Kardanski menjalnik s konstantno hitrostjo je našel široko uporabo v avtomobilih s prednjim pogonom za povezavo diferenciala in pesto pogonskega kolesa.
Kardanski prenos te vrste vključuje dva enaka sklepa kotne hitrostipovezan s pogonsko gredjo. Šarnir, najbližji menjalniku (diferencialu), se imenuje notranji tečaj, nasprotno pa zunanji tečaj.
Da bi zmanjšali raven hrupa, se kardanski pogon s konstantno kotno hitrostjo uporablja tudi pri menjalnikih avtomobilov z zadnjim in štirikolesnim pogonom. V tem primeru je tečaj neenakomernih kotnih hitrosti slabši od popolnejše zasnove SHRUS.
Kardanski sklep konstantnih kotnih hitrosti zagotavlja prenos navora z pogonske gredi na gnano gred s konstantno kotno hitrostjo, ne glede na kot nagiba gredi. Najpogostejši pri zasnovi menjalnika s pogonom na sprednja kolesa je krogelni zglob s konstantno hitrostjo.
Spoj s konstantno hitrostjo (skrajšano ime - CV zglob, vsakdanje ime - granata) ima naslednje naprave:
separator;
pokrov za umazanijo.
Skupna shema konstantne hitrosti
Nastanitev ima notranjo sferično obliko. V notranjosti ohišja se nahaja posnetek... V telesu in kletki so utori, vzdolž katerih poteka baloni... Ta zasnova zagotavlja enakomeren prenos navora z gnane gredi na pogonsko gred pod spremenljivim kotom. Ločilo drži kroglice v določenem položaju. Za zaščito tečaja pred negativnimi okoljskimi dejavniki (kisik, voda, umazanija) je nameščen CV spoj pokrov za umazanijo - "zagon".
Pri izdelavi spoja enakih kotnih hitrosti je nameščeno mazivo, pripravljeno na osnovi molibden disulfida.
Kardanski prenos z elastičnim polkardanskim zglobom
Polkardanski elastični tečaj zagotavlja prenos navora med dvema gredema, ki se nahajata pod rahlim kotom zaradi deformacije elastične povezave.
Shema polkardanskega elastičnega tečaja
Tipičen primer te vrste vrtljivih spojev je elastična Guibo sklopka (Guibo). Sklopka je vnaprej stisnjen šesterokotni elastični element, na obeh straneh katerega sta pritrjeni prirobnici pogonske in gnane gredi.
53) Glavna prestava.
Končni pogon se uporablja za povečanje navora in spreminjanje smeri pod pravim kotom na vzdolžno os vozila. V ta namen je glavno orodje izdelano iz stožčastih zobnikov. Glede na število zobnikov so glavne zobnike razdeljene na enojne stožčaste zobnike, sestavljene iz enega para zobnikov, in dvojne, sestavljene iz para stožčastih zobnikov in para valjastih zobnikov. Enojni stožčasti zobniki pa so razdeljeni na enostavne in hipoidne zobnike.
Vrste glavne prestave: 1 - vodilni stožčasti zobnik, 2 - pogonski stožčasti zobnik, 3 - pogonski cilindrični zobnik, 4 - gnani cilindrični zobnik
Enojna stožčasta preprosti prenosi (Slika a) se uporablja predvsem na lahkih in srednje tovornih avtomobilih in tovornjakih. Pri teh menjalnikih je pogonski stožčasti zobnik 1 povezan s kardanskim zobnikom, gnani zobnik 2 pa je povezan s škatlo diferenciala in preko diferencialnega mehanizma s pol osmi. Pri večini vozil imajo enojni stožčasti zobniki hipoidne zobnike (slika 6). Hipoidni zobniki imajo številne prednosti pred enostavnimi: imajo os pogonskega kolesa, nameščeno pod osjo gnanega, kar omogoča spuščanje kardanske prestave nižje in spuščanje dna karoserije avtomobila. Posledično se težišče spusti in poveča stabilnost vozila. Poleg tega ima hipoidni prenos odebeljeno obliko dna zob zobnikov, kar znatno poveča njihovo nosilnost in odpornost proti obrabi. Toda ta okoliščina določa uporabo zobnikov za mazanje posebno olje (hipoid), zasnovan za delovanje v pogojih prenosa velikih sil, ki nastanejo v stiku med zobmi zobnikov.
Na težkih vozilih so nameščene dvojne glavne prestave (slika C), ki povečajo skupno prestavno razmerje menjalnika in povečajo navor. V tem primeru se končno pogonsko razmerje izračuna kot zmnožek prestavnih razmerij stožčastih (1, 2) in valjastih (3, 4) parov.
|
Ko se avtomobil premika v ovinkih in po neravnih cestah, kolesa pogonske osi prevozijo pot različnih dolžin. Da preprečijo zdrs pnevmatik na cestišču, se morajo kolesa vrteti z različno hitrostjo. Diferencial - mehanizem, ki omogoča, da se kolesa pogonske osi vrtijo z različno hitrostjo in enakim (ali različnim) navorom, ki jim je dobavljen. Pri menjalniku vozil z eno pogonsko osjo je diferencial nameščen med kolesnimi pogoni (medkolesni diferencial). V vozilih s štirikolesnim pogonom se lahko nahaja tudi med pogonskimi osmi (sredinski diferencial). Vlečna sila na kolesu je odvisna od polmera kolesa in dovedenega navora. Zmnožek vlečne sile in dinamičnega polmera kolesa daje navor, ki ga mora diferencial prenašati na kolesa. Ko je oprijem šibek ali je eno kolo obešeno (neobremenjeno), je navor in oprijem na kolesu zelo majhen ali ga sploh ni, avtomobil ne bo mogel nadaljevati vožnje. To je značilnost stožčastega diferenciala, ki se pogosto uporablja v osebnih avtomobilih. domači avtomobili... Ta vrsta diferenciala se imenuje simetrična, saj enakomerno porazdeli navor med kolesi. To je zato, ker satelit deluje kot vzvod z enako roko in prenaša samo enake sile na zobnike in s tem na pogonska kolesa. Če ima eno od koles nizko oprijem na površini ceste, je efektivni navor na njem majhen, simetrični diferencial pa bo enak sili dostavljal drugo kolo. To pomeni, da če eno kolo zdrsne, je vlečna sila na drugem enaka nič, kar negativno vpliva na sposobnost tekanja. Za njegovo izboljšanje na avtomobilih se uporabljajo polne ali delne zapore diferenciala, katerih stopnja se oceni s koeficientom zaklepanja. Zaporni faktor (Kb) - razmerje navora na zaostalem kolesu do trenutka na vodilnem kolesu. Njegova vrednost za simetrični diferencial je vedno enaka 1, pri diferencialih z omejenim zdrsom od 1 do 5. Več kot je KB, boljša je prepustnost vozila. To pomeni, da bo pri KB \u003d 3 trenutek na zaostalem kolesu trikrat večji kot na drsnem kolesu, pri KB \u003d 5 pa petkrat. Toda trenutek na kolesu v tej sekundi bo možen od 20 do 70%, odvisno od možnosti mehanizma za zaklepanje. |
55) Pol jaškiOsne gredi prenašajo navor iz zobnika diferenciala na pesto pogonskega kolesa. Na gred osi lahko delujejo upogibni momenti od navpične reakcije na gravitacijsko delovanje na kolo, tangencialne reakcije, ki jo povzročijo vlečne in zavorne sile, ter stranske sile, ki nastane zaradi drsenja in bočnega vetra. Pol-osi so glede na zasnovo zunanje opore, ki določa stopnjo njihove obremenitve z upogibnimi momenti, dve vrsti - pol neobremenjene in neobremenjene. Osne gredi imajo lahko po svoji zasnovi prirobnico na enem koncu za pritrditev na pesto kolesa, na drugem pa del z zatičem, ki se prepleta z diferencialno polovično osjo. Druga zasnova zagotavlja zglob na obeh koncih gredi osi. Na lahkih tovornjakih in avtomobilih se običajno uporabljajo polovično neobremenjene gredi osi, pri katerih je ležaj nameščen med gredjo osi in ohišjem na določeni razdalji od srednje ravnine kolesa. Zaradi tega se na rami (ravnina zunanjega dela diska in ležaja) ustvarijo upogibni momenti, ki delujejo na pol os v navpični in vodoravni ravnini, v navpični ravnini in (stranska reakcija) na rami, enaki polmeru kolesa. Na avtobusih in tovornjakih srednje in velike nosilnosti se uporabljajo popolnoma neobremenjene gredi osi. V tem primeru vsi upogibni momenti absorbirajo ležaji, nameščeni med pesto kolesa in ohišjem osi, osna gred pa prenaša samo navor. Osne gredi so med obratovanjem vozila izpostavljene velikim obremenitvam, zlasti med vožnjo po tleh in po asfaltiranih cestah v slabem stanju. Zato so na gredi osi naložene posebne zahteve. Zmanjšanje napetosti dosežemo s povečanjem polmerov prehoda med osno gredjo in prirobnico. Trajnost kolesnih ležajev je zagotovljena z zanesljivo zaščito pred vdorom umazanije.
56) CV SKLEP (okrajšano od spoj s konstantno hitrostjo), tako kot dobro znani kardanski zglob, je zasnovan za prenos vrtenja pod kotom. CV spoji so prisotni pri oblikovanju avtomobilov s krmilnimi pogonskimi kolesi, med vozniki pa jih pogosto imenujejo "granate". CV zgib prenaša enakomerno vrtenje, kar se razlikuje od običajnega "kardan", ki ima eno neprijetno lastnost: če vhodna gred prinesite enakomerno vrtenje, nato pa na izhodu postane občasno, utripajoče. Navzven so vsi spoji s konstantno hitrostjo videti enako, toda notranja zgradba CV spojev za različne stroje je drugačen. Vsaka pogonska gred prednjih koles ima dva zgloba. Omogočajo prenos vrtenja pod kotom in poleg tega kompenzirajo spremembo dolžine gredi med obratovanjem vzmetenja, zato mora imeti eden od zglobov tudi aksialni premik (praviloma je to notranji zglob CV). Zunanji zglobi vseh domačih vozil s pogonom na sprednji kolesi so enaki: na gredi je nameščena kletka s šestimi radialnimi utori. Karoserija ima tudi šest radialnih utorov, v katere so nameščene kroglice, ki prenašajo navor od gredi do telesa in naprej do pesta kolesa. Ta zasnova omogoča samo upogibanje, zato so notranji tečaji izdelani nekoliko drugače in so zasnovani za osno premikanje. Da bi bolje predstavili princip delovanja CV zgiba, si oglejte sliko.
Kardanski pogoni s sklepi
enake kotne hitrosti
Sprednja pogonska kolesa na vsa kolesa in vozila s pogonom na sprednja kolesa so hkrati krmiljena, to pomeni, da se morajo obračati, kar zahteva uporabo zgibnega spoja med kolesom in pol osjo.
Kardanski zglobi z neenakomernimi kotnimi hitrostmi prenašajo vrtenje ciklično in delujejo sprejemljivo le pod majhnimi koti med gredmi, zato ne morejo izpolniti zahtev za enakomernost prenesenega rotacijskega gibanja. Pri pogonu pogonskih krmiljenih koles je treba navor z enakomerno hitrostjo prenašati na kolesa, ki se pod kotom obračajo okoli vzdolžne osi vozila 40…45
˚.
Izpolnitev takšnih pogojev je mogoče zagotoviti s kardanskimi prenosi s tečaji enakih kotnih hitrosti (SHRUS). Včasih jih imenujemo sinhroni kardanski prenosi.
Vozilo s prednjim pogonom običajno uporablja dva notranja zgloba s konstantno hitrostjo, ki sta kinematično povezana z menjalnikom, in dva zunanja zgloba, ki sta pritrjena na kolesa. V vsakdanjem življenju se taki tečaji običajno imenujejo "granate".
Do sredine prejšnjega stoletja so bili v avtomobilskih izvedbah pogosto najdeni seznanjeni kardanski zglobi z neenakomernimi kotnimi hitrostmi. Ta zasnova se imenuje dvojni univerzalni zglob. Dvojni tečaj je bil opazen po glasnosti in večji obrabi igelni ležajiod ob naravnost avtomobila, ležajne igle se niso zavrtele in črte njihovih stikov s kletko in prečko so bile izpostavljene velikim kontaktnim napetostim, kar je privedlo do obrabe in celo poravnave igel.
Trenutno so takšni ležaji pri avtomobilskih modelih redki.
Enakost kotnih hitrosti pogonske in gnane gredi bo opazovana le, če bodo stične točke v spoju, skozi katere se sekajo obodne sile, v simetralni ravnini, ki na polovici deli kot gredi. Vsi modeli univerzalnih spojev s konstantno hitrostjo temeljijo na tem principu.
Kroglični zglobi s konstantno kotno hitrostjo
Kroglasti zglobi enakih kotnih hitrosti so bili deležni največje uporabe. Med njimi je najpogosteje v modelih domačih avtomobilov weiss-tečaji z ločilnimi utori.
To zasnovo je leta 1923 patentiral nemški izumitelj Karl Weiss. Weiss tečaji se pogosto uporabljajo v zložljivih in nesestavljivih različicah na domačih avtomobilih znamk UAZ, GAZ, ZIL, MAZ in nekaterih drugih. Zgibni spoji tipa "Weiss" so tehnološko dovršeni in poceni za izdelavo, omogočajo, da dobite kot med jaški do 32
°, vendar je njihova življenjska doba omejena 30 ... 40 tisoč km prevoženih kilometrov zaradi visokih kontaktnih napetosti med obratovanjem.
Razstavljivi tečaj ( sl. 1.) je strukturiran na naslednji način. Gredi 1
usmrčen s pestmi 2
in 5
v katerem so izrezani štirje utori 3
... Sestavljeni pesti sta v pravokotnih ravninah, med njimi pa v utorih 3
nameščene so štiri kroglice 7
.
Za centriranje pesti je v luknjo v enem od njih nameščen čep. 6
s centrirno žogo 4
... Zaradi aksialnega gibanja je zatič pritrjen z drugim zatičem 6
ki se nahaja radialno.
Sredinske črte utorov 3
razrežemo tako, da kroglice 7
, oddajne sile se nahajajo v simetralni (simetralni) ravnini med jaški. Pri prenosu sile sodelujeta le dve kroglici, kar ustvarja velike kontaktne napetosti in skrajša življenjsko dobo sklepa. Drugi dve krogli oddajata navor, ko vozilo vzvratno vozi.
V drugih izvedbah se kontaktne napetosti zmanjšajo s povečanjem števila kroglic, ki hkrati sodelujejo v operaciji, kar neizogibno zaplete tečaje.
Podrobnosti kroglični zglob "Rceppa" (sl. 1, b) se nahajajo v skodelici 8
, ki ima v notranjosti šest sferičnih utorov za namestitev šestih kroglic 7
... Sferična pest ima enake utore. 10
, v zarezno luknjo, v katero vstopa pogonska gred kardanskega menjalnika. Kroglice v eni simetralni ravnini nastavi ločilna naprava, sestavljena iz ločevalnika 9
, vodnik za skodelico 11
in kazalec 12
.
Ročica ima tri sferične površine: končne površine vstopijo v sedeže pogonske in gnane gredi, srednja pa v luknjo vodilne skodelice 11
... Ročico vzmet pritisne na pogonsko gred 13
... Dolžine krakov ročice so takšne, da se ob prenosu trenutka pod kotom zasuka vodilna skodelica 11
in separator 9
tako da vseh šest kroglic 7
so nameščeni v simetralni ravnini in vsi zaznavajo in prenašajo napore. To vam omogoča zmanjšanje dimenzije šarnirja in podaljša njegovo življenjsko dobo.
Tečaj tipa "Rceppa" je tehnološko zapleten, vendar je bolj kompakten kot tečaj z žlebovi in \u200b\u200blahko deluje pod kotom med jaški do 40 °. Ker silo v tem spoju prenaša vseh šest kroglic, zagotavlja majhen prenos navora. Trajnost tečaja "Rceppa" doseže 100-200 tisoč km.
Še en kroglični kardan bearfield tečaj predstavljeno na slika 1, c... Sestavljen je iz skodelice 8
, krogla pest 10
in šest kroglic 7
v ločevalnik 9
... Sferična pest 10
pritrdi na zarezan del pogonske gredi 16
in je zaklenjen z obročem 14
... Šarnir je pred umazanijo zaščiten pred vstopom v notranjo votlino gumijast pokrov 15
.
Vse sferične površine delov tečajev so izdelane po različnih polmerih, utori pa imajo spremenljivo globino. Zaradi tega se pri nagibanju ene od gredi kroglice potisnejo iz srednjega položaja in postavijo v simetralno ravnino, kar zagotavlja sinhrono vrtenje gredi.
Šarnirji tipa Bearfield so zelo učinkoviti, trpežni in lahko delujejo pod kotom do 45
˚. Zato se pogosto uporabljajo v pogonu krmiljenih koles pri mnogih prednjih kolesih osebni avtomobili kot zunanji tečaj ali, kot mu pravijo tudi zunanja "granata".
Glavni razlog za prezgodnjo okvaro tečaja je poškodba elastičnega zaščitnega pokrova. Iz tega razloga avtomobili visoke tekaške sposobnosti imajo pogosto tesnilo iz jeklene kapice. Vendar to vodi do povečanja dimenzij spoja in omejuje kot med jaški na 40
°.
Pri uporabi tečaja tipa Beerfield je treba na notranji konec pogonskega sklopa namestiti tečaj s konstantno hitrostjo, da se kompenzira sprememba dolžine kardanska gred med deformacijo elastičnega vzmetenega elementa.
Takšne funkcije so kombinirane v univerzalnem kardanskem sklopu s šestimi kroglami tečaj tipa "ГКН" (GKN).
Aksialno gibanje v tečajih tipa GKN zagotavlja gibanje kroglic vzdolž vzdolžnih žlebov telesa, medtem ko zahtevana količina gibanja določa dolžino delovne površine, kar vpliva na dimenzije tečaja. Največji dovoljeni kot nagiba gredi pri tej izvedbi je omejen 20
°.
Med aksialnimi gibi se kroglice ne kotalijo, ampak drsijo v utore, kar zmanjša učinkovitost tečaja.
V modelih sodobnih osebnih avtomobilov včasih obstajajo kardanski zglobi tipa "Lebro" (Loebro), ki so tako kot zglobi GKN običajno nameščeni na notranjem koncu pogonske gredi, saj lahko kompenzirajo spremembo dolžine pogonske gredi.
Lebro tečaji se od tečajev GKN razlikujejo po tem, da so utori v skodelici in zglobu odrezani pod kotom 15-16
° na tvorbo valja, geometrija kletke pa je pravilna - brez stožcev in z vzporednimi zunanjo in notranjo stranjo.
Tak tečaj ima manjše dimenzije kot drugi tečaji s šestimi kroglicami, poleg tega pa je njegova kletka manj obremenjena, saj ne izvaja funkcije premikanja kroglic v pesti.
Osnovna zgradba teh krogličnih zglobov je prikazana v slika 2.
Pogon na sprednja kolesa VAZ-2110
Pogon na sprednja kolesa VAZ-2110 ( sl. 3.) je sestavljen iz jaška 3 in dva kardanska sklepa 1 in 4 enake kotne hitrosti. Gred 3 desni pogon je izdelan iz cevi, levo kolo pa iz palice. Poleg tega so jaški različno dolgi. Na gred je nameščen zaščitni pokrov 6 , nato pa sestavljeni tečaj z mazivo pritrjen na aksialni premik z zadrževalnim obročem 5 . Zaščitne prevleke pritrjena s sponkami 2 .
Notranji tečaj (notranja "granata") 1 , ki je pleten z diferencialom, je univerzalen, to pomeni, da poleg enakomernega vrtenja gredi pod različnim kotom omogoča povečanje skupne dolžine pogona, ki je potreben za premikanje sprednjega vzmetenja napajalna enota... To se zgodi, ker je notranja površina ohišja tečaja 1 ima valjasto obliko, žlebovi v njem pa so vzdolžno rezani, kar to omogoča notranje podrobnosti tečaja, da se premika vzdolž vzdolžnih utorov v aksialni smeri.
Odmični zgibi s konstantno kotno hitrostjo
Na vozilih srednje in velike nosilnosti blagovnih znamk "KamAZ", "Ural", "KrAZ" kardanski pogoni v pogonu sprednjih koles delujejo pod velikim navorom. Kroglični zglobi ne morejo prenašati velikih navorov zaradi pojava znatnih kontaktnih napetosti in omejitev specifičnega pritiska kroglic na utore. Zato uporabljajo kardanske zglobe ( sl. 1, g). Podobni tečaji so včasih nameščeni na vozilih s prednjim pogonom znamke UAZ.
Cam gimbal enake kotne hitrosti ( sl. 1, g) je sestavljen iz dveh vilic 18
in 20
ki se vstavijo v pesti 2
in 5
z utori; disk je vključen v te reže 19
... Pri prenosu navora in vrtenja s pogonske gredi 17
na gnani gredi ob obračanju kolesa vsaka od pesti 2
in 5
vrti hkrati glede na os utora vilic v vodoravni ravnini in glede na disk 19
v navpični ravnini.
Osi utorov vilic ležijo v eni ravnini, ki poteka skozi srednjo ravnino diska. Te osi se nahajajo na enakih razdaljah od presečišča osi gredi in so vedno pravokotne na osi gredi, zato je njihovo presečišče vedno v simetralni ravnini.
Tak kardanski zglob zahteva večjo pozornost pri mazanju, saj je za njegove dele značilno drsno trenje, ki povzroči znatno segrevanje in obrabo drgnjenih površin. Zaradi drsnega trenja med stičnimi površinami ima odmični zglob najnižjo učinkovitost med vsemi zglobi s konstantno hitrostjo. Vendar je sposoben oddajati pomemben navor.
Druga vrsta odmičnega tečaja enakih kotnih hitrosti je tečaj Tract ( na sliki), sestavljen iz štirih žigosanih delov: dveh puš in dveh oblikovanih pesti, katerih drgnjenje je površinsko brušeno.
Če delimo odmični kardan vzdolž osi simetrije, bo vsak del kardan z neenakomernimi kotnimi hitrostmi s fiksnimi nihajnimi osmi. Pri takšni izvedbi se pojavijo tudi znatne drsne sile trenja, ki zmanjšajo izkoristek tečaja.
Tripinski zglobi s konstantno hitrostjo
V spoju s tremi čepi ( na sliki) navor iz pogonske gredi prenašajo trije sferični valji, ki so nameščeni na radialnih čepih, trdno povezanih z ohišjem tečaja gnane gredi. Konice so nagnjene med seboj 120 ˚. Sferični valji so najpogosteje nameščeni na čepih z igelnimi ležaji.
Pogonska gred ima trivaljne vilice z valji v cilindričnih utorih. Ko se navor prenaša med neuravnanimi gredmi, valji drsijo vzdolž utorov in hkrati drsijo v radialni smeri glede na čepe. Mejni kot med osmi gredi do 40 ˚.
Značilnost trikolesnega zgloba je, da se za razliko od krogelnih zgibov prenos momenta od pogonskih elementov na gnane ne zgodi v simetralni ravnini, temveč v ravnini, ki poteka skozi osi čepov. Enakost vrtilnih hitrosti pogonske in gnane gredi je zagotovljena za vsako medsebojno razporeditev njihovih osi.
Upošteva se kardanski sklepglavna enota za pogonski del, ki je del gredi propelerja. Ta tečaj je dobavljen absolutno s kakršno koli spremembo, hkrati pa zagotavlja navor petdeset, sto šestdeset, dvesto petdeset, štiristo, šeststo trideset in tisoč N m kmetijskim vozilom, pa tudi vozilom za posebne namene.
Za kmetijska vozila kardanski zglob v celoti zagotavlja prenos pri navoru pri takem številu vrtljajev na minuto kot tisoč dvesto petdeset. Delovni kotni nagib je do dvaindvajset stopinj. Če želimo prejeti podrobnejše in natančnejše informacije o teh vrednostih, je to mogoče najti v skladu z GOST 13758-89.
Kardanski zglob zagotavlja varnost v navoru glede na gredi, katerih osi se sekata neposredno pod kotom. Kardanske sklepe odlikujejo kotne hitrosti: enake in neenake. Spoji enake hitrosti Glede na njihovo zasnovo so razdeljeni na: načrt krogle z ločilnimi utori, odmikač in dvojni načrt ter načrt krogle s posebnim delilnim vzvodom. Tečaji z neenako kotno hitrostjo so elastični ali togi.
Kardanski sklepi z elastičnim načrtom dajo učinek glede na osi in gredi, ki se sekata pod kotom dveh in treh stopinj ali nekoliko več. Zaradi deformacije elastične narave na povezovalnih elementih začnejo opravljati funkcije z dodatnim blažilnikom pri torzijskih vibracijah.
Kardanski sklepi s trdim načrtom neenakomerne hitrosti dajo navor najprej eni gredi, nato drugi. To se zgodi neposredno skozi precej prožne spoje v togih delih. Taka na tečaju sta dve viliciki imajo cilindrične luknje. Vsebujejo konce veznih elementov, ki jih imenujemo križi. Obe vilici se precej tesno prilegata gredem. Ko se gredi vrtijo, se nekateri konci pajka začnejo migati na ravnini, ki je pravokotna na os na gredi.
Navzkrižni kardanski sklepise uporabljajo izključno za zagotovitev, da je mehanska povezava med ročično gredjo in glavno pogonsko osjo precej močna, dobra in prožna. Povezava mora biti najprej prožna, ker se v tem primeru v območju vodilnega dela osi nenehno premika glede na karoserijo avtomobila vozilu v trenutku, ko je v svojem gibanju. Sestava takšnega univerzalnega sklepa naslednji: križ, sestavljen iz štirih čepov, skodelic, oljnih tesnil, igelnih ležajev in obročkov. V bistvu takšni tečaji služijo zelo dolgo, včasih lahko celo nadgradijo sam avto, vendar je vredno razmisliti, da slabe ceste zelo negativno vplivajo na tečaj v obliki križa, kjer se telesna višina pogosto lahko spremeni glede na cesto, kjer se pojavijo znatne obremenitve spremenljive narave. Tako se v takih pogojih delovanje tečaja močno poslabša in to lahko privede do njegove okvare. Za tako neugodne razmere obstaja trpežna vrsta kardanske gredi, ki je opremljena z dvojnimi križnimi kardanskimi zglobi. S takšnimi kardanski sklepta problem nima določenega pomena.
Kardanski prenos
:
1 - elastična sklopka;
2 - pritrdilni vijak elastična sklopka na prirobnico;
3 - prečka;
4 - oljno tesnilo;
5 - zadrževalni obroč;
6 - prečni ležaj;
7 - matica;
8 - prilagodljiva prirobnica sklopke;
9 - oljno tesnilo;
10 - držalo oljnega tesnila;
11 - varnostni nosilec;
12 - vijak za pritrditev nosilca na vmesno oporo;
13 - spredaj kardanska gred;
14 - vmesni nosilec;
15 - vmesna podpora;
16 - vilice sprednje gredi propelerja;
17 - zadnja gred propelerja;
18 - vilice zadnje gredi propelerja;
19 - prirobnica pogonskega zobnika glavne prestave;
20 - matica;
21 - vijak vilic
Pri avtomobilskih menjalnikih se s kardanskimi pogoni prenašajo momenti med gredmi, katerih osi ne ležijo na eni ravni črti in spremenijo svoj položaj v prostoru. Na splošno kardanski prenos sestoji iz kardanske gredi, kardanski zglobi, vmesni nosilci in povezovalne naprave.
Po dogovoru so kardanski pogoni razvrščeni v zaprto in odprto.
Zaprt kardanski prenos nameščen znotraj cevi. Cev lahko absorbira sile in reakcije, ki se pojavijo na pogonski osi, in služi kot vodilo vzmetenja. Pri takem kardanskem menjalniku se uporablja samo en zglob, neenakomerno vrtenje kardanske gredi pa kompenzira njegova elastičnost. Znani modeli, pri katerih vlogo kardanske gredi igra torzijska palica (elastična gred majhnega premera), medtem ko ni kardanskih spojev.
Zasnova vmesne podpore:
1 - vtič;
2 - elastična blazina;
3 - vmesni nosilni ležaj
Odprti prenos nima cevi, reaktivni moment pa prevzamejo vzmeti oz potisk curka... Kardanski prenos mora imeti vsaj dva tečaja in kompenzacijski člen, saj se razdalja med povezanima enotama med gibanjem spreminja. Pri avtomobilih z dolgo medosno razdaljo se uporablja kardanski menjalnik, sestavljen iz dveh gredi. To izključuje možnost sovpadanja kritične kotne hitrosti jaška z operativno. Z zmanjšanjem dolžine gredi se poveča njena kritična hitrost, ki naj bo med delovanjem vsaj 1,5-krat večja od največje možne. Zasnova pogonske gredi z dvojno gredjo zahteva uporabo vmesna podpora ena od gredi, katere ležaj je nameščen v elastičnem obroču, da kompenzira možno aksialno gibanje pogonske enote na okvirju ali telesu.
Z vso raznolikostjo izvedb in kinematičnimi značilnostmi ter dovoljenimi koti med jaški lahko kardanske spoje razvrstimo, kot je prikazano v tabeli.
Univerzalni spoj neenakih kotnih hitrosti je bil izumljen v 16. stoletju. italijanski matematik Girolamo Cardano in prvotno našel uporabo za obešanje luči v kočijah. Kasneje je angleški znanstvenik Robert Hooke matematično opisal kinematiko tega mehanizma.
Podrobnosti o kardanskem prenosu (a) in grafu odvisnosti kotnih hitrosti (b):
1 - vilice z režami;
2 - plošča v obliki črke U;
3 - podložka;
4 - prečka;
5 - vilice zadnje gredi propelerja;
6 - zadnja gred propelerja;
7 - prirobnica pogonskega gonila glavne prestave;
8 - zadnji kardanski zglob;
9 - igelni ležaj;
10 - zadrževalni obroč;
11 - vijak; 12 - tesnilni obroč;
α
- kot vrtenja pogonske gredi;
β
- kot vrtenja gnane gredi;
γ
- kot med jaški
Analiza sheme kardanskega zgloba kaže, da se pri konstantni kotni hitrosti pogonske gredi pogonska gred ciklično vrti: v enem vrtljaju dvakrat zaostane in dvakrat prehiti pogonsko gred. V tem primeru se s povečanjem kota γ med gredmi neenakomernost vrtenja hitro poveča. Da bi kardanski prenos z zglobi z neenakomernimi kotnimi hitrostmi prenašal sinhrono vrtenje med gredmi povezanih enot, mora biti sestavljen iz več zglobov, katerih relativni položaj bo kompenziral neenakomeren prenos vrtenja vsakega zgloba. Iz tega razloga mora biti najmanjše število zglobov 2. Hkrati v kardanskem menjalniku z dvema zgloboma izpolnjene morajo biti naslednje zahteve glede postavitve:
- vodilne vilice se nahajajo med seboj pod kotom 90 °;
- kota med jaški v obeh spojih γ1 in γ2 sta enaka drug drugemu;
- vsi jaški ležijo v isti ravnini.
Univerzalni zglob neenakih kotnih hitrosti
Pri kardanskih menjalnikih z več kot tremi neenakomernimi kotnimi hitrostnimi zglobi se sinhronizacija vrtenja gredi priključenih enot doseže z določenim razmerjem kotov med gredmi vseh zglobov, razmerje je odvisno od števila zglobov. Kardanski zglob neenakih kotnih hitrosti je sestavljen iz dveh vilic, katerih konci križa so vstavljeni v cilindrične luknje. Vilice so trdno pritrjene na gredi. Ko se gredi vrtijo, se konci prečnika premaknejo glede na ravnino, pravokotno na os gredi.
Prečnik kardanskega zgloba mora biti strogo centriran, da se med vrtenjem odpravi spremenljivo neravnovesje kardanske gredi. Centriranje se doseže z natančnim lociranjem ležajnih koles s pomočjo objemk ali pokrovčkov, ki se pritrdijo na vrtljive vilice. Najmanjši kot med jaški mora biti najmanj 2 °, sicer se nosilci prečk igle deformirajo in tečaj hitro propade (pojav brineliranje).
Razvoj zasnove za kardanske zglobe z neenakomernimi kotnimi hitrostmi je sledil poti zmanjševanja izgub, povezanih z vrtenjem koncev križnice v luknjah vilic. V izvedbah prvih tečajev so bili konci križa nameščeni na drsnih ležajih. Upoštevajoč dejstvo, da lahko število tečajev pri prenosu večosnih vozil preseže dva ducata, lahko uporaba drsnih ležajev v njih znatno zmanjša celotno učinkovitost prenosa. V kardanskih sklepih sodobni avtomobili uporabljajo se samo igelni valjčni ležaji.
Prejšnji modeli so uporabljali maščobo, ki jo je bilo treba občasno obnavljati s posebnim oljem. Kardanski zglobi sodobnih avtomobilov so običajno napolnjeni s kakovostno maščobo, ki je med montažo in obratovanjem ne zamenjamo.
V mehaniki že obstaja veliko število tehničnih naprav, ki so sposobne pretvoriti skoraj vsako količino energije v bolj priročno za nas ali za druge. tehnične naprave... Ta članek bo obravnaval, kaj je kardanski menjalnik in kakšno vlogo ima v avtomobilski industriji?
Kaj je gimbal?
Kardanski prenos se imenuje poseben mehanska naprava, namenjen prenosu navora med gredmi, ki se sekajo v središču kardana Glavna značilnost tovrstni prenos je, da se gredi lahko premikajo kotno, kar je zelo pomembno za uporabo v mnogih avtomobilih.
Kardan je sestavljen iz dveh gredi s posebnimi vilicami na koncih. Te vilice so prek osi pritrjene na skupni prenosni center. Tako se lahko pri kotni spremembi položaja gredi prosto vrtijo, vsaka v svojem položaju.
Sprva je bila gred propelerja nameščena na pogon na zadnja kolesa in vozila s štirikolesnim pogonom... Dovolil je od prečnika menjalnika do zadnje osi, pa tudi od menjalnika menjalnika do sprednja prestava... Dejstvo je, da hrbet oz sprednja os pritrjena na vzmetenje vozila, ki je v neprekinjenem gibanju. Tako se izkaže, da sprememba položaja mostu zahteva tudi spremembo položaja gnane gredi. Tu pomaga kardanska gred, ki ne bo le prenašala zahtevanega navora, ampak bo delovala tudi kot dodatek vzmetenju avtomobila.
Drugi mehanizem, v katerem se aktivno uporablja tudi gimbal, je krmiljenje... Zdaj imajo skoraj vsi avtomobili tako imenovani sef krmilni drogki se v primeru nesreče hitro zloži in vozniku ne poškoduje nog. Vse to dosežemo s sposobnostjo spreminjanja kotnega položaja v katerem koli kotnem položaju glede na drugo gred.
Video - Načelo kardanskega prenosa
Zakaj se kardanska gred ne uporablja namesto zglobov?
Zdi se povsem logično vprašanje. Če ima gred propelerja to možnost vrtenja tudi, ko se med seboj spremeni kot gredi, zakaj je potem ne bi uporabljali v avtomobilih s prednjim pogonom?
Preden odgovorimo na to vprašanje, moramo razmisliti o eni pomembnih slabosti te vrste prenosa. Sestoji iz asinhronega vrtenja ene od jaškov. Dejstvo je, da če se na primer pogonska gred vrti z enakomerno hitrostjo, se bo gnana nujno vrtela neenakomerno. V avtomobilih s pogonom na prednji kolesi je prenos sinhronega navora na pogonska prednja kolesa najpomembnejši, zato se tam uporabljajo bolj zapleteni analogi kardanskega zgloba - SHRUS.
Kljub tej pomanjkljivosti je mogoče sklepati, da jo je mogoče zlahka odpraviti, če so na vsaki gredi nameščeni posebni parni sklepi, ki bodo enakovredni sinhronizaciji vrtenja, čeprav ne absolutno, vendar vsaj približno enakih velikosti.
SHRUS pa je vrsta kardana in ima bolj zapleteno zasnovo in še eno pomembno pomanjkljivost - nezmožnost obračanja koles za kot 70 stopinj. Po drugi strani je tečaj veliko boljši od običajnega kardanskega spoja, ima pa tudi svoje pomanjkljivosti.
- Prvič, "granate" imajo nižjo življenjsko dobo kot kardan in zelo pogosto odpovejo.
- Drugič, zanesljivost pritrditve tečaja in kardan - tu kardan zagotovo zmaga, saj ima debelejšo kovinsko strukturo.
V procesu dela na pogon na zadnja kolesa, gimbal ima sposobnost ustvarjanja določenih vibracij med vožnjo naprej visoki vrtljaji... Te pomanjkljivosti se zmanjšajo z uporabo dveh kardanskih gredi hkrati. Povečanje števila prestav vodi v bolj gladko vožnjo in pri premagovanju različnih nepravilnosti na cestišču.
Vsi priključki menjalnika so mazani olje za menjalnik... V nekaterih menjalnikih je takšna gred vstavljena neposredno v menjalnik, kjer je ta element mazan.
Prečka in gred propelerja sta ojačana z igelnimi ležaji, ki zmanjšujejo trenje pri vrtenju in spreminjanju kotnega položaja ene od gredi.
Okvare gredi propelerja
Med delovanjem gredi vijaka lahko opazite določen seznam napak. Prvo vrsto lahko pripišemo različnim vibracijam, ki so posledica upogibanja in neravnovesja gredi propelerja. Upogibanje lahko povzroči površna in agresivna vožnja po neravni cestne površine... Drugo okvaro lahko imenujemo trki, ki se pojavijo v procesu kardanskega delovanja.
Vse te težave škodljivo vplivajo ne samo na pogonsko gred, ampak tudi na menjalnik in menjalnik. zadnja os... Dejstvo je, da je udarjanje gredi propelerja zelo nevaren pojav, kajti ko se pritrdilni elementi popolnoma izrabijo ali del pokvari, bo avto popolnoma imobiliziran.
Kje drugje se uporablja kardanski pogon?
Kardanski pogon je našel široko uporabo ne le v avtomobilski industriji, temveč tudi v instrumentalnem delu katerega koli avtomehanika. Tako se je na primer pojavil poseben nastavek za izvijač, ki ima kardanski način za prenos navora. Takšen izvijač pomaga enostavno odviti tiste matice ali vijake, ki so priviti na tistih mestih, kjer je težko in včasih nemogoče priti blizu z običajnim orodjem.
To je verjetno vse, kar je treba vedeti o pogonskem sklopu. Pri ravnanju s takimi elementi je treba biti previden. Dejstvo je, da ko se kateri koli del kardana spremeni ali deformira, začne delovati neenakomerno in zato postopoma obrablja menjalnik in križ zadnja prestava... Pogonsko gred lahko sami razstavite in sestavite, če jo imate minimalni nabor orodja in posebna oprema.
