Nguyên lý hoạt động của bản lề vận tốc góc không đều. Vi sai trung tâm như thế nào

Hộp số cardan với khớp vận tốc không đổi đã được ứng dụng rộng rãi trong các xe dẫn động cầu trước để kết nối bộ vi sai và trung tâm bánh dẫn động.

Cardan truyền thuộc loại này bao gồm hai khớp bằng nhau vận tốc gócđược nối với nhau bằng một trục truyền động. Bản lề gần hộp số (vi sai) nhất gọi là bản lề trong, ngược lại là bản lề ngoài.

Để giảm độ ồn, truyền động chung với khớp vận tốc góc không đổi cũng được sử dụng trong hộp số của ô tô dẫn động cầu sau và tất cả các bánh. Trong trường hợp này, bản lề của vận tốc góc không bằng nhau sẽ kém hơn so với thiết kế SHRUS hoàn hảo hơn.

Cardan khớp của vận tốc góc không đổi đảm bảo truyền mômen xoắn từ trục dẫn động sang trục bị dẫn động với vận tốc góc không đổi, không phụ thuộc vào góc nghiêng của các trục. Phổ biến nhất trong thiết kế bộ truyền động của xe dẫn động cầu trước là khớp bi không đổi tốc độ.

Mối ghép vận tốc không đổi (tên viết tắt - CV chung, tên hàng ngày - lựu đạn) có cái sau thiết bị:

• dải phân cách;

  lớp phủ bụi bẩn.

Sơ đồ khớp vận tốc không đổi

Nhà ở có dạng hình cầu nội tiếp. Bên trong trường hợp nằm kẹp... Có các rãnh trên thân và lồng, dọc theo đó bóng bay... Thiết kế này giúp truyền mômen xoắn đồng đều từ trục dẫn động sang trục dẫn động theo một góc thay đổi. Dấu phân cách giữ các quả bóng ở một vị trí nhất định. Để bảo vệ bản lề khỏi các yếu tố môi trường tiêu cực (oxy, nước, bụi bẩn), khớp nối CV được lắp đặt lớp phủ bụi bẩn - "khởi động".

Trong chế tạo mối nối có vận tốc góc bằng nhau, người ta đặt chất bôi trơn được điều chế trên cơ sở molypden disulfua.

Truyền động cardan với khớp bán cardan đàn hồi

Bản lề đàn hồi bán cardan đảm bảo truyền mômen xoắn giữa hai trục nằm lệch nhau do liên kết đàn hồi bị biến dạng.

Sơ đồ bản lề đàn hồi bán cardan

Một ví dụ điển hình của loại khớp xoay này là khớp nối Guibo đàn hồi (Guibo). Khớp nối là một phần tử đàn hồi hình lục giác được nén trước, trên cả hai mặt có gắn các mặt bích của trục dẫn động và trục dẫn động.

53) Bánh răng chính.

Truyền động cuối cùng được sử dụng để tăng mô-men xoắn và thay đổi hướng của nó theo góc vuông với trục dọc của xe. Với mục đích này, bánh răng chính được làm bằng bánh răng côn. Tùy thuộc vào số lượng bánh răng, bánh răng chính được chia thành bánh răng côn đơn, bao gồm một cặp bánh răng và bánh răng kép, bao gồm một cặp bánh răng côn và một cặp bánh răng trụ. Đến lượt mình, các bánh răng côn đơn được chia thành các bánh răng đơn giản và bánh răng hình nón.

Các loại bánh răng chính: 1 - bánh răng côn dẫn động, 2 bánh răng côn dẫn động, 3 bánh răng trụ dẫn động, 4 bánh răng trụ dẫn động.

Hình nón đơn chuyển đơn giản (Hình a) được sử dụng chủ yếu trên ô tô con và xe tải có tải trọng nhẹ và trung bình. Trong các bánh răng này, bánh răng côn dẫn động 1 được nối với bánh răng côn, và bánh răng dẫn động 2 được nối với hộp vi sai và thông qua cơ cấu vi sai với trục trục. Đối với hầu hết các loại xe, bánh răng côn đơn có bánh răng hình tròn (hình 6). Bánh răng Hypoid có một số ưu điểm hơn loại đơn giản: chúng có trục của bánh dẫn động nằm bên dưới trục của bánh răng dẫn động, cho phép hạ bánh răng xuống thấp hơn và hạ sàn thùng xe. Nhờ đó, trọng tâm được hạ thấp và tăng độ ổn định của xe. Ngoài ra, bộ truyền hypoid có hình dạng đế bánh răng dày lên, làm tăng đáng kể khả năng chịu tải và khả năng chống mài mòn của chúng. Nhưng trường hợp này quyết định việc sử dụng bánh răng để bôi trơn dầu đặc biệt (hypoid), được thiết kế để làm việc trong điều kiện truyền lực lớn phát sinh khi tiếp xúc giữa các răng của bánh răng.

Bánh răng chính kép (Hình C) được lắp trên xe hạng nặng để tăng tỷ số truyền chung của bộ truyền và tăng mômen truyền. Trong trường hợp này, tỷ số truyền động cuối cùng được tính là tích của tỷ số truyền của các cặp hình nón (1, 2) và hình trụ (3, 4).

Khi ô tô chuyển động ở những khúc cua và trên đường không bằng phẳng, các bánh xe của trục truyền động sẽ di chuyển trên một quãng đường có độ dài khác nhau. Để lốp xe không bị trượt trên mặt đường, các bánh xe phải quay với tốc độ khác nhau. Khác biệt - một cơ cấu cho phép các bánh xe của trục lái quay với các tốc độ khác nhau và cùng (hoặc khác) mô-men xoắn được cung cấp cho chúng. Trong bộ truyền động của xe có một trục, bộ vi sai được lắp đặt giữa các bánh xe (bộ vi sai giữa các bánh). Trong các xe dẫn động bốn bánh, nó cũng có thể nằm giữa các trục lái (vi sai trung tâm). Lực kéo lên bánh xe phụ thuộc vào bán kính của bánh xe và mômen quay cung cấp cho nó. Tích của lực kéo và bán kính động của bánh xe tạo ra mômen xoắn mà bộ vi sai phải truyền cho các bánh xe. Khi lực kéo yếu hoặc một bánh xe bị treo (không tải), mô-men xoắn và lực kéo ở bánh xe rất nhỏ hoặc không có, xe sẽ không thể tiếp tục lái. Đây là đặc điểm của bộ vi sai bánh răng côn, được sử dụng rộng rãi trên ô tô du lịch. ô tô nội địa... Loại vi sai này được gọi là đối xứng vì nó phân bổ mômen xoắn đều giữa các bánh xe. Điều này là do vệ tinh hoạt động như một tay đòn ngang bằng và chỉ truyền lực bằng nhau đến các bánh răng trục và theo đó, đến các bánh dẫn động. Nếu một trong các bánh xe có độ bám mặt đường thấp, thì mômen tác dụng lên đó tương ứng nhỏ, bộ vi sai đối xứng sẽ cung cấp cùng một lực cho bánh xe kia. Tức là, nếu một bánh xe bị trượt, lực kéo của bánh xe thứ hai bằng 0, ảnh hưởng tiêu cực đến khả năng việt dã. Để cải thiện nó trên ô tô, khóa vi sai toàn phần hoặc một phần được sử dụng, mức độ được ước tính bằng hệ số khóa. Hệ số khóa (Kb) - tỷ số giữa mômen xoắn trên bánh xe trễ và mômen trên bánh dẫn. Giá trị của nó đối với vi sai đối xứng luôn bằng 1, đối với vi sai trượt giới hạn từ 1 đến 5. KB càng nhiều thì độ thấm của xe càng tốt. Tức là, với KB \u003d 3, thời gian trên bánh xe trễ sẽ nhiều hơn ba lần so với bánh xe trượt và với KB \u003d 5 - năm lần. Nhưng thời điểm trên bánh xe ở giây này sẽ có thể từ 20 đến 70%, tùy thuộc vào khả năng của cơ cấu khóa.

55) Nửa trụcCác trục trục truyền mô men xoắn từ bánh răng trục vi sai đến trục bánh xe dẫn động. Các mômen uốn có thể được áp dụng cho trục của trục từ phản lực thẳng đứng đến tác dụng của trọng lực lên bánh xe, từ phản lực tiếp tuyến gây ra bởi lực kéo và lực phanh, và từ lực bên phát sinh do trượt bánh, cũng như từ gió bên. Các bán trục, tùy thuộc vào thiết kế của giá đỡ bên ngoài, mà xác định mức độ tải của chúng theo mô men uốn, có hai loại - bán không tải và không tải. Theo thiết kế, các trục trục có thể có một mặt bích ở một đầu để bắt vít vào trục bánh xe, và mặt khác, một bộ phận trục nối với bánh răng nửa trục vi sai. Một thiết kế khác cung cấp một spline ở cả hai đầu của trục trục. Trên ô tô tải nhẹ và ô tô du lịch thường dùng trục xe bán tải, trong đó ổ trục được lắp giữa trục trục và vỏ cách mặt phẳng trung tuyến của bánh xe một khoảng nhất định. Do đó, mômen uốn được tạo ra trên vai (mặt phẳng của phần ngoài của đĩa và ổ trục), tác dụng lên bán trục trong mặt phẳng thẳng đứng và mặt phẳng ngang, trong mặt phẳng thẳng đứng và (phản lực bên) trên vai, bằng bán kính của bánh xe. Trên xe buýt và xe tải có tải trọng trung bình và lớn được sử dụng trục không tải hoàn toàn. Trong trường hợp này, tất cả các mômen uốn được lấy lên bởi các ổ trục lắp giữa trục bánh xe và vỏ trục, và trục của trục chỉ truyền mômen xoắn. Các trục trục phải chịu tải trọng đáng kể trong quá trình vận hành của xe, đặc biệt là khi lái xe trên mặt đất và đường trải nhựa trong điều kiện kém. Do đó, các yêu cầu đặc biệt được đặt ra đối với trục trục. Giảm ứng suất đạt được bằng cách tăng bán kính chuyển tiếp giữa trục trục và mặt bích. Độ bền của ổ trục bánh xe được đảm bảo bởi khả năng bảo vệ đáng tin cậy chống lại sự xâm nhập của bụi bẩn vào chúng.

56) CV DOANH NGHIỆP (viết tắt từ khớp vận tốc không đổi), giống như khớp vạn năng nổi tiếng, được thiết kế để truyền chuyển động quay theo một góc. Khớp CV hiện diện trong thiết kế của ô tô có bánh dẫn động có thể chịu được và trong giới lái xe chúng thường được gọi là "lựu đạn". Khớp CV truyền chuyển động quay đều và điều này khác với "cardan" thông thường, có một đặc tính khó chịu: nếu trục đầu vào mang chuyển động quay đều, khi đó ở lối ra nó sẽ trở nên không liên tục, dao động. Bề ngoài, tất cả các khớp vận tốc không đổi trông giống nhau, nhưng cấu trúc bên trong của khớp CV cho các máy khác nhau là khác nhau. Mỗi trục truyền động bánh trước có hai khớp. Chúng cung cấp truyền chuyển động quay theo một góc và ngoài ra, bù đắp cho sự thay đổi chiều dài của trục trong quá trình hoạt động của hệ thống treo, do đó một trong các khớp cũng phải có chuyển động dọc trục (theo quy luật, đây là khớp CV bên trong). Các khớp nối CV bên ngoài của tất cả các xe dẫn động cầu trước trong nước đều giống nhau: một lồng có sáu rãnh hướng tâm được lắp trên trục. Thân xe cũng có sáu rãnh xuyên tâm, trong đó các quả bóng được đặt, truyền mô-men xoắn từ trục đến thân và xa hơn đến trung tâm bánh xe. Thiết kế này chỉ cho phép uốn cong, vì vậy các bản lề bên trong được làm hơi khác một chút và được thiết kế để chuyển động theo trục. Để trình bày rõ hơn nguyên lý hoạt động của khớp CV, hãy xem hình.



Cardan truyền động có khớp
vận tốc góc bằng nhau

Các bánh trước của xe dẫn động tất cả các bánh và xe dẫn động cầu trước đều có thể chịu được đồng thời, tức là chúng phải quay, điều này đòi hỏi phải sử dụng một khớp ăn khớp giữa bánh xe và bán trục.
Các khớp nối Cardan có vận tốc góc không bằng nhau truyền chuyển động quay theo chu kỳ và chỉ làm việc chấp nhận được ở các góc nhỏ giữa các trục, do đó chúng không thể đáp ứng các yêu cầu về tính đồng nhất của chuyển động quay được truyền. Trong quá trình dẫn động các bánh lái, mômen xoắn phải được truyền với tốc độ đều cho các bánh xe quay quanh trục dọc của xe một góc 40…45 ˚.
Việc đáp ứng các điều kiện như vậy có thể được đảm bảo bằng cách truyền cardan với các bản lề có vận tốc góc bằng nhau (SHRUS). Chúng đôi khi được gọi là truyền cardan đồng bộ.

Xe dẫn động cầu trước thường sử dụng hai khớp vận tốc không đổi bên trong được kết nối động học với hộp số và hai khớp bên ngoài được gắn với bánh xe. Trong cuộc sống hàng ngày, bản lề như vậy thường được gọi là "lựu đạn".

Cho đến giữa thế kỷ trước, các khớp nối cardan có vận tốc góc không bằng nhau thường được tìm thấy trong các thiết kế xe hơi. Thiết kế này được gọi là khớp vạn năng kép. Bản lề đôi đáng chú ý vì độ ồn và độ mài mòn tăng lên vòng bi kimkể từ lúc chuyển động thẳng ô tô, các kim mang không quay và các đường tiếp xúc của chúng với lồng và thanh ngang chịu ứng suất tiếp xúc đáng kể, dẫn đến mòn và thậm chí là bẹt kim.
Hiện nay, vòng bi như vậy rất hiếm trong các thiết kế ô tô.

Sự bằng nhau của vận tốc góc của trục dẫn động và trục dẫn động sẽ chỉ được quan sát nếu các điểm tiếp xúc trong khớp, qua đó các lực theo đường tròn cắt nhau, nằm trong mặt phẳng phân giác chia đôi góc giữa các trục. Tất cả các khớp nối CV đều dựa trên nguyên tắc này.

Khớp bi có vận tốc góc không đổi

Các khớp phổ bi có vận tốc góc bằng nhau đã nhận được ứng dụng lớn nhất. Trong số đó, có thể thấy thường xuyên nhất trong các thiết kế của xe nội địa bản lề kiểu Weiss có rãnh chia.
Thiết kế này được cấp bằng sáng chế vào năm 1923 bởi nhà phát minh người Đức Karl Weiss. Bản lề Weiss được sử dụng rộng rãi ở các phiên bản đóng mở được và không đóng mở được trên các dòng xe nội địa của các hãng "UAZ", "GAZ", "ZIL", "MAZ" và một số hãng khác. Các khớp nối kiểu "Weiss" được sản xuất bằng công nghệ tiên tiến và rẻ tiền, chúng cho phép bạn có được góc giữa các trục lên đến 32 °, tuy nhiên, tuổi thọ của chúng bị hạn chế 30 ... 40 nghìn km số dặm do điện áp tiếp xúc cao trong quá trình hoạt động.

Bản lề tháo lắp được ( quả sung. 1) có cấu trúc như sau. Trục 1 thực hiện bằng nắm đấm 2 và 5 trong đó bốn rãnh được cắt 3 ... Khi lắp ráp, các nắm đấm nằm trong các mặt phẳng vuông góc và giữa chúng có các rãnh 3 bốn quả bóng được cài đặt 7 .
Để đặt giữa các nắm đấm, một chốt được lắp vào lỗ được tạo ở một trong số chúng. 6 với bóng định tâm 4 ... Từ chuyển động dọc trục, chốt được cố định bằng chốt khác 6 nằm hướng tâm.
Đường tâm của rãnh 3 cắt sao cho những quả bóng 7 , các lực truyền nằm trong mặt phẳng phân giác (phân giác) giữa các trục. Chỉ có hai viên bi tham gia vào quá trình truyền lực, tạo ra ứng suất tiếp xúc cao và làm giảm tuổi thọ của khớp. Hai bi còn lại truyền mômen quay khi xe lùi.

Trong các thiết kế khác, ứng suất tiếp xúc được giảm xuống bằng cách tăng số lượng bi đồng thời tham gia hoạt động, điều này chắc chắn dẫn đến sự phức tạp của bản lề.

Chi tiết khớp bóng "Rceppa" (quả sung. 1, b) nằm trong cốc 8 , bên trong có sáu rãnh hình cầu để lắp sáu quả bóng 7 ... Quả cầu hình cầu có các rãnh giống nhau. 10 , trong lỗ có rãnh mà trục truyền động của hộp số cardan đi vào. Các quả bóng trong một mặt phẳng phân giác được thiết lập bởi một thiết bị phân chia bao gồm một dải phân cách 9 , hướng dẫn cốc 11 và đòn bẩy lập chỉ mục 12 .
Cần có ba bề mặt hình cầu: bề mặt cuối đi vào ghế của trục lái và trục dẫn động, và bề mặt ở giữa - vào lỗ của cốc dẫn hướng 11 ... Cần được ép vào trục truyền động bằng lò xo 13 ... Chiều dài của các cánh tay đòn sao cho khi mômen truyền theo một góc, nó làm quay cốc dẫn hướng 11 và phân cách 9 để tất cả sáu quả bóng 7 được cài đặt trong mặt phẳng phân giác và tất cả chúng đều cảm nhận và truyền tải nỗ lực. Điều này cho phép bạn giảm kích thước bản lề và tăng tuổi thọ của nó.

Bản lề của loại "Rceppa" rất phức tạp về mặt công nghệ, tuy nhiên, nó nhỏ gọn hơn bản lề có rãnh cao độ và có thể làm việc ở các góc giữa các trục lên đến 40 °. Vì lực trong khớp này được truyền bởi cả sáu viên bi, nên nó cung cấp truyền mômen xoắn lớn trong kích thước nhỏ. Độ bền của bản lề "Rceppa" đạt 100-200 nghìn km.

Một gimbal bóng khác bản lề Bearfield trình bày tại hình 1, c... Nó bao gồm một cái cốc 8 , nắm tay hình cầu 10 và sáu quả bóng 7 đặt trong một dấu phân cách 9 ... Nắm đấm hình cầu 10 phù hợp với phần có rãnh của trục truyền động 16 và bị khóa bằng một chiếc nhẫn 14 ... Bản lề được bảo vệ khỏi bụi bẩn xâm nhập vào khoang bên trong với lớp bảo vệ vỏ cao su 15 .
Tất cả các bề mặt hình cầu của các bộ phận bản lề được làm dọc theo các bán kính khác nhau và các rãnh có độ sâu thay đổi. Do đó, khi một trong các trục nghiêng, các quả bóng bị đẩy ra khỏi vị trí giữa và đặt trong mặt phẳng phân giác, điều này đảm bảo sự quay đồng bộ của các trục.

Bản lề kiểu Bearfield có hiệu quả cao, bền và có thể hoạt động ở các góc lên đến 45 ˚. Do đó, chúng được sử dụng rộng rãi trong việc truyền động các bánh lái của nhiều bánh trước xe du lịch như một bản lề bên ngoài, hoặc, như nó còn được gọi, một "lựu đạn" bên ngoài.
Nguyên nhân chính khiến bản lề bị hỏng sớm là do vỏ bảo vệ đàn hồi bị hư hỏng. Vì lý do này, ô tô khả năng xuyên quốc gia cao thường có một con dấu bằng thép nắp. Tuy nhiên, điều này dẫn đến việc tăng kích thước của khớp và giới hạn góc giữa các trục 40 °.

Khi sử dụng bản lề kiểu Beerfield, bản lề vận tốc không đổi phải được lắp vào đầu bên trong của thanh trượt để bù cho sự thay đổi chiều dài trục các đăng khi phần tử treo đàn hồi bị biến dạng.

Các chức năng như vậy được kết hợp trong một gimbal sáu bóng phổ quát loại bản lề "ГКН" (GKN).
Chuyển động dọc trục trong bản lề loại GKN được cung cấp bởi chuyển động của các viên bi dọc theo các rãnh dọc của thân, trong khi lượng chuyển động cần thiết xác định chiều dài của bề mặt làm việc, ảnh hưởng đến kích thước của bản lề. Góc nghiêng tối đa cho phép của trục trong thiết kế này bị hạn chế 20 °.
Trong quá trình chuyển động của trục, các viên bi không lăn mà trượt theo các rãnh, điều này làm giảm hiệu quả của bản lề.

Trong các thiết kế của xe du lịch hiện đại, đôi khi có khớp cardan của loại "Lebro" (Loebro), giống như khớp GKN, thường được lắp ở đầu bên trong của trục truyền động, vì chúng có thể bù đắp cho sự thay đổi chiều dài của trục truyền động.

Bản lề Lebro khác với bản lề GKN ở chỗ các rãnh trên cốc và khớp ngón được cắt một góc 15-16 ° đối với ma trận chung của hình trụ, và hình dạng của lồng là đúng - không có hình nón và có các mặt bên ngoài và bên trong song song.
Một bản lề như vậy có kích thước nhỏ hơn so với các bản lề sáu bi khác, ngoài ra, lồng của nó chịu tải ít hơn, do nó không thực hiện chức năng di chuyển các quả bóng trong nắm đấm.

Cấu trúc cơ bản của các khớp bi này được thể hiện trong hình 2.

Dẫn động bánh trước của VAZ-2110

Dẫn động bánh trước của VAZ-2110 ( quả sung. 3) bao gồm một trục 3 và hai khớp cardan 1 và 4 các vận tốc góc bằng nhau. Trục 3 bánh xe bên phải làm bằng ống, và bánh xe bên trái làm bằng thanh. Ngoài ra, các trục có chiều dài khác nhau. Một nắp bảo vệ được đặt trên trục 6 và sau đó là bản lề được lắp ráp với chất bôi trơn cố định chống lại chuyển động của trục bằng một vòng giữ 5 . Vỏ bảo vệ gắn chặt bằng kẹp 2 .

Bản lề bên trong (lựu đạn bên trong) 1 , được dệt kim với một bộ vi sai, là phổ biến, tức là, ngoài việc đảm bảo quay đồng đều của các trục ở một góc khác nhau, nó cho phép bạn tăng tổng chiều dài của ổ đĩa, điều cần thiết để di chuyển hệ thống treo trước và đơn vị năng lượng... Điều này xảy ra bởi vì bề mặt bên trong của vỏ bản lề 1 có dạng hình trụ và các rãnh trong đó được cắt theo chiều dọc, điều này cho phép chi tiết nội bộ của bản lề để di chuyển dọc theo các rãnh dọc theo hướng trục.



Khớp cam vận tốc góc không đổi

Trên các xe có tải trọng trung bình và lớn của các nhãn hiệu "KamAZ", "Ural", "KrAZ" cardan dẫn động bánh trước hoạt động dưới mô men xoắn lớn. Các khớp bi không thể truyền mômen xoắn lớn do sự xuất hiện của ứng suất tiếp xúc đáng kể và hạn chế về áp suất riêng của bi lên rãnh. Do đó, họ sử dụng khớp cam cardan ( quả sung. 1, g). Bản lề tương tự đôi khi được lắp trên các xe UAZ dẫn động cầu trước.

Cam gimbal vận tốc góc bằng nhau ( quả sung. 1, g) bao gồm hai ngã ba 18 và 20 được đưa vào nắm đấm 2 và 5 có rãnh; đĩa được bao gồm trong các khe này 19 ... Khi truyền mômen quay và chuyển động quay từ trục truyền động 17 trên trục dẫn động khi bánh xe quay, mỗi nắm tay 2 và 5 quay đồng thời so với trục của rãnh ngã ba trong mặt phẳng nằm ngang và so với đĩa 19 trong mặt phẳng thẳng đứng.
Các trục của rãnh của dĩa nằm trên một mặt phẳng đi qua mặt phẳng trung tuyến của đĩa. Các trục này nằm cách giao điểm của các trục của trục một khoảng bằng nhau và luôn vuông góc với trục của trục nên giao điểm của chúng luôn nằm trong mặt phẳng phân giác.

Một mối nối phổ thông như vậy đòi hỏi phải tăng cường chú ý đến việc bôi trơn, vì ma sát trượt là đặc trưng của các bộ phận của nó, gây ra sự nóng và mòn đáng kể của các bề mặt cọ xát. Ma sát trượt giữa các bề mặt tiếp xúc dẫn đến khớp cam có hiệu suất thấp nhất trong tất cả các khớp vận tốc không đổi. Tuy nhiên, nó có khả năng truyền mô-men xoắn đáng kể.

Một loại bản lề cam khác có vận tốc góc bằng nhau là bản lề Tract ( trên bức tranh), bao gồm bốn phần được dập: hai ống lót và hai hình nắm đấm, các bề mặt cọ xát của chúng được mài.
Nếu chúng ta chia gimbal cam dọc theo trục đối xứng, thì mỗi phần sẽ đại diện cho một gimbal của vận tốc góc không bằng nhau với các trục xoay cố định. Trong thiết kế như vậy, lực ma sát trượt đáng kể cũng phát sinh, làm giảm hiệu quả của bản lề.

Khớp vận tốc không đổi ba chốt

Trong một khớp ba đinh ( trên bức tranh) mô-men xoắn từ trục dẫn động được truyền bởi ba con lăn hình cầu, được gắn trên các đinh hướng tâm được kết nối chặt chẽ với vỏ bản lề trục dẫn động. Các gai có góc so với nhau 120 ˚. Con lăn hình cầu thường được gắn trên các đinh tán bằng cách sử dụng vòng bi kim.

Trục truyền động có một chạc ba con lăn với các con lăn trong các rãnh hình trụ. Khi mô-men xoắn được truyền giữa các trục không thẳng hàng, các con lăn trượt dọc theo các rãnh và đồng thời trượt theo hướng xuyên tâm so với các đinh tán. Góc giới hạn giữa các trục của trục lên đến 40 ˚.

Một đặc điểm của khớp ba đinh là, không giống như khớp bi, sự truyền mômen từ các bộ phận dẫn động sang bộ dẫn động không xảy ra trong mặt phẳng phân giác, mà trong mặt phẳng đi qua trục của các đinh tán. Sự cân bằng về tốc độ quay của trục lái và trục dẫn động được đảm bảo cho mọi sự sắp xếp lẫn nhau của các trục của chúng.



Cardan chung được coi làbộ phận chính của phần nguồn, là một phần của trục các đăng. Bản lề này được cung cấp hoàn toàn với bất kỳ sửa đổi nào, đồng thời cung cấp mô-men xoắn năm mươi, một trăm sáu mươi, hai trăm năm mươi, bốn trăm, sáu trăm ba mươi và một nghìn N m cho xe công nông, cũng như xe chuyên dùng.

Đối với xe công nông cardan doanh hoàn toàn đảm bảo việc truyền lực của nó ở mô-men xoắn ở số vòng quay mỗi phút là một nghìn hai trăm năm mươi. Độ nghiêng góc làm việc lên đến 22 độ. Nếu có mong muốn nhận được thông tin chi tiết và chính xác hơn về các giá trị này, bạn có thể tìm thấy thông tin này theo GOST 13758-89.

Cardan doanh cung cấp bảo mật theo mômen xoắn liên quan đến trục mà trục của chúng cắt nhau một góc. Các khớp Cardan được phân biệt bằng tốc độ góc: bằng nhau và không bằng nhau. Các khớp vận tốc bằng nhau Tùy thuộc vào thiết kế của chúng, chúng được chia thành: kế hoạch bóng, có rãnh phân chia, kế hoạch cam và kế hoạch đôi, và kế hoạch bóng với một cần chia đặc biệt. Bản lề có vận tốc góc không bằng nhau thì đàn hồi hoặc cứng.

Cardan khớp với kế hoạch đàn hồi cho hiệu ứng của chúng so với trục và trục giao nhau ở góc hai và ba độ hoặc hơn một chút. Từ biến dạng có tính chất đàn hồi trên các phần tử kết nối, chúng bắt đầu thực hiện các chức năng với một van điều tiết bổ sung trong dao động xoắn.

Cardan khớp với kế hoạch cứng tốc độ không đồng đều cung cấp mô-men xoắn của chúng trước tiên đến một trục và sau đó đến trục kia. Điều này xảy ra trực tiếp thông qua các khớp khá linh hoạt trong các bộ phận cứng. Như là bản lề có hai nĩacó lỗ hình trụ. Chúng chứa các đầu của các phần tử kết nối, được gọi là chữ thập. Hai phuộc ăn khớp khá chặt trên trục. Khi trục quay, một số đầu ở con nhện bắt đầu lắc lư trên mặt phẳng vuông góc với trục trên trục.

Các khớp cardan kế hoạch chéochỉ được sử dụng để đảm bảo rằng liên kết cơ khí giữa trục khuỷu và trục truyền động chính là khá mạnh, tốt và linh hoạt. Mối liên kết trước hết phải linh hoạt vì trong trường hợp này có sự chuyển động liên tục trong khu vực của phần đầu trục so với thùng xe. phương tiện tại thời điểm khi nó đang chuyển động. Thành phần của một khớp phổ quát như vậy tiếp theo: một chữ thập, bao gồm bốn đinh tán, cốc, phớt dầu, ổ trục kim và vòng tròn. Về cơ bản, bản lề như vậy phục vụ trong một thời gian rất dài, đôi khi chúng thậm chí có thể tồn tại lâu hơn bản thân chiếc xe, nhưng điều đáng lưu ý là đường xấu có ảnh hưởng rất xấu đến bản lề chéo, nơi mà chiều cao thân xe thường có thể thay đổi so với mặt đường, nơi có tải trọng đáng kể có tính chất thay đổi. Do đó, trong những điều kiện như vậy, chức năng của bản lề giảm sút mạnh và điều này có thể dẫn đến hỏng hóc. Đối với những điều kiện bất lợi như vậy, có một loại trục cardan bền, được trang bị các khớp cardan chéo kép. Với ví dụ cardan doanhvấn đề này không có ý nghĩa xác định.

Cardan truyền :
1 - khớp nối đàn hồi;
2 - bu lông buộc khớp nối đàn hồi đến mặt bích;
3 - chữ thập;
4 - phớt dầu;
5 - vòng giữ;
6 - ổ trục chéo;
7 - đai ốc;
8 - mặt bích khớp nối đàn hồi;
9 - phớt dầu;
10 - giá đỡ phớt dầu;
11 - giá đỡ an toàn;
12 - bu lông để bắt chặt giá đỡ vào giá đỡ trung gian;
13 - mặt trước trục các đăng;
14 - giá đỡ trung gian;
15 - giá đỡ trung gian;
16 - chạc của trục các đăng trước;
17 - trục các đăng sau;
18 - phuộc của trục các đăng sau;
19 - mặt bích của bánh răng truyền động bánh răng chính;
20 - đai ốc;
21 - chốt của nĩa

Trong hộp số ô tô, bộ truyền động cardan được sử dụng để truyền mômen giữa các trục, các trục không nằm trên một đường thẳng và thay đổi vị trí của chúng trong không gian. Nói chung, quá trình truyền cardan bao gồm trục cardan, khớp nối cardan, giá đỡ trung gian và thiết bị kết nối.
Theo cách sắp xếp, các ổ cardan được phân loại thành đóng cửa và mở.
Truyền cardan kín đặt bên trong đường ống. Ống có thể hấp thụ các lực và phản ứng xảy ra trên trục truyền động và đóng vai trò dẫn hướng hệ thống treo. Trong bộ truyền động cardan như vậy, chỉ có một khớp nối được sử dụng, và sự quay không đều của trục cardan được bù lại bằng tính đàn hồi của nó. Các thiết kế đã biết trong đó vai trò của trục cardan được thực hiện bởi một thanh xoắn (trục đàn hồi có đường kính nhỏ), trong khi không có khớp cardan.

Thiết kế hỗ trợ trung gian:
1 - phích cắm;
2 - đệm đàn hồi;
3 - gối đỡ trung gian

Mở đường truyền không có ống dẫn và mômen phản ứng được lấy bởi lò xo hoặc lực đẩy phản lực... Bộ truyền cardan phải có ít nhất hai bản lề và một liên kết bù, vì khoảng cách giữa các bộ phận được kết nối thay đổi trong quá trình di chuyển. Trên các ô tô trục cơ sở dài, người ta sử dụng bộ truyền động cardan, gồm hai trục. Điều này loại trừ khả năng trùng hợp vận tốc góc tới hạn của trục với trục vận hành. Giảm chiều dài của trục làm tăng tốc độ tới hạn của nó, tốc độ này phải cao hơn ít nhất 1,5 lần so với tốc độ tối đa có thể trong quá trình vận hành. Thiết kế trục truyền động hai trục yêu cầu ứng dụng hỗ trợ trung gian một trong các trục, ổ trục được lắp trong một vòng đàn hồi để bù cho chuyển động dọc trục có thể có của bộ nguồn trên khung hoặc thân.

Với tất cả các thiết kế đa dạng và theo đặc tính động học và góc cho phép giữa các trục, các khớp nối vạn năng có thể được phân loại như thể hiện trong bảng.
Mối ghép chung của các vận tốc góc không bằng nhau được phát minh vào thế kỷ 16. bởi nhà toán học người Ý Girolamo Cardano và ban đầu được tìm thấy ứng dụng để treo đèn lồng trong toa tàu. Sau đó, nhà khoa học người Anh Robert Hooke đã đưa ra một mô tả toán học về động học của cơ chế này.

Chi tiết về quá trình truyền cardan (a) và đồ thị sự phụ thuộc của tốc độ góc (b):
1 - chạc có rãnh;
2 - Tấm hình chữ U;
3 - khóa máy giặt;
4 - chữ thập;
5 - phuộc của trục các đăng phía sau;
6 - trục các đăng sau;
7 - mặt bích của bánh răng dẫn động bánh răng chính;
8 - khớp cardan phía sau;
9 - ổ trục kim;
10 - vòng giữ;
11 - bu lông; 12 - vòng làm kín;
α - góc quay của trục truyền động;
β - góc quay của trục dẫn động;
γ - góc giữa các trục

Phân tích sơ đồ ăn khớp cardan cho thấy với vận tốc góc không đổi của trục truyền động, trục được dẫn động quay theo chu kỳ: trong một vòng quay nó chậm hai lần và vượt trục hai lần. Trong trường hợp này, khi góc γ giữa các trục tăng lên, sự quay không đều sẽ tăng lên nhanh chóng. Để một bộ truyền cardan với các khớp có vận tốc góc không bằng nhau truyền chuyển động quay đồng bộ giữa các trục của các khối được kết nối, nó phải bao gồm một số khớp, sự bố trí lẫn nhau của chúng sẽ bù cho sự truyền chuyển động quay không đều của mỗi khớp. Vì lý do này, số lượng khớp nối tối thiểu phải là 2. Đồng thời, trong một bộ truyền động cardan có hai khớp nối các yêu cầu bố trí sau đây phải được đáp ứng:
- dĩa dẫn đầu được đặt ở góc 90 ° với nhau;
- góc giữa các trục trong cả hai khớp γ1 và γ2 bằng nhau;
- tất cả các trục nằm trong cùng một mặt phẳng.

Khớp chung của vận tốc góc không bằng nhau

Đối với bánh răng cardan có nhiều hơn ba khớp vận tốc góc không bằng nhau, chuyển động quay đồng bộ của các trục của các bộ được kết nối đạt được bằng một tỷ lệ nhất định của các góc giữa các trục của tất cả các khớp, tỷ số phụ thuộc vào số lượng khớp. Khớp cardan vận tốc góc không bằng nhau bao gồm hai cái nĩa, vào các lỗ hình trụ trong đó các đầu của chữ thập được lắp vào. Các phuộc được cố định chắc chắn vào các trục. Khi trục quay, các đầu của chữ thập chuyển động so với mặt phẳng vuông góc với trục của trục.
Chữ thập của khớp cardan phải được đặt đúng tâm để loại bỏ sự mất cân bằng thay đổi của trục cardan trong quá trình quay của nó. Định tâm được thực hiện bằng cách định vị chính xác các vòng quay bằng cách sử dụng các vòng tròn hoặc nắp gắn vào dĩa trục. Góc tối thiểu giữa các trục phải ít nhất là 2 °, nếu không các trục của mặt cắt sẽ bị biến dạng bởi kim và bản lề nhanh chóng sụp đổ (hiện tượng ngâm nước muối).
Việc phát triển các thiết kế cho các khớp nối cardan có vận tốc góc không bằng nhau theo con đường giảm tổn thất liên quan đến chuyển động quay của các đầu của chữ thập trong các lỗ của dĩa. Trong các thiết kế của bản lề đầu tiên, các đầu của chữ thập được gắn trên ổ trục trơn. Có tính đến thực tế là số lượng bản lề trong bộ truyền động của xe nhiều trục có thể vượt quá hai chục, việc sử dụng ổ trục trơn có thể làm giảm đáng kể hiệu quả tổng thể của bộ truyền động. Trong khớp cardan ô tô hiện đại chỉ sử dụng vòng bi lăn kim.
Các thiết kế trước đây sử dụng dầu mỡ, loại dầu này phải được thay mới định kỳ thông qua một máy lọc dầu đặc biệt. Các khớp nối Cardan của ô tô hiện đại thường được bôi đầy dầu mỡ chất lượng cao, không được thay thế trong quá trình lắp ráp và vận hành.

Đã có một số lượng lớn các thiết bị kỹ thuật trong cơ khí có khả năng chuyển đổi hầu hết mọi lượng năng lượng thành một loại năng lượng thuận tiện hơn cho chúng ta hoặc cho người khác. thiết bị kỹ thuật... Bài viết này sẽ thảo luận về truyền động cardan là gì và nó đóng vai trò gì trong ngành công nghiệp ô tô?

Gimbal là gì?

Truyền cardan được gọi là một thiết bị máy mócđược thiết kế để truyền mô-men xoắn giữa các trục giao nhau ở tâm của cardan. Tính năng chính Loại truyền động này là các trục có khả năng chuyển động thẳng góc, điều này rất quan trọng đối với các ứng dụng trong nhiều ô tô.

Cardan bao gồm hai trục với các nĩa đặc biệt ở hai đầu. Các phuộc này được gắn qua trục với một trung tâm truyền động chung. Do đó, với một sự thay đổi góc về vị trí, các trục có thể quay tự do, mỗi trục ở vị trí riêng của nó.

Ban đầu, trục các đăng được lắp trên ổ bánh sau và xe bốn bánh... Nó cho phép từ phôi hộp số đến trục sau, cũng như từ hộp số hộp số sang bánh trước... Thực tế là mặt sau hoặc trục trước gắn vào hệ thống treo của xe đang chuyển động thẳng đều. Vì vậy, nó chỉ ra rằng thay đổi vị trí của cầu cũng đòi hỏi thay đổi vị trí của trục dẫn động. Đây là nơi giúp trục cardan, không chỉ truyền mô-men xoắn cần thiết mà còn hoạt động như một bộ phận bổ sung cho hệ thống treo của xe.

Cơ chế thứ hai mà gimbal cũng được sử dụng tích cực là hệ thống lái... Bây giờ, hầu hết tất cả các ô tô đều có cái gọi là két an toàn cần tay láicó thể gấp lại nhanh chóng khi có tai nạn và không làm hỏng chân người lái. Tất cả điều này đạt được thông qua khả năng thay đổi vị trí góc ở bất kỳ vị trí góc nào so với trục khác.

Video - Nguyên lý truyền cardan

Tại sao trục cardan không được sử dụng thay vì khớp CV?

Nó có vẻ là một câu hỏi khá hợp lý. Nếu trục các đăng có khả năng này quay ngay cả khi góc của các trục so với nhau thay đổi, thì tại sao không sử dụng nó trong các xe dẫn động cầu trước?

Trước khi trả lời câu hỏi này, cần phải xem xét một trong những nhược điểm đáng kể của loại hình chuyển nhượng này. Nó bao gồm quay không đồng bộ của một trong các trục. Thực tế là nếu, ví dụ, trục truyền động quay với tốc độ đồng đều, thì trục dẫn động nhất thiết sẽ quay không đều. Ở những chiếc xe dẫn động cầu trước, việc truyền mô-men xoắn đồng bộ đến các bánh trước dẫn động là quan trọng nhất, do đó, ở đó người ta sử dụng các loại khớp tương tự phức tạp hơn - SHRUS.

Tuy nhiên, mặc dù có nhược điểm này, có thể kết luận rằng nó dễ dàng bị loại bỏ nếu các khớp ghép nối đặc biệt được lắp đặt trên mỗi trục, điều này sẽ cân bằng đồng bộ hóa quay, mặc dù không hoàn toàn, nhưng ít nhất là các kích thước xấp xỉ bằng nhau.

Tuy nhiên, SHRUS là một loại xi-nhan và có thiết kế phức tạp hơn và một nhược điểm đáng kể khác - không thể quay bánh xe qua một góc 70 độ. Mặt khác, bản lề tốt hơn nhiều so với khớp thông thường thông thường, nhưng có nhược điểm của nó.

• Thứ nhất, "lựu đạn" có tuổi thọ thấp hơn so với trục cardan và rất thường xuyên hỏng hóc.
• Thứ hai, độ tin cậy của việc gắn chặt bản lề và cardan - ở đây cardan chắc chắn thắng, vì nó có cấu trúc toàn kim loại dày hơn.

Trong quá trình làm việc trên bánh sau, gimbal có khả năng tạo ra những rung động nhất định khi lái xe trên vòng quay cao... Những nhược điểm này được giảm bớt bằng cách sử dụng hai trục cardan cùng một lúc. Việc tăng số lượng bánh răng dẫn đến việc đi xe mượt mà hơn và khi vượt qua các bất thường khác nhau của mặt đường.

Tất cả các kết nối với hộp số được bôi trơn truyền Dầu... Trong một số hộp số, trục như vậy được lắp trực tiếp vào bên trong hộp số, nơi phần tử này được bôi trơn.

Trục phôi và trục các đăng được gia cố bằng các ổ trục kim, giúp giảm ma sát khi quay và thay đổi vị trí góc của một trong các trục.

Trục chân vịt trục trặc

Trong quá trình hoạt động của trục các đăng, bạn có thể quan sát danh sách các lỗi nhất định. Loại thứ nhất có thể là do các rung động khác nhau gây ra bởi sự uốn cong và mất cân bằng của trục các đăng. Cong có thể do lái xe cẩu thả và hung hăng trên đường không bằng phẳng mặt đường... Sự cố thứ hai có thể được gọi là gõ xuất hiện trong quá trình vận hành cardan.

Tất cả những rắc rối này có ảnh hưởng bất lợi không chỉ đến tình trạng của trục các đăng, mà còn ảnh hưởng đến hộp số, cũng như hộp số. trục sau... Trên thực tế, việc đập trục các đăng là một hiện tượng rất nguy hiểm, bởi nếu các ốc vít bị mòn hoàn toàn hoặc một bộ phận nào đó bị gãy, xe sẽ trở nên bất động hoàn toàn.

Ổ đĩa cardan được sử dụng ở đâu khác?

Bộ truyền động cardan đã được ứng dụng rộng rãi không chỉ trong ngành công nghiệp ô tô mà còn là một phần công cụ của bất kỳ thợ cơ khí ô tô nào. Vì vậy, ví dụ, một phụ kiện tuốc nơ vít đặc biệt đã xuất hiện, có phương pháp cardan để truyền mô-men xoắn. Một chiếc tuốc nơ vít như vậy giúp dễ dàng tháo các đai ốc hoặc bu lông được siết chặt ở những nơi có vấn đề, và đôi khi không thể đến gần bằng một công cụ thông thường.

Đây có lẽ là tất cả những gì bạn cần biết về Driveline. Cần phải cẩn thận khi xử lý các yếu tố đó. Thực tế là khi bất kỳ bộ phận nào của cardan bị thay đổi hoặc biến dạng, nó bắt đầu hoạt động không đều, và do đó, dần dần làm mòn hộp số và bánh răng. bánh sau... Bạn có thể tự mình tháo rời và lắp ráp trục truyền động, nếu bạn có bộ tối thiểu công cụ và thiết bị đặc biệt.