Kardanski prenos
Splošne informacije o kardanskih pogonih:
Vmesno orodje na avtomobilih na traktorjih prenaša navor, če je vmesno orodje nameščeno med enotami, ki so trdno povezane z okvirjem ali ohišjem avtomobilov, potem kot med osi njihovih gredi pri poševnem okviru ne sme biti večji od 2-3 stopinj. Če med vožnjo vozilo ena ali obe povezani enoti se premikata skupaj s kolesi (mostovi), nato se kot med osi gredi teh enot poveča, doseže v območju od 15 do 20 stopinj, pri terenskih vozilih pa meja doseže od 30 do 45 stopinj. Vmesne povezave ali prenosi vključujejo:
Kardanski zobniki enakih in neenakih kotnih hitrosti
Zanje se nalagajo naslednje zahteve:
Prenos navora brez ustvarjanja dodatnih momentov upogibanja in sukanja
Vibracije in osne obremenitve
Zagotavljanje enakosti kotnih hitrosti
Tiho delovanje
Vmesne prestave glede na njihov namen, to je glede na prenos navora, delimo na:
Elastične povezave
Kardanski prenos
Spoji s konstantno hitrostjo
Kardanski pogoni avtomobilov in traktorjev so sestavljeni iz naslednjih glavnih delov:
Elastične povezave (mehki kardanski priključki)
Med prenosnimi elementi so nameščeni elastični priključki za zmanjšanje dinamičnih obremenitev z močnim povečanjem, blažilnimi tresljaji in torzijskimi tresljaji, to je za ublažitev nihanj obremenitve. Najpogosteje se kot elastični element uporabljajo gumijaste blazine ali puše. Najpogostejši elastični sklepi so dveh vrst:
Z elastičnim diskom
Z gumijasto-kovinsko pušo
Z elastičnim diskom deluje zadovoljivo pod kotom od 2 do 5 stopinj
Z gumijasto-kovinskimi pušami, katerih število je izbrano od 4 do 8 stopinj, odvisno od vrednosti oddanega navora in glede na vrsto cestne površine obratovalni pogoji itd. Sprejemljiv kot med gredmi v gumijasto-kovinskem tulcu kardan poveča na 12 stopinj. Fizične in mehanske lastnosti gume, ki se uporablja v gumijasto-kovinskih pušah, so naslednje:
Natezna trdnost mora biti od 150 kPa
Raztezek najmanj 350%
Asinhroni kardanski.
Kardanski pogoni so sestavljeni iz enega ali dveh kardanskih spojev. Šarnir je del vilice v obliki vilic, povezan s križci in služi za povezavo vhodne in izhodne gredi ter za prenos navora.
Delovni pogoji kardanski prenos so določene s kotom med osmi njihovih gredi: večji kot je, težji so obratovalni pogoji. Učinkovitost se močno zmanjša, odvisno od zunanjih dejavnikov. Ko se gredi zasukajo pod kotom, se prečka niha na konicah znotraj kota, kar povzroči neenakomerno vrtenje gredi z enakomernim vrtenjem vhodne gredi. Za kateri koli položaj gredi je enakost enaka:
Kje so vogali obračanje glavnega in suženjskega. Notranje vilice tečajev so nameščene na gredi v eni ravnini, medtem ko so označene z oznako. Če so koti enaki, to je a1 \u003d a2, je zagotovljeno sinhrono vrtenje celotnega sistema. Kardanski prenos je kombinacija kardanskih zgibov in kardanskih gredi, ki je zasnovan ali uporabljen za povezovanje prenosnih enot, katerih osi se ne ujemajo, pa tudi za prenos navora. Vsak tečaj je sestavljen iz vilic, prečnika, igelnih ležajev, katerih stekla so pritrjena s pokrovi in \u200b\u200bvijaki. V križu je včasih na voljo oljnik in dolgotrajna mast se črpa v ležaj. Aksialno gibanje kardanske gredi se izvede z uporabo premičnega zgloba, premični zglobi so lahko s kotalnim trenjem. Njihovi delovni elementi, to so kroglice ali valji, imajo valjasto ali sferično površinsko obliko in se premikajo v žlebovih ustreznega profila.
Pri izvedbah kardanskih pogonov se najpogosteje uporabljajo premični zglobi z drsnim trenjem. V tem primeru so gredi izdelane z enojnimi evolventnimi ali pravokotnimi profili. Za povečanje odpornosti proti obrabi so zatiči prekriti s polimernimi materiali proti trenju; med vrtenjem ali pri prenosu navora na večjo razdaljo se uporabljata dve kardanski gredi s tremi tečaji in z vmesnim nosilcem ene od gredi (zunanji ležaj).
Tečaji enakih kotnih hitrosti - tečaji se uporabljajo predvsem pri prenosu navora na pogonska krmiljena kolesa. V tem primeru je zagotovljeno enakomerno vrtenje koles pri velikih različnih kotih med gredmi. Pri vgradnji CV-zgiba bodo kotne hitrosti z njimi povezanih gredi enake za vsako njihovo kotno gibanje. CV spoji (sinhroni zglobi) se razlikujejo po vrsti delovnih elementov, dvojni univerzalni zgibi s prečnimi in igelnimi ležaji, kroglični zgibi s 4, 6 kroglicami, kolut. Krogelni zglobi z ločilnimi utori in pregradno ročico se pogosto uporabljajo pri terenskih vozilih
Zvezna agencija za šolstvo
Sibirska državna avtomobilska in avtocestna akademija (SibADI)
Oddelek "Avtomobili in traktorji"
VOZNI PRENOS
Metodična navodila za izvajanje laboratorijskih vaj iz discipline "Konstrukcija avtomobilov in traktorjev" za študente specialnosti 190100
Sestavil A. M. Zarshchikov
NJIM. Knyazev
I.V. Khamov
Založba - SibADI
Recenzent dokt. tiste. Znanosti, prof. V.V. Evstifeev
Delo je odobril znanstveno-metodološki svet specialnosti "Avtomobili in avtomobilska industrija" kot smernic do izvajanja laboratorijske vaje v disciplini "Konstrukcija avtomobilov in traktorjev" za študente specialnosti 190100.
Kardanski prenos: Metodična navodila za laboratorijske vaje v disciplini "Konstrukcija avtomobilov in traktorjev" za študente specialnosti 190100 / Komp.: A.M. Zarshchikov, I.M. Knyazev, I. V. Khamov - Omsk: Založba SibADI, 2013. - 18 str.
Upoštevajo se različice kardanskih prenosov avtomobila, njihovo delo. in računski elementi.
Il. 15. Bibliografija: 3 naslovi.
© Sestavil A.M. Zarshchikov, I.M. Knyazev, I. V. Khamov
2013 G.
1. OSNOVNE DOLOČBE …………………………………… ...… ... 4
1.1. Klasifikacija kardanskega prenosa ..… .. ………………………… ... 4
1.2. Kinematika Hookejevega asinhronega univerzalnega sklepa …………… .9
1.3. Kritična frekvenca vrtenja kardanskega prenosa (KCHV) ......... 13
2. NAROČILO IZVAJANJA DELA ……………………………… ... 15
3. NADZORNA VPRAŠANJA ………………………………………… 15
LITERATURA ……………………………………… ..... 16
Namen dela: preučiti zgradbo in delovanje avtomobilskega kardanskega menjalnika.
Oprema: stojalo z modelom kardanskega menjalnika na osnovi Hookovega asinhronega tečaja.
OSNOVNE DOLOČBE
1.1. Klasifikacija pogonskih sklopov
Kardanski pogon se uporablja za prenos pretoka moči med prenosnimi enotami, katerih medsebojni linearni in kotni položaj se med delovanjem spreminja.
Zahteve za pogonski sklop
Zagotovite sinhrono povezavo kotnih hitrosti vrtenja pogonskih in gnanih členov.
Dovoli, da med osi gredi odstopajo koti, ki med delovanjem presegajo največje možne.
Kritične hitrosti morajo v celotnem obdobju delovanja presegati največje možne.
Zagotovite delno dušenje dinamičnih prenosnih obremenitev.
Preprečite pojav hrupa in vibracij v celotnem območju obratovalnih hitrosti.
Razvrstitev:
1. O kinematiki:
Spoji z enako hitrostjo (CV spoji).
Neenaki kotni zglobi.
2. Po zasnovi:
S preprostimi univerzalnimi zglobi (slika 1. Hookov zglob). To so zglobi z neenako kotno hitrostjo (asinhroni).
Zglob s konstantno hitrostjo (CV zglob) z delilno ročico tipa "Rcepp" (slika 2.).
Kroglični zglobi enake kotne hitrosti z indeksirnimi kraki ali indeksnimi utori (slika 3).
Slika: 1. Hookejev asinhroni kardan
Slika: 2. Šarnir konstantnih kotnih hitrosti z ročico za indeksiranje:
1 - gnana gred; 2 - delilna ročica; 3 - sferična skodelica (del gnane gredi); 4 - sferična pest (na zglobih pogonske gredi); 5 - pogonska gred; 6 - sferični ločevalnik krogel; 7 - kompresijska vzmet za namestitev vzvoda brez zračnosti
Najbolj razširjeni so CV zgibi z utornimi nakloni. Na sodobnih domačih avtomobilih se pogon na sprednja kolesa izvaja prav s takšnimi tečaji. Zunaj (blizu kolesa) je običajno Beerfieldov šeststopenjski zglob. Omogoča vam obračanje krmilnega kolesa do 45 0.
Na sl. 3a prikazuje risbo tečaja, sl. 3b diagram tečaja in namestitev krogle 2 v telo 1 in zglob 4. Pod številko 3 je prikazan sferični separator, ki se istočasno poveže s sferično površino telesa 1 po polmeru R 2 in sferična površina pesti 4 vzdolž polmera R 1. Gred 5 je z notranjim tečajem povezan glavna prestava, pogonsko kolo avtomobila pa je pritrjeno na gred, ki prihaja iz ohišja 1.
Slika: 3. Spoj enakih kotnih hitrosti z žlebovi nagiba
Notranji tečaj (slika 4), prav tako enakih kotnih hitrosti, omogoča tudi spreminjanje dolžine pogona, da se kompenzira gibanje vzmetenja in se vzdolžno premika. Zato se imenuje univerzalno.
Slika: 4. Notranji univerzalni zglob CV
V njem ima separator 4 različna središča zunanje in notranje krogle. Poleg tega krogla ločevalnika, ki se spoji s ohišjem 1, preide v svojem ozkem delu na splošno stožčasto površino. Utori v telesu 1 in pesti 3 so vzdolžni, zato se krogla ne le valja, temveč tudi zdrsne med vzdolžnim premikanjem gredi s pestjo 4. Največji kot naklon takega tečaja v zvezi z zgoraj navedenim ne presega 20 0.
Univerzalni zglobi s tremi hrbtenicami z enakimi kotnimi hitrostmi (slika 5):
Slika: 5. CV-zgib s tremi čepi
a) toga (spreminja le kot med jaški, zato stoji zunaj (slika 5);
b) univerzalni zglob istega tipa omogoča pogonu vzdolžne premike, da kompenzira premikanje iz vzmetenja.
Valji 3 so nameščeni na treh konicah 2, ki se prevrnejo čez vilice 4. Poleg tega se valj lahko premika vzdolž konice 2.
Tovrstni zglobi zaradi večje obremenitve delov so bili malo porazdeljeni.
Odmikač (slika 6.) in diski (slika 7.) CV spoji.
Slika: 6. Kamera SHRUS
Slika: 7. Zglob diska CV
3. Po torzijski togosti:
S togimi tečaji.
Z elastičnimi tečaji.
4. Z mejnim kotom odstopanja:
S polnimi kardanskimi gredmi (kot odklona nad 40 0). Ti tečaji so obravnavani zgoraj.
S polkardanskimi zglobi (koti ne presegajo 1,5 ... 2,0 0, slika 8).
Slika: 8. Polkardanski sklep
Srednja gred na sl. 8. Na robovih ima zobniška kolesa, s katerimi se ujema zobniške sklopke, ti pa z zobmi prekrivajo zobnike pogonske (leve) in gnane (desne) gredi. Pri vsakem zobniku je možna rahla neusklajenost, zaradi česar je mogoče doseči majhno kotno odstopanje gnane gredi glede na pogonsko. Ker pa so menjalniki poševni, se hitro in neenakomerno obrabijo.
Elastične sklopke spadajo tudi v polkardanske spoje.
Štirikolesni pogon pomeni, da se navor dovede na vsako kolo. Poleg tega, da se kolo lahko premika in obrača glede na telo
Pravzaprav pogon vrti kolesa. Na zaslonu armaturna plošča vaš SUV prikaže animirano sliko porazdelitve oprijema vzdolž osi in koles, natančno ponavlja pravi sistem gredi pod njegovim dnom. Te gredi so debele kovinske palice ali cevi s tečaji. Šarnir omogoča prenos vrtenja pod kotom: kolesa skupaj z vzmetenjem gredo navzgor in navzdol, sprednja pa se obračajo tudi pod spodnjim kotom.
PRVI SHAINI
Sprva so v svetu pogona prevladovali usnjeni pasovi, enaki tistim, ki se uporabljajo v obdelovalnih strojih. Pri takrat nizkih vrtljajih in smešni moči motorja je bilo to še vedno v redu, a z naraščanjem hitrosti so postale priljubljene valjaste verige s premičnimi členi. Prenos na zadnjem delu avtomobila se je končal s konvencionalno osjo, trdno pritrjeno na okvir. Namesto koles so bili na njegove konce pritrjeni pogonski zobniki, na kolesa, obešena na vzmeti, pa gnani. Za par zadnja kolesa obstajala sta dva mostova - vodilni in viseči, prosti ohlapnost verig pa je slednjim zagotavljala nekaj gibljivosti. Vožnja prednjih vrtljivih koles z njihovo pomočjo ni prišla v poštev.
Ta shema je bila zaradi svoje okornosti in nezanesljivosti hitro opuščena in začeli so pripravljati bolj popolne.
KJE SO JAKNE?
Neenakomerna kotna hitrost se nanaša na vrtenje, pri katerem se kolo nenehno pospešuje in upočasnjuje vsako četrtino obrata. Poleg neprijetnih učinkov na krmiljenje in vzmetenje (sunkovitost) je delo z neenakomerno kotno hitrostjo polno hitre obrabe celotnega menjalnika. Neenakomerno vrtenje kardanskega menjalnika je večje, večji kot je med osmi njegovih gredi. V tem primeru se vodilni del tečaja enakomerno vrti.
KARDANO IN LEONARDO
Samo pomislite, načelo kardanskega prenosa je podrobno opisal Girolamo Cardano v 16. stoletju, prvič pa ga je omenil Leonardo da Vinci! Eno pa je, če si nekaj izmislite, nekaj povsem drugega pa je utelešiti v kovini.
Prvi kardanske gredi naselili na avtomobile v prvem desetletju dvajsetega stoletja. Med vsemi danes uporabljenimi zobniki je kardan najpreprostejši. Štirje igelni ležaji in pajek. Njegovo preprostost kompenzira ena pomembna pomanjkljivost: majhni delovni koti. Do 12 stopinj se še vedno vrti bolj ali manj gladko. Višje - s kreteni. Le malo ljudi ve, da je tudi brez kotne razlike za kardan škodljivo delo: pritrjene igle ležajev naredijo utore v nosilnih zatičih križcev, kar odvzame gibljivost spoja. Zato je univerzalnim zgibom običajno dodeljen majhen (1,5–2 °) delovni kot.
Kardan je primeren za vožnjo počasnih zadnjih koles, kaj pa prednja kolesa, kjer so koti obračanja pogosto blizu 30 stopinj?
AT sprednja os znani Jeep že vrsto let živi z dvojnimi kardanskimi zglobi. Genialno preprosta rešitev - delitev delovnega kota na polovico med dvema tečajema - ima dve opazni pomanjkljivosti: obsežnost konstrukcije in vsi enaki sunki z volanom, kolikor je bilo mogoče. Treba je bilo izmisliti nekaj radikalno novega.
PARALELE SE NE POVEZUJEJO
V običajnih kardanskih gredih za pogonske osi se uporabljata dva križa, katerih ušesa se nahajajo na eni gredi v isti ravnini. Sami gredi so po možnosti nameščeni tako, da so osi izhodne gredi razdelilnika (ali menjalnika) in os pogonske gredi zadnja prestava bili vzporedni. Enaki, vendar večsmerni koti naklona takih križišč kardanska gred prispevajo k kompenzaciji kotnih pulzacij. Eden od razlogov za nastanek neodvisnega zadnje vzmetenje dejstvo, da se njihov menjalnik skoraj ne premika glede na preostali del menjalnika. Koti kardanski sklepi v tem primeru nespremenjena in minimalna.
Zveza igel. Brez tečaja enostavnejši prečniki kardan.
Toda osnovna konstrukcija vključuje operativne subtilnosti.
Štiri igelne ležaje potrebujejo mazanje -
tovarniško nastavljen ali med vožnjo občasno dopolnjen
Vzporedno. Dvojni prečnik vam omogoča razdelitev škodljivega kota
enako med polovicama tečaja.
Groba odločitev "na glavo" se je izkazala za učinkovito in
precej proračunsko, a okorno
SVET DROBNIH ŽOG
Prvič prenesite vrtenje z enako kotno hitrostjo in ga zamenjajte kardanski ležaji Nemški izumitelj Karl Weiss je v začetku dvajsetih odkril premične kroglice. Njegov izum, prvi CV zgib, je bil sestavljen iz dveh vilic na koncih dveh gredi, v seznanjenih utorih, od katerih so se valjale štiri kroglice. Peta žoga na sredini je služila kot tečaj, proti kateremu so se gredi nagibale. Nekaj \u200b\u200bčasa kasneje je patent Weissa kupilo podjetje ameriškega izumitelja in industrijalca Vincenta Huga Bendixa in še vedno lahko vidimo CV-spoje Bendix-Weiss, na primer na sprednji osi UAZ-a.
Ta zasnova je zelo primerna za prenos močnega navora v težkih terenskih vozilih, vendar ima kljub temu majhne vire in opazne izgube pod velikimi koti zaradi majhne skupne kontaktne površine (hkrati delujeta le dve krogli). Pot izboljšav vogalni spoji postalo očitno: povečanje števila delov za stike.
Znani Bendix. Oblika tečajev lastnikom dobro znana
UAZ-ji in dobra polovica drugih športnih terencev.
Preprosto, tehnološko napredno in poceni. Ena težava - samo dve žogi
hkrati oddajajo vrtenje, zaradi česar je delovna površina majhna
VEČJE JE BOLJŠE
Leta 1936 je izumitelju Alfredu Rceppu uspelo doseči edinstvenost brez primere kotna hitrost gredi. Sestavine za uspeh so šest kroglic namesto štirih, sferični tečaj in dolgi vodilni utori. Danes najpogosteje temu pravimo ta tečaj CV zglob - tečaj enakih kotnih hitrosti. Strogo rečeno, v tečaju Rceppa so komaj opazni sunki, ki pa so tako majhni, da jih je mogoče celo z ogromnim delovnim kotom 40 stopinj po standardih pogonov zanemariti. Vendar pa so te tečaji svet osvojile dokaj počasi: za izdelavo zapletenih prostorskih delov - notranjih in zunanjih kletk, kletke z luknjami, natančnih sferičnih dvojnikov - je bila potrebna najbolj natančna oprema in visokokakovostni materiali. Toda ravno CV spoji "Rceppa" in njihovi različni potomci ("Bearfields" in GKN) zdaj vladajo oddaji v sistemih pogon na vsa kolesa... Znana nam "granata" v pogonu je prav ta, šestčestna sklopka Rceppovska.
PREKLETSTVO KARDANA
Problem neenake kotne hitrosti je dobro znan lastniki lade 4 × 4 in Chevrolet niva... Kardanski zglob med menjalnikom in prenosnik stara različica menjalnika je skupaj z vplivom dvoosnih pogonov vir najbolj neprijetnih vibracij športnega terenca. Enega dobrih receptov proti vibracijam - togega pritrjevanja prenosnih enot med seboj - v Nivi niso upoštevali, saj je dobil neizkoren vir različnih sunkov. Manj tehnološki, a po "zlatem pravilu" je UAZ dobil monoblok prenos brez vmesnih kardanskih gredi in tih, brez pulziranja prenos.
Krogla v krogli. Osnova Rceppovega izuma je
sferične površine, ki drsijo druga v drugo.
Za njihovo izdelavo je potrebna zelo natančna oprema.
STRAN IN NAZAJ
A ne samo CV zglob "Rceppa" obrača kolesa na terenskih vozilih. Visoko natančna ažurna zasnova ima kompaktnost, vendar ima meje navora. Preprosto povedano je zelo primeren za terence in križance, vendar predrag in nezanesljiv za uporabo v težkih vojaških in posebnih vozilih. Zanje sta pomembni preprostost in poceni, sunki v menjalniku pa so drugotnega pomena.
Proizvajalci avtomobilov s pogonom na sprednja kolesa, ki nočejo plačevati denarja podjetjem, ki so lastniki patentov Bendix-Weiss in Rceppa, so razvili poenostavljene zasnove. Na primer, tečaj Tract je kombinacija odmikačev in puš, povezanih z drsnimi deli z velikimi brusnimi površinami. Podobna naprava ima domači tečaj odmičnih diskov, ki se uspešno uporablja na štirikolesnih pogonih KAMAZ, KRAZ in URAL. Velik dimenzije in velika torna površina takih tečajev ni strašna pri veliki opremi z velikim navorom motorja, omejen vir delov pa kompenzira njihova poceni in enostavnost zamenjave.
Lukavi Thomson. Z namestitvijo enega križa znotraj drugega,
inženir Thomson je zmagal v velikosti, a izgubil v moči.
Bodite pozorni na zapleten sistem indeksiranja vzvodov.
Še en ersatz-tečaj ima zvit naziv "stativ". Tu je vse preprosto: tri osi, ki štrlijo v različnih smereh na koncu pogona, se vodijo vzdolž valja s sferično površino. Valji se prilegajo v tri izreze na zunanji kletki. Sistem je preprost in zanesljiv, vendar se z velikimi koti ne razume dobro. Vendar pa se stativ pogosto uporablja kot notranji tečaj spredaj. Razlog je še vedno isti - relativna preprostost in poceni.
Stojalo. Preprosta zasnova z valji in utori v zunanji kletki.
Ne boji se vrzeli, vendar ne mara velikih kotov.
Pogosto deluje kot notranji zglob sprednjih koles
