igličasti ležajeviod u ravno kretanje automobila, ležajne igle nisu se okretale, a linije njihovog kontakta s kavezom i poprečnim dijelom bile su izložene značajnim kontaktnim naprezanjima, što je dovelo do trošenja, pa čak i poravnanja igala.
Trenutno su takvi ležajevi rijetki u automobilskom dizajnu.
Jednakost kutnih brzina pogonskog i pogonskog vratila promatrat će se samo ako su dodirne točke u zglobu kroz koje se presijecaju obodne sile u simetralnoj ravnini koja na pola dijeli kut između osovina. Svi CV zglobovi temelje se na ovom principu.
Kuglični zglobovi konstantne ugaone brzine
Najveću primjenu dobili su kuglični univerzalni zglobovi jednakih kutnih brzina. Među njima se najčešće mogu naći dizajni domaćih automobila weiss tip šarke sa pregradnim žljebovima.
Ovaj dizajn je 1923. godine patentirao njemački izumitelj Karl Weiss. Weiss šarke se široko koriste u sklopivim i nerasklopljivim verzijama na domaćim automobilima marki "UAZ", "GAZ", "ZIL", "MAZ" i nekih drugih. Zglobni zglobovi tipa "Weiss" tehnološki su napredni i jeftini u proizvodnji, omogućuju vam da dobijete kut između osovina do 32
°, međutim, životni vijek im je ograničen 30 ... 40 hiljada km kilometraža zbog visokih kontaktnih napona tokom rada.
Demontažna šarka ( sl. 1) je strukturiran na sljedeći način. Osovine 1
pogubljen šakama 2
i 5
u kojoj su izrezana četiri žljeba 3
... Kad su sastavljene, šake se nalaze u okomitim ravninama, a između njih u žljebovima 3
instalirane su četiri kuglice 7
.
Za centriranje šaka, u rupu napravljenu na jednoj od njih ugrađena je igla. 6
s loptom za centriranje 4
... Zbog aksijalnog kretanja, klin je fiksiran drugim klinom 6
nalazi se radijalno.
Središnje linije žljebova 3
rezati tako da kuglice 7
, predajne sile smještene su u simetrali (bisektorijalnoj) ravnini između osovina. Samo su dvije kuglice uključene u prijenos sile, što stvara velika kontaktna naprezanja i skraćuje životni vijek zgloba. Druge dvije kuglice prenose obrtni moment kada se vozilo kreće unatrag.
U drugim izvedbama, kontaktna naprezanja smanjuju se povećanjem broja kuglica koje istovremeno sudjeluju u operaciji, što neizbježno dovodi do komplikacija šarki.
Detalji kuglični zglob "Rceppa" (sl. 1, b) nalaze se u čaši 8
, koji u unutrašnjosti ima šest sfernih žljebova za ugradnju šest kuglica 7
... Sferična šaka ima iste žljebove. 10
, u zavojnu rupu u koju ulazi pogonsko vratilo kardanskog mjenjača. Lopte u jednoj simetralnoj ravni postavljaju se razdjelnim uređajem koji se sastoji od separatora 9
, vodič za čaše 11
i ručica za indeksiranje 12
.
Poluga ima tri sferne površine: krajnje površine ulaze u sjedala pogonskog i pogonskog vratila, a srednja - u rupu vodilice 11
... Poluga je oprugom pritisnuta na pogonsko vratilo 13
... Duljine krakova poluge su takve da kad se trenutak prenese pod kutom, okreće vodilicu 11
i separator 9
tako da svih šest lopti 7
su instalirani u simetralnoj ravni i svi opažaju i prenose napore. To vam omogućava smanjenje dimenzije zgloba i produžiti njegov vijek trajanja.
Šarka tipa "Rceppa" tehnološki je složena, ali je kompaktnija od šarke s utorima za nagib i može raditi pod kutom između osovina do 40 °. Budući da silu u ovom zglobu prenosi svih šest kuglica, to osigurava veliki prijenos obrtnog momenta u maloj veličini. Trajnost šarke "Rceppa" dostiže 100-200 hiljada km.
Još jedan loptasti kardan bearfield šarka predstavljeno na slika 1, c... Sastoji se od šolje 8
, sferna šaka 10
i šest lopti 7
stavljen u separator 9
... Sferna šaka 10
odgovara preko zavojitog dijela pogonskog vratila 16
i zaključan je prstenom 14
... Šarka je zaštićena zaštitom od prljavštine koja ulazi u unutrašnju šupljinu gumeni poklopac 15
.
Sve sferne površine dijelova šarke izrađene su duž različitih radijusa, a žljebovi imaju promjenjivu dubinu. Zbog toga, kada se jedna od osovina nagne, kuglice se potisnu iz srednjeg položaja i postave u simetralnu ravninu, što osigurava sinkrono okretanje osovina.
Šarke tipa Bearfield vrlo su učinkovite, izdržljive i mogu raditi pod uglovima do 45
˚. Stoga se široko koriste u pogonu upravljanih kotača mnogih prednjih pogona putnički automobili kao vanjska šarka ili, kako se još naziva, vanjska "granata".
Glavni razlog preranog kvara šarke je oštećenje elastičnog zaštitnog poklopca. Iz tog razloga, automobili visoka sposobnost terena često imaju čeličnu brtvu na poklopcu. Međutim, to dovodi do povećanja dimenzija spoja i ograničava kut između osovina na 40
°.
Kada koristite šarku tipa Bearfield, na unutarnjem kraju pogonskog sklopa mora se instalirati šarka konstantne brzine kako bi se nadoknadila promjena u duljini kardansko vratilo tokom deformacije elastičnog elementa ovjesa.
Takve funkcije kombiniraju se u univerzalnom kartonskom sklopu sa šest kuglica tip šarke "GKN" (GKN).
Aksijalno kretanje u GKN zglobovima osigurava se kretanjem kuglica duž uzdužnih žljebova tijela, dok potrebna količina kretanja određuje dužinu radne površine, što utječe na dimenzije zgloba. Maksimalno dozvoljeni kut nagiba vratila u ovom dizajnu je ograničen 20
°.
Tijekom aksijalnih kretanja kuglice se ne kotrljaju, već se klize u utorima, što smanjuje efikasnost šarke.
Ponekad ih ima u dizajnu modernih putničkih automobila kardanski zglobovi tipa "Lebro" (Loebro), koji su, poput GKN zglobova, obično instalirani na unutarnjem kraju pogonskog vratila, jer su u stanju kompenzirati promjenu duljine pogonskog vratila.
Lebro šarke se razlikuju od GKN šarki po tome što su žljebovi u šalici i zglobu rezani pod kutom 15-16
° na generatriku cilindra, a geometrija kaveza je ispravna - bez čunjeva i s paralelnim vanjskom i unutarnjom stranom.
Takva šarka ima manje dimenzije od ostalih šarki sa šest kuglica, osim toga, njezin je kavez manje opterećen, jer ne obavlja funkciju pomicanja kuglica u šakama.
Osnovna struktura ovih kugličnih zglobova prikazana je u slika 2.
Pogon na prednje točkove VAZ-2110
Pogon na prednje točkove VAZ-2110 ( sl. 3) sastoji se od osovine 3 i dva kardanska zgloba 1 i 4 jednake ugaone brzine. Osovina 3 desni pogon je napravljen od cijevi, a lijevi točak. Pored toga, osovine su različitih dužina. Na osovinu se stavlja zaštitni poklopac 6 , a zatim sklopljeni zglob sa mazivo fiksirana protiv aksijalnog kretanja sigurnosnim prstenom 5 . Zaštitne navlake pričvršćen stezaljkama 2 .
Unutarnja šarka (unutarnja "granata") 1 , koji je pleten s diferencijalom, je univerzalan, tj. osim što osigurava jednoliko okretanje osovina pod različitim kutom, omogućava vam povećanje ukupne dužine pogona, što je potrebno za pomicanje prednjeg ovjesa jedinica napajanja... To se događa zbog unutarnje površine kućišta šarke 1 ima cilindrični oblik, a žljebovi u njemu izrezani su uzdužno, što to omogućava interni detalji šarke za kretanje duž uzdužnih žljebova u aksijalnom smjeru.
Zglobovi sa stalnim kutnim brzinama
Na vozilima srednje i velike nosivosti marki "KamAZ", "Ural", "KrAZ" kardanski pogoni u pogonu prednjih točkova rade pod velikim obrtnim momentom. Kuglični zglobovi ne mogu prenositi velike obrtne momente zbog pojave značajnih kontaktnih naprezanja i ograničenja specifičnog pritiska kuglica na žljebove. Stoga koriste cam kardanske zglobove ( sl. 1, g). Slične šarke se ponekad ugrađuju na vozila s prednjim pogonom marke UAZ.
Cam kardanski zglob jednake ugaone brzine ( sl. 1, g) sastoji se od dvije vilice 18
i 20
koji su umetnuti u šake 2
i 5
sa žljebovima; disk je uključen u ove utore 19
... Prilikom prenosa obrtnog momenta i rotacije sa pogonskog vratila 17
na pogonskom vratilu kada se točak okrene, svaka od šaka 2
i 5
rotira istovremeno u odnosu na osu žlijeba vilice u vodoravnoj ravnini i u odnosu na disk 19
u vertikalnoj ravni.
Osi žljebova vilica leže u jednoj ravni koja prolazi kroz srednju ravninu diska. Te se osi nalaze na jednakim udaljenostima od mjesta presijecanja osa osovina i uvijek su okomite na osi osovina, pa se njihova tačka presjeka uvijek nalazi u simetralnoj ravnini.
Takav kardanski zglob zahtijeva povećanu pažnju na podmazivanju, jer je trenje klizanja karakteristično za njegove dijelove, što uzrokuje značajno zagrijavanje i trošenje površina trljanja. Trenje klizanja između dodirnih površina rezultira da zglob brega ima najmanju efikasnost od svih zglobova s \u200b\u200bkonstantnom brzinom. Međutim, sposoban je prenijeti značajan obrtni moment.
Druga vrsta zglobnog zgloba jednakih kutnih brzina je Tract zglob ( na slici), koja se sastoji od četiri utisnuta dijela: dvije čahure i dvije oblikovane šake, čije su površine trljanja podvrgnute brušenju.
Ako podijelimo kariku bregastog osovine duž osi simetrije, tada će svaki dio biti kardan nejednakih kutnih brzina s fiksnim osovinama zakretanja. U takvom dizajnu nastaju i značajne sile trenja pri klizanju koje smanjuju efikasnost šarke.
Trokraki zglobovi s konstantnom brzinom
U trokrakom zglobu ( na slici) obrtni moment iz pogonskog vratila prenose tri sferna valjka, koji su postavljeni na radijalne klinove, kruto povezane sa kućištem zgloba pogonskog vratila. Šiljci su nagnuti jedan prema drugom 120 ˚. Sferni valjci se najčešće postavljaju na klinove pomoću igličastih ležajeva.
Pogonsko vratilo ima vilicu s tri valjka, valjci ulaze u cilindrične žljebove. Kada se obrtni moment prenosi između nesvrstanih osovina, valjci klize duž žljebova i istovremeno klize u radijalnom smjeru u odnosu na klinove. Granični kut između osi vratila do 40 ˚.
Karakteristika trokrakog zgloba je da se, za razliku od zglobnih zglobova, prenos obrtnog momenta sa pogonskih elemenata na pogonske ne događa u ravni simetrale, već u ravni koja prolazi kroz osi klina. Jednakost brzina rotacije pogonskog i pogonskog vratila osigurava se za svaki međusobni raspored njihovih osi.
Razmatra se kardanski zglobglavna jedinica za pogonski dio, koji je dio osovine elise. Ova šarka je isporučena apsolutno s bilo kojim preinakama, dok pruža obrtni moment od pedeset, sto šezdeset, dvjesto pedeset, četiristo, šeststo trideset i hiljadu N m za poljoprivredna vozila, kao i za vozila s posebnom namjenom.
Za poljoprivredna vozila kardanski zglob u potpunosti osigurava svoj prijenos pri okretnom momentu pri takvom broju okretaja u minuti kao hiljadu dvjesto pedeset. Radni kutni nagib je do dvadeset dva stepena. Ako postoji želja za dobivanjem detaljnijih i tačnijih informacija o ovim vrijednostima, to se može naći u skladu s GOST 13758-89.
Kardanski zglob pruža sigurnost u obrtnom momentu u odnosu na osovine čije se osi sijeku direktno pod kutom. Kardanske zglobove odlikuju ugaone brzine: jednake i nejednake. Spojevi jednake brzine Ovisno o njihovom dizajnu, oni se dijele na: plan kuglice, s pregradnim žljebovima, brijeg i dvostruki plan, i plan kuglice s posebnom polugom za razdvajanje. Šarke s nejednakom kutnom brzinom su ili elastične ili krute.
Kardanski zglobovi elastičnog plana daju svoj učinak u odnosu na osi i osovine koje se sijeku pod uglom od dva i tri stupnja ili malo više. Od deformacija elastične prirode na veznim elementima, oni počinju obavljati funkcije s dodatnim prigušivačem u torzijskim vibracijama.
Kardanski zglobovi krutog plana nejednake brzine daju svoj obrtni moment prvo jednom vratilu, a zatim drugom. To se događa izravno kroz prilično fleksibilne spojeve u krutim dijelovima. Takva na šarkama se nalaze dvije vilicekoji imaju cilindrične rupe. Sadrže krajeve veznih elemenata, koji se nazivaju križevi. Dvije vilice prilično se čvrsto uklapaju u osovine. Kad se osovine okreću, neki krajevi na pauku počinju se migoljiti u ravnini koja je okomita na os osovine.
Poprečni kardanski zglobovikoriste se isključivo kako bi se osiguralo da mehanička veza između radilice i glavne pogonske osovine bude prilično jaka, dobra i fleksibilna. Veza prije svega mora biti fleksibilna, jer u ovom slučaju dolazi do stalnog kretanja u području prednjeg dijela osovine u odnosu na karoseriju automobila vozilo u trenutku kada je u pokretu. Sastav takvog univerzalnog zgloba sljedeći: križ, koji se sastoji od četiri klinca, čaša, brtvila, igelnih ležajeva i kolutića. U osnovi, takve šarke služe vrlo dugo, ponekad mogu i nadživjeti sam automobil, ali vrijedi uzeti u obzir da loše ceste vrlo negativno utječu na šarku u obliku križa, gdje se visina tijela često može promijeniti u odnosu na cestu, gdje se javljaju značajna opterećenja promjenjive prirode. Dakle, u takvim uvjetima funkcioniranje šarke naglo se pogoršava i to može dovesti do njenog kvara. Za takve nepovoljne uvjete postoji izdržljiva vrsta kardanske osovine koja je opremljena dvostrukim poprečnim kardanskim zglobovima. Sa takvim kardanski zglobovaj problem nema određeno značenje.
Kardanski prijenos
:
1 - elastična spojnica;
2 - pričvrsni vijak elastična spojnica na prirubnicu;
3 - presjek;
4 - uljna zaptivka;
5 - sigurnosni prsten;
6 - ležaj poprečnog presjeka;
7 - matica;
8 - elastična prirubnica spojnice;
9 - uljna zaptivka;
10 - držač uljne brtve;
11 - sigurnosni nosač;
12 - vijak za pričvršćivanje nosača na srednji nosač;
13 - prednji kardansko vratilo;
14 - srednji nosač;
15 - srednja podrška;
16 - vilica prednjeg vratila propelera;
17 - stražnja osovina propelera;
18 - vilica stražnje osovine propelera;
19 - prirubnica pogonskog zupčanika glavnog zupčanika;
20 - matica;
21 - vijak vilice
U automobilskim mjenjačima, kardanski pogoni se koriste za prijenos momenata između vratila, čije osi ne leže na jednoj ravnoj liniji i mijenjaju svoj položaj u prostoru. Općenito se kardanski prijenos sastoji od kardanske osovine, kardanski zglobovi, srednji nosači i spojni uređaji.
Po dogovoru se kardanski pogoni klasifikuju u zatvoreno i otvoren.
Zatvoreni kardanski prenos postavljen unutar cijevi. Cijev može apsorbirati sile i reakcije koje se javljaju na pogonskoj osovini i služiti kao vodič ovjesa. U takvom kardanskom prijenosniku koristi se samo jedan zglob, a neravnomjerno okretanje kardanskog vratila kompenzira se njegovom elastičnošću. Poznati dizajni u kojima ulogu kardanskog vratila vrši torzijska šipka (elastična osovina malog promjera), dok nema kardanskih zglobova.
Dizajn srednje podrške:
1 - utikač;
2 - elastični jastuk;
3 - srednji potporni ležaj
Otvoreni prenos nema cijev, a reaktivni moment zauzimaju opruge ili mlazni potisak... Kardanski prijenos mora imati najmanje dvije šarke i kompenzacijsku vezu, jer se udaljenost između povezanih jedinica mijenja tijekom kretanja. Na automobilima sa dugim međuosovinskim rastojanjem koristi se kardanski prijenos koji se sastoji od dvije osovine. Ovo isključuje mogućnost podudaranja kritične ugaone brzine vratila s operativnom. Smanjivanjem dužine vratila povećava se njegova kritična brzina, koja bi trebala biti najmanje 1,5 puta veća od najveće moguće tokom rada. Dizajn pogonskog vratila sa dvostrukom osovinom zahtijeva primjenu srednja podrška jedno od vratila čiji je ležaj ugrađen u elastični prsten kako bi se nadoknadilo moguće aksijalno kretanje pogonske jedinice na okviru ili tijelu.
Uz svu raznolikost dizajna i kinematičkim karakteristikama i dopuštenim uglovima između vratila, univerzalni zglobovi se mogu klasificirati kao što je prikazano u tablici.
Univerzalni spoj nejednakih kutnih brzina izumljen je u 16. vijeku. Talijanski matematičar Girolamo Cardano prvobitno je pronašao primjenu za vješanje lampiona u kočije. Kasnije je engleski naučnik Robert Hooke dao matematički opis kinematike ovog mehanizma.
Detalji kardanskog prijenosa (a) i graf zavisnosti kutnih brzina (b):
1 - vilica s prorezima;
2 - ploča u obliku slova U;
3 - podloška za zaključavanje;
4 - presjek;
5 - vilica stražnje osovine propelera;
6 - stražnja osovina propelera;
7 - prirubnica pogonskog zupčanika glavnog zupčanika;
8 - zadnji kardanski zglob;
9 - igličasti ležaj;
10 - potporni prsten;
11 - vijak; 12 - brtveni prsten;
α
- kut rotacije pogonskog vratila;
β
- kut rotacije pogonskog vratila;
γ
- kut između osovina
Analiza sheme kardanskog zgloba pokazuje da se pri konstantnoj kutnoj brzini pogonskog vratila pogonsko vratilo ciklično okreće: u jednom okretaju dva puta zaostaje i dva puta prelazi pogonsko vratilo. U ovom slučaju, s povećanjem kuta γ između vratila, neravnina rotacije se brzo povećava. Da bi kardanski prijenos sa zglobovima nejednakih kutnih brzina mogao prenositi sinkronu rotaciju između osovina povezanih jedinica, mora se sastojati od nekoliko zglobova, čiji će relativni položaj kompenzirati neravnomjeran prijenos rotacije svakog zgloba. Iz tog razloga minimalni broj zglobova trebao bi biti 2. Istovremeno, u kardanskom prijenosniku s dva zgloba moraju biti ispunjeni sljedeći zahtjevi za raspored:
- vodeće vilice su smještene jedna pod drugom pod uglom od 90 °;
- kutovi između osovina u oba zgloba γ1 i γ2 jednaki su jedni drugima;
- sva vratila leže u istoj ravni.
Univerzalni zglob nejednakih kutnih brzina
Za kardanske prijenosnike koji imaju više od tri nejednake kutne brzine zglobova, sinkronizacija rotacije osovina povezanih jedinica postiže se određenim odnosom kutova između osovina svih zglobova, omjerom ovisno o broju zglobova. Kardanski spoj nejednakih kutnih brzina sastoji se od dvije vilice, u cilindrične rupe u koje su umetnuti krajevi križa. Vilice su čvrsto pričvršćene na osovine. Kada se osovine okreću, krajevi poprečnog krila pomiču se u odnosu na ravninu okomitu na osovinu osovine.
Poprečni kardanski zglob mora biti strogo centriran kako bi se eliminirala promjenjiva neravnoteža kardanskog vratila tijekom njegove rotacije. Centriranje se postiže preciznim lociranjem nosača ležajeva pomoću obujmica ili poklopaca koji se pričvršćuju na osovinske vilice. Minimalni kut između osovina mora biti najmanje 2 °, u protivnom se igle deformiraju ograde presjeka i šarka se brzo urušava (fenomen brinelling).
Razvoj dizajna kardanskih zglobova nejednakih kutnih brzina slijedio je put smanjenja gubitaka povezanih s rotacijom krajeva poprečnog presjeka u rupama vilica. U izvedbama prvih šarki, krajevi križa bili su postavljeni na klizne ležajeve. Uzimajući u obzir činjenicu da broj zglobova u prenosu višeosovinskih vozila može premašiti dva tuceta, upotreba kliznih ležajeva u njima može značajno smanjiti ukupnu efikasnost prenosa. U kardanskim zglobovima moderni automobili koriste se samo igličasti valjkasti ležajevi.
U prethodnim dizajnom korišćena su maziva koja su se periodično obnavljala posebnim uljem. Kardanski zglobovi modernih automobila obično se pune visokokvalitetnom mašću koja se ne zamjenjuje tijekom montaže i rada.
U mehanici već postoji veliki broj tehničkih uređaja koji su sposobni pretvoriti gotovo bilo koju količinu energije u prikladniju za nas ili za druge. tehnički uređaji... Ovaj članak raspravljat će o tome što je kardanski prijenos i koju ulogu on ima u automobilskoj industriji?
Šta je kardan?
Kardanski prijenos naziva se specijalnim mehanički uređajdizajniran za prenos obrtnog momenta između osovina koja se sijeku u središtu kardana. Glavna karakteristika ova vrsta prijenosa je da se osovine imaju mogućnost kutnog kretanja, što je vrlo važno za primjenu u mnogim automobilima.
Kardan se sastoji od dva vratila s posebnim vilicama na krajevima. Te su vilice pričvršćene preko osovina na zajednički prenosni centar. Dakle, s kutnom promjenom položaja, osovine se mogu slobodno okretati, svaka u svom položaju.
U početku je osovina propelera bila instalirana na pogon na zadnje točkove i vozila sa pogonom na sva četiri točka... Dozvoljeno je od poprečnog presjeka mjenjača do stražnje osovine, kao i od prijenosnika do razvodne kutije prednja brzina... Činjenica je da leđa ili prednja osovina pričvršćen za ovjes vozila koji se neprekidno kreće. Dakle, ispada da promjena položaja mosta zahtijeva i promjenu položaja gonjenog vratila. Tu pomaže kardansko vratilo, koje ne samo da će prenositi potreban obrtni moment, već će biti i dodatak ovjesu automobila.
Drugi mehanizam u kojem se gimbal također aktivno koristi je upravljanje... Sada gotovo svi automobili imaju takozvani sef upravljački stupkoji se brzo preklopi u slučaju nesreće i ne ošteti noge vozača. Sve se to postiže njegovom sposobnošću promjene kutnog položaja u bilo kojem kutnom položaju u odnosu na drugu osovinu.
Video - Princip kardanskog prenosa
Zašto se kardansko vratilo ne koristi umjesto CV zglobova?
Činilo bi se sasvim logičnim pitanjem. Ako se osovina propelera ima mogućnost okretati čak i kad se kut vratila međusobno promijeni, zašto ga onda ne koristiti u automobilima s prednjim pogonom?
Prije nego što odgovorite na ovo pitanje, potrebno je razmotriti jedan od značajnih nedostataka ove vrste prijenosa. Sastoji se u asinhronoj rotaciji jednog od vratila. Činjenica je da ako se, na primjer, pogonsko vratilo okreće jednakom brzinom, tada će se pogonsko vratilo nužno okretati neravnomjerno. U automobilima s pogonom na prednje kotače najvažniji je prijenos sinkronog momenta na pogonske prednje kotače, pa se tamo koriste složeniji analozi kardanskog zgloba - SHRUS.
Unatoč tomu, unatoč tom nedostatku, može se zaključiti da se to lako može eliminirati ako se na svako vratilo ugrade posebni upareni spojevi, što će izjednačiti sinkronizaciju rotacije, doduše ne na apsolutno, ali barem približno jednake dimenzije.
SHRUS je, međutim, vrsta kardanskog vratila i ima složeniji dizajn i još jedan značajan nedostatak - nemogućnost okretanja točkova pod uglom od 70 stepeni. S druge strane, zglob je puno bolji od konvencionalnog univerzalnog zgloba, ali ima i svojih nedostataka.
- Prvo, "granate" imaju niži vijek trajanja od kardana i vrlo često otkazuju.
- Drugo, pouzdanost pričvršćivanja šarke i kardan - ovdje kardan sigurno pobjeđuje, jer ima deblju metalnu strukturu.
U procesu rada na pogon na zadnje točkove, kardan ima sposobnost stvaranja određenih vibracija tokom vožnje dalje visokih okretaja... Ovi nedostaci se smanjuju korištenjem dvije kardanske osovine odjednom. Povećanje broja brzina dovodi do uglađenijeg kretanja i kod savladavanja različitih neravnih površina puta.
Svi priključci na mjenjač su podmazani ulje za prenos... U nekim prijenosnicima, takva osovina je umetnuta direktno u zupčanik, gdje je ovaj element podmazan.
Prečka i osovina propelera ojačani su igličnim ležajevima koji smanjuju trenje pri okretanju i promjeni kutnog položaja jedne od osovina.
Neispravnosti vratila propelera
Tijekom rada osovine vijka možete uočiti određenu listu kvarova. Prva vrsta može se pripisati raznim vibracijama, koje su uzrokovane savijanjem i neravnotežom osovine propelera. Savijanje može nastati zbog neuredne i agresivne vožnje po neravnom površina ceste... Drugi kvar možemo nazvati udarcima koji se pojavljuju u procesu kardanskog rada.
Sve ove nevolje imaju štetan utjecaj ne samo na stanje osovine elise, već i na prijenosnik, kao i na mjenjač. stražnja osovina... Zapravo je udaranje osovine vijka vrlo opasna pojava, jer ako se pričvršćivači potpuno istroše ili se neki dio polomi, automobil će postati potpuno imobiliziran.
Gdje se još koristi kardanski pogon?
Kardanski pogon našao je široku primjenu ne samo u automobilskoj industriji, već i u instrumentalnom dijelu bilo koje automehanike. Tako se, na primjer, pojavio poseban nastavak za odvijač koji ima kardanski metod za prenos obrtnog momenta. Takav odvijač pomaže da se lako odvrnu one matice ili vijci koji su zategnuti na onim mjestima na kojima je uobičajenim alatom problematično, a ponekad i nemoguće.
Ovo je možda sve što trebate znati o pogonu. Pri rukovanju takvim elementima mora biti pažljiv. Činjenica je da kada se bilo koji dio kardana promijeni ili deformira, on počinje raditi neravnomjerno, te, prema tome, postepeno troši prijenosnik i poprečni dio zadnji stupanj... Ako imate, možete sami rastaviti i sastaviti pogonsko vratilo minimalni set alata i posebne opreme.
