Добавлен: 16.10.2024
Просмотров: 11
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
М
инистерство образования Республики БеларусьУЧРЕЖДЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ
«ПОЛОЦКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ университет»
Механико-технологический факультет
Кафедра автомобильного транспорта
Реферат
по учебной дисциплине «Автомобили»
на тему «Карданные передачи грузовых и легковых автомобилей»
Выполнил студент группы
Проверил
Новополоцк, 2022г.
Введение
Карданная передача- конструкция, передающая крутящий момент между валами, пересекающимися в центре карданной передачи и имеющими возможность взаимного углового перемещения. Широко используется в различных областях человеческой деятельности, когда трудно обеспечить соосность вращающихся элементов. Подобные функции может выполнять также зубчатая муфта
В автомобиле карданный вал служит для передачи крутящего момента от коробки передач (раздаточной коробки) к ведущим мостам в случае классической или полноприводной компоновки. Также используется в травмобезопасной рулевой колонке для соединения рулевого вала и рулевого исполнительного механизма (рулевого редуктора или рулевой рейки).
Карданная передача имеет существенный недостаток- несинхронность вращения валов (если один вал вращается равномерно, то другой- нет), увеличивающуюся при увеличении угла между валами. Это исключает возможность применения карданной передачи во многих устройствах, например, в трансмиссии переднеприводных автомобилей. Отчасти этот недостаток может быть скомпенсирован использованием на одном валу парных шарниров, повёрнутых на четверть оборота друг относительно друга. Однако там, где требуется синхронность, как правило, используется не карданная передача, а шарнир равных угловых скоростей (ШРУС)- более совершенная, однако и более сложная конструкция того же назначения.
Ведущие мосты автомобиля устанавливаются на раме или на кузове автомобиля с помощью упругих элементов подвески и во время движения мосты изменяют свое положение относительно мест крепления. Чтобы передать крутящий момент в таких условиях от коробки передач к ведущему мосту, применяют карданные передачи. Их используют и в приводе к передним управляемым и ведущим колесам. Карданная передача к ведущему мосту состоит из карданного вала, шарниров и промежуточной опоры. Карданные шарниры обеспечивают передачу крутящего момента между валами, оси которых пересекаются под изменяющимися углами. В трансмиссии автомобилей применяют жесткие карданные шарниры неравных и равных угловых скоростей.
Устройство и принцип работы
Коробка передач через картер сцепления связана с двигателем и по отношению к кузову автомобиля занимает определенное неподвижное положение. Задний же мост, в котором смонтирована главная передача, подвешен к раме или кузову автомобиля при помощи листовых рессор или пружин. При прогибе рессор задний мост изменяет свое положение, поэтому соединять коробку передач и задний мост между собой жестко нельзя. Для передачи крутящего момента от ведомого вала коробки передач ведущему валу главной передачи под изменяющемся углом и служит карданная передача.
К карданной передаче относятся валы, шлицевая втулка, карданные шарниры и промежуточная опора с подшипником. Валы карданной передачи изготовлены из тонкостенных стальных труб.
Устройство кардана и принцип работы карданной передачи показаны на рис. 1. На крестовину кардана ставят проушинами две вилки: одна является частью трубы карданного вала, другая частью фланца. После этого в проушинах размещают игольчатые подшипники в обоймах. Они охватывают шейки крестовины и закрепляются в проушинах стальными стопорными кольцами. При наличии таких карданов передача способна передавать вращение под различными, изменяющимися при движении автомобиля углами.
Рис.1. Карданная передача,главная передача и дифференциал
Такая передача из-за большой длины карданного вала часто вибрирует. Кроме того, пол кузова некоторых легковых автомобилей имеет арку для карданного вала, а это создает неудобства для пассажиров. Поэтому на легковые автомобили стали ставить карданную передачу с укороченным карданным валом. Коробка же передач осталась на своем месте. Получился разрыв между ведомым валом коробки передач и передним фланцем карданной передачи. Для компенсации этого разрыва, и чтобы длина карданного вала была меньше нужен был дополнительный вал.
Так появился у карданной передачи промежуточный вал, передний конец которого при помощи кардана связан с ведомым валом коробки передач, а задний конец - с передним концом карданного вала при помощи шлицевого соединения и кардана. При этом задний конец проходит через шариковый подшипник опоры - кронштейна, жестко закрепленного снаружи на днище кузова. Пол кузова стал более ровным, возможности появления вибраций карданной передачи уменьшились.
Разновидности карданных передач
Карданный шарнир неравных угловых скоростей состоит из жестких деталей (рис. 2а): ведущей 1 и ведомой 4 вилок, крестовины 2, на шипы которой надеты игольчатые подшипники 3. Крутящий момент передается от вилки 1 к вилке 4 через крестовину 2. При такой конструкции и равномерном вращении вилки ведущего вала угловая скорость ведомой вилки будет изменяться два раза за каждый оборот, увеличиваясь и уменьшаясь. Поэтому такой шарнир называют шарниром неравных угловых скоростей.
Рис.2. Жесткие карданные шарниры.
Чтобы устранить неравномерность вращения ведомого вала в карданной передаче, применяют обычно два шарнира неравных угловых скоростей, располагаемых на концах карданного вала. Тогда неравномерность вращения, возникающая в первом ведущем шарнире, компенсируется неравномерностью вращения второго шарнира и ведомый вал передачи вращается равномерно с угловой скоростью ведущего вала. Такая карданная передача называется двойной. Одинарные передачи с одним жестким карданным шарниром практически не применяются.
В приводе передних управляемых и ведущих колес автомобилей повышенной проходимости применяют шарниры равных угловых скоростей двух типов: шариковые и кулачковые.
Шариковый карданный шарнир (рис. 2б) состоит из двух фасонных кулаков 5 с овальными канавками, куда закладывают ведущие шарики 7. Для центрирования вилок используют сферические впадины на их внутренних торцах, в которых устанавливается центрирующий шарик 6.
При передаче крутящего момента ведущие шарики располагаются независимо от угловых перемещений вилок в их овальных канавках в плоскости, делящей угол между осями пополам. В результате обе вилки вращаются с одинаковой угловой скоростью.
Кулачковый карданный шарнир равных угловых скоростей применяют в приводе переднего колеса автомобиля «Урал-375» (рис. 2в). Конструкция шарнира включает наружную полуось 8 колеса, которая входит шлицевым концом в вилку 9 шарнира. Внутренняя полуось выполнена как одно целое с вилкой 9 шарнира, а ее наружный конец стыкуется с шестерней дифференциала шлицевым соединением. В вилки 9, установлены кулаки 10, в пазы которых заложен стальной диск 11. При работе шарнира полуоси вращаются вместе с вилками вокруг кулаков в горизонтальной плоскости, а вместе с кулаками вокруг диска в вертикальной плоскости. Таким образом обеспечивается передача крутящего момента на ведущие и управляемые передние колеса. Недостатком рассмотренного шарнира является повышенное трение в местах сопряжения диска и кулаков с вилками, в результате чего снижается коэффициент полезного действия и повышается нагрев и износ шарнира во время работы.
Неисправности и их устранение
Основными признаками неисправности карданной передачи являются стуки и рывки при трогании с места и переключении передач, вибрации и шумы. Сильные вибрации карданной передачи проявляются на определенных скоростях движения автомобиля, когда уровень вибрации и шума может достигать максимальной величины. (Обычно это скорость 80...90 км/ч.) Весь автомобиль охватывает мелкая дрожь и слышится монотонный гул. Ездить с вибрирующей карданной передачей недопустимо.
Неисправности в карданной передаче заключаются в ослаблении затяжки болтов крепления фланцев карданов, в износе деталей карданов и, в частности, подшипников, из шлицевого соединения карданного вала. Эти неисправности надо устранять, так как это опасно для движения автомобиля.
Почувствовав неисправность карданной передачи, следует остановить автомобиль, проверить и, если необходимо, подтянуть болты крепления фланцевой вилки к фланцу ведущей шестерни заднего моста, болты крепления упругой промежуточной опоры, а также болты крепления упругой муфты к фланцу ведомого вала коробки передач. При проверке необходимо убедиться, что нет повышенного биения фланца ведущей шестерни заднего моста, люфта в кардане, задиров в шлицевых соединениях и не погнут карданный вал. Если при контроле окажется, что биение фланца больше (превышает 0,15 мм), то снять фланец с шестерни, повернуть на 180° и снова установить. Если этим биение не устранено, то выправить или заменить фланец. Наличие люфта в кардане можно проверить, толкая его снизу-вверх. При наличии люфта в подшипниках кардана надо заменить крестовину и подшипник.
При установке подшипников необходимо убедиться в том, что все иглы вставлены в стаканчик. Отсутствие хотя бы одной иглы будет причиной разрушения подшипника вследствие перекоса игл.
Возможные неисправности карданной передачи, их причины и способы устранения
| Причина неисправности | Способ устранения |
| Стук в карданной передаче при трогании с места, при резком разгоне или переключении передач | |
| Ослабление гаек болтов крепления эластичной муфты и фланцев карданных валов | Затяните гайки моментами, указанными в приложении |
| Увеличенный окружной зазор в шлицевом соединении переднего или заднего карданных валов | Проверьте величину зазора на среднем диаметре шлицев. Если он больше 0,30 мм, замените детали |
| Износ карданных шарниров | Отремонтируйте шарниры с заменой изношенных деталей |
| Шум и вибрация карданной передачи | |
| Деформация переднего или заднего карданных валов | Выправьте на прессе или замените валы |
| Дисбаланс карданных валов | Проверьте и отбалансируйте валы |
| Износ или повреждение центрирующего кольца вторичного вала коробки передач | Замените кольцо |
| Износ карданных шарниров | Отремонтируйте вал с заменой изношенных шарниров |
| Утечка смазки | |
| Ослабление обоймы сальника шлицевого соединения переднего, заднего или промежуточного карданных валов | Подожмите сальник и обожмите обойму, изношенный сальник замените. Смажьте шлицевое соединение |
| Повреждение защитного чехла шарнира равных угловых скоростей промежуточного вала | Разберите шарнир, замените защитный чехол. При повреждении деталей замените шарнир в сборе. Заполните шарнир смазкой и установите заглушку |
| Износ или повреждение сальников крестовин | Замените карданный шарнир в сборе |
Разборка
Перед разборкой карданную передачу промывают керосином, а на разделяемые детали краской наносят метки, чтобы при сборке соединить детали в том же положении и сохранить балансировку валов.
Перед разборкой карданную передачу промывают керосином, следует произвести маркировку деталей карданных валов, как указано на рис. 3, или отметить краской взаимное положение всех деталей чтобы при сборке соединить детали в том же положении и сохранить балансировку валов.
Рис. 3. Расположение меток и масленок на карданных валах:
- метки положения фланца промежуточного карданного вала; 2 - метки взаимного положения валов; 3 - метки положения скользящей вилки; 4 - метки положения вилок относительно крестовин; 5 - расположение масленок карданной передачи
карданный передача перемещение неисправность
Разборку карданов производят в следующей последовательности: снятие стопорных колец игольчатых подшипников; выпрессовка двух противоположных игольчатых подшипников - один наружу, а другой внутрь вилки; разборка крестовин. Стопорные кольца снимают отверткой.
Перед разборкой вала через алюминиевую оправку слегка постукивают по дну каждого корпуса игольчатых подшипников и круглогубцами снимают пружинные кольца. Для выпрессовки корпусов подшипников из вилок пользуются тисками, струбциной, прессом или выколоткой. На крышку подшипника устанавливают кусок трубы, а на противоположную сторону крестовины устанавливают головку. Диаметр головки должен быть немного меньше диаметра крышки.
Тисками или прессом выдавливают корпус подшипника из проушины внутрь трубы, перемещают головки на другую сторону и выпрессовывают второй подшипник.
Выпрессовку корпусов подшипника можно выполнить и ударами молотка по оправке, поставив карданный шарнир на подставку или тиски. При этом способе выпрессовки нужно быть осторожным и внимательным, так как даже при использовании мягкой оправки можно повредить подшипники и крестовины. После такого повреждения при сборке их больше не используют.
Сборка кардана
Сборку карданных валов производят в порядке, обратном разборке. Перед сборкой шлицевые соединения смазывают. Выполняя сборку, вначале собирают узлы, а потом проводят сборку карданной передачи. После сборки проверяют, легко ли вращаются шипы крестовины в каждом из подшипников кардана. Чтобы при сборке не образовалась подушка, шипы крестовины не смазывают. После сборки карданную передачу подвергают динамической балансировке на специальном станке.