Из чего состоит карданная передача: Устройство карданной передачи

Карданная передача – назначение, типы передач, устройство, работа

Карданная передача предназначена для передачи крутящего момента между валами, расположенными под углом друг к другу. В автомобиле карданная передача применяется, как правило, в трансмиссии и рулевом управлении.

Посредством карданной передачи могут соединяться следующие элементы трансмиссии:

1. двигатель и коробка передач;
2. коробка передач и раздаточная коробка;
3. коробка передач и главная передача;
4. раздаточная коробка и главная передача;
5. дифференциал и ведущие колеса.

Основным элементом карданной передачи является карданный шарнир. В зависимости от конструкции шарнира различают следующие типы карданных передач: с шарниром неравных угловых скоростей, с шарниром равных угловых скоростей, с полукарданным упругим шарниром, с полукарданным жестким шарниром.

Карданная передача с полукарданным жестким шарниром на автомобилях не применяется, т.

к. не отвечает требованиям надежности и технологичности.

Карданная передача с шарниром неравных угловых скоростей

Карданная передача с шарниром неравных угловых скоростей имеет устоявшееся название – карданная передача, обиходное название – кардан. Данный тип передачи применяется в основном на заднеприводных автомобилях и автомобилях с полным приводом.

Карданная передача включает шарниры неравных угловых скоростей, расположенные на карданных валах. При необходимости используется промежуточная опора. На концах карданной передачи установлены соединительные устройства.

Шарнир неравных угловых скоростей объединяет две вилки, расположенные под углом 90° друг к другу, крестовину и фиксирующие элементы. Крестовина вращается в игольчатых подшипниках, установленных в проушинах вилок. Подшипники необслуживаемые, пластичная смазка закладывается в них при сборке и в процессе эксплуатации не меняется.

Особенностью шарнира неравных угловых скоростей является неравномерная (циклическая) передача крутящего момента, т.

е. за один оборот ведомый вал дважды отстает и дважды обгоняет ведущий вал. Для компенсации неравномерности вращения в карданной передаче применяется не менее двух шарниров, по одному с каждой стороны карданного вала. При этом вилки противоположных шарниров располагаются в одной плоскости.

В карданной передаче в зависимости от расстояния, на которое передается крутящий момент, применяется один или два карданных вала. При двухвальной схеме первый вал носит название промежуточного, второй – заднего карданного вала. Место соединения валов фиксируется с помощью промежуточной опоры. Промежуточная опора крепится к кузову (раме) автомобиля. Для компенсации, возникающих в результате работы, изменений длины карданной передачи в одном из валов выполняется шлицевое соединение.

Соединение карданной передачи с другими элементами трансмиссии производится с помощью соединительных элементов: фланцев, муфт и др.

Карданная передача с шарниром равных угловых скоростей

Карданная передача с шарниром равных угловых скоростей нашла широкое применение в переднеприводных автомобилях для соединения дифференциала и ступицы ведущего колеса.

Карданная передача данного типа включает два шарнира равных угловых скоростей, соединенных приводным валом. Ближайший к коробке передач (дифференциалу) шарнир носит название внутреннего, противоположный ему – внешний шарнир.

С целью снижения уровня шума карданная передача с шарниром равных угловых скоростей также применяется в трансмиссиях автомоблей с задним и полным приводом. В данном случае шарнир неравных угловых скоростей уступает более соершенной конструкции ШРУС.

Карданный шарнир равных угловых скоростей обеспечивает передачу крутящего момента от ведущего к ведомому валу с постоянной угловой скорость, независимо от угла наклона валов. Самым распространенным в конструкции трансмиссии переднеприводного автомобиля является шариковый шарнир равных угловых скоростей.

Шарнир равных угловых скоростей (сокращенное название – ШРУС, обиходное название – граната) представляет собой обойму, помещенную в корпус, между которыми движутся шарики.

Корпус имеет внутреннюю сферическую форму. Внутри корпуса располагается обойма. В корпусе и обойме выполнены канавки, по которым движутся шарики. Такая конструкция обеспечивает равномерную передачу крутящего момента от ведомого вала к ведущему под изменяющимся углом. Сепаратор удерживает шарики в определенном положении. Для защиты шарнира от негативных факторов внешней среды (кислорода, воды, грязи) на ШРУС устанавливается грязезащитный чехол – «пыльник».

При изготовлении в шарнир равных угловых скоростей закладывается смазка, приготовленная на основе дисульфида молибдена.

Карданная передача с полукарданным упругим шарниром

Полукарданный упругий шарнир обеспечивает передачу крутящего момента между двумя валами, расположенными под небольшим углом, за счет деформации упругого звена.

Характерным примером данного типа шарнирного соединения является упругая муфта Гуибо (Guibo). Муфта представляет собой предварительно сжатый шестигранный упругий элемент, с двух сторон которого крепятся фланцы ведущего и ведомого валов.

 

 

ᐉ Карданная передача. Назначение и общее устройство

Видео: Что такое карданная передача? Принцип работы, строение и основные неисправности. Разборка, сборка. Карданная передача, полуоси, ШРУС

Карданная передача служит для передачи крутящего момента от коробки передач или от раздаточной коробки к ведущему мосту автомобиля при изменяющихся углах между валами этих агрегатов. Такая передача нужна потому, что угол наклона карданного вала, соединяющего ведущий мост с коробкой передач или с раздаточной коробкой, во время движения автомобиля изменяется, так как ведущий мост прикреплен к раме автомобиля на рессорах и может относительно нее перемещаться.

Состоит карданная передача из карданов (карданных шарниров) и валов. Кардан является основным механизмом, который передает крутящий момент от одного вала к другому.

Основные части кардана: крестовина 16 и две вилки 7 и 15 с проушинами. Шипы 17 крестовины входят в проушины вилок и закрепляются в них шарнирно при помощи стальных стаканов 9 с игольчатыми подшипниками 10, защищаемых от проникновения грязи и утечки смазки сальниками 13. Смазываются подшипники через масленку 8, от которой масло к подшипникам подается по каналу 19, просверленному в крестовине. Для устранения чрезмерного давления смазки в крестовине установлен предохранительный клапан 18.

Рис. Устройство кардана: 1 — карданный вал; 2 — крышка сальника; 3 — сальник; 4 — шлицевый наконечник вала; 5 — шайбы сальника; 6 — масленка скользящей вилки кардана; 7 и 15 — вилки; 8 — масленка крестовины; 9 — стакан игольчатого подшипника; 10 — игольчатый подшипник; 11 — опорное кольцо подшипника; 12 — корпус подшипника; 13 — сальник; 14 — корпус сальника; 16 — крестовина; 17 — шип; 18 — предохранительный клапан; 19 — канал для масла; 20 — пластина крепления стакана подшипника; 21 — стопорная пластина; 22 — стяжной хомутик; 23 — резиновый гофрированный чехол

Крестовина кардана может свободно поворачиваться на некоторый угол относительно вилки одного вала, а вилка другого вала также может поворачиваться относительно крестовины.

Шлицевое соединение одной из вилок кардана с валом образует скользящее соединение, вследствие чего длина карданной передачи может изменяться при взаимных перемещениях коробки передач (раздатючной коробки) и ведущего моста.

Для уменьшения трения шлицевое соединение смазывается, через масленку 6.

Шлицевое соединение предохраняется от грязи и утечки смазки сальником 3 с крышкой 2. Для этой же цели используется резиновый гофрированный чехол 23, закрепляемый на карданном валу и подвижной вилке кардана стяжными хомутиками 22.

В карданной передаче, включающей только один кардан, скорость вращения ведомого вала при равномерном вращении ведущего непостоянна. Эта неравномерность резко возрастает с увеличением угла между ведомым и ведущим валами. Во избежание неравномерности вращения в автомобилях применяют двойную карданную передачу, т.е. вал с двумя карданами. В такой передаче при условии установки вилок обоих карданов на валу в одной плоскости неравномерность вращения, создаваемая первым карданом, выравнивается вторым карданом.

Для обеспечения равномерности вращения валов скользящие вилки карданов при сборке должны устанавливаться так, чтобы стрелки, имеющиеся на валах и вилках, находились в одной плоскости. Собранные карданные валы при помощи болтов крепятся фланцами вилок к фланцам валов коробки передач, раздаточной коробки и ведущих мостов.

Карданные валы изготавливаются трубчатыми с наваренными на концах наконечниками, на одном из которых имеются шлицы, а на другом — вилка кардана.

Posted in Карданная передачаTagged Карданная передача

Карданный вал: основы, советы и рекомендации

| How-To — Transmission

Ваш приводной вал стоит вам лошадиных сил? Мы покажем вам то, что вам нужно знать.

Когда вы нажимаете на педаль газа, двигатель раскручивает маховик. Маховик передает энергию трансмиссии, которая передается на дифференциал, раскручивая колеса и передавая мощность на землю. Вот и все, верно? Карданный вал является лишь связующим звеном между трансмиссией и задней частью. Проблема в том, что это распространенное мнение о карданном валу — это простое звено. Дело в том, что, хотя вы не можете получить лошадиную силу с помощью карданного вала, вы, безусловно, можете ее потерять.

Балансировка Каждый раз, когда вы увеличиваете выходную мощность стандартного двигателя, а затем увеличиваете скорость, с которой он работает, вам необходимо следить за балансировкой карданного вала. Большинство заводских карданных валов балансируются между 3000 и 3500 об/мин. Вращение карданного вала за пределами этого диапазона может иметь паразитный эффект. Стив Рэймонд из DynoTech Engineering говорит нам: «У нас было несколько команд NASCAR, которые сказали нам, что наш карданный вал экономит им от 3 до 7 л.0 процентов команд NASCAR».

DynoTech Engineering использует балансировочные станки карданных валов Balance Engineering, которые считаются лучшими по точности балансировки. настроенный карданный вал, снижающий вибрацию и эффективно передающий мощность на колеса

Длина и диаметр Кроме балансировки, длина и диаметр кардана напрямую влияют на производительность агрегата Критическая скорость – это число оборотов в минуту, при котором карданный вал становится нестабильным и начинает изгибаться в форме буквы S. Чем длиннее и меньше (диаметр) карданный вал, тем ниже его критическая скорость. Критическая скорость ощущается как чрезмерная вибрация, которая может привести к отказу узла. Для расчета критической скорости длина, Должны быть известны диаметр, толщина стенки и модуль упругости материала.Затем, используя формулу расчета критической скорости (см. боковую панель «Скорость»), числа подставляются, и вы узнаете критическую скорость карданного вала.

Материалы То, из чего сделан приводной вал, так же важно, как его длина и диаметр. Стальной вал OEM рассчитан на мощность не более 350 фунт-футов или от 350 до 400 л.с. Для высокопроизводительного использования используются два типа стали: DOM или бесшовные трубы, натянутые на оправку, и хромомолибденовая сталь. Сталь DOM лучше, чем сталь OEM, выдерживает до 1300 фунт-футов и от 1000 до 1300 л.с., а также имеет более высокую критическую скорость. Это хороший выбор для любого автомобиля, которому не нужен легкий агрегат.

Литая скользящая вилка Dana спасла бы всю трансмиссию. Этот высокопрочный скользящий хомут рассчитан примерно на 800 л.с., в зависимости от применения.

Шагом вперед по сравнению со сталью DOM будет хром-молибден, который является самым прочным из возможных материалов и обычно используется в автомобилях Pro Stock. Трубы из хромомолибденовой стали также можно подвергнуть термообработке, что повышает прочность на кручение на 22 процента и увеличивает критическую скорость на 19 процентов. Проблема со сталью в том, что она тяжелая, что увеличивает нагрузку на трансмиссию.

Алюминий, вероятно, является наиболее распространенным материалом для карданных валов. Легкий алюминиевый вал уменьшает вращающуюся массу, высвобождая мощность двигателя и уменьшая паразитные потери.

Алюминиевый карданный вал выдерживает до 900 фунтов на фут или от 900 до 1000 л.с., что делает его отличным легким выбором для большинства маслкаров. Однако он не такой прочный, как сталь, поэтому некоторые мастерские по изготовлению карданных валов не дают гарантии на кручение алюминиевых карданных валов.

Трубки из углеродного волокна самые дорогие, но и самые эффективные. Когда вы смотрите на показатели мощности до 1200 фунтов на фут или 900 до 1500 л.с., углеродное волокно — отличный выбор. Карданные валы из углеродного волокна не только прочны, но и обладают удивительно высокой прочностью на кручение, противостоят скручиванию и снижают ударную нагрузку на заднюю часть. Углеродное волокно также имеет самый высокий модуль упругости при критической скорости, что означает, что вал не будет изгибаться на более низких скоростях, в отличие от компонентов из других материалов. В сочетании с высочайшей критической скоростью и легким весом карданный вал из углеродного волокна может высвободить до 5 л.с. по сравнению со стандартным карданным валом из стали. Когда победа — это все, это может иметь значение.

Карданные шарниры После того, как карданный вал измерен и готов к сборке, необходимо решить еще несколько вопросов. Фазирование U-образных соединений с помощью приварных хомутов является важной частью уравнения. При каждом повороте карданного шарнира на любой градус, отличный от нуля, возникает вибрация. Это проявляется в виде торсионного импульса, который ощущается как значительная вибрация. Благодаря поэтапному расположению приварных хомутов для сведения к минимуму совокупного угла поворота вибрация будет значительно снижена.

Значение имеет то, какие карданные шарниры вы используете, и не только бренд. U-образный шарнир следует рассматривать не только с точки зрения несущей способности. Для большинства автомобилей распространены карданные шарниры серии 1310. Для высокопроизводительных приложений лучшим выбором являются соединения серии 1350. Чем больше серийный номер, тем больше диаметр цапфы (выступающих валов, по которым перемещаются колпачки), что соответствует большей прочности на кручение. Силы кручения возникают при скручивающем движении. Переход на U-образный шарнир более крупной серии — непростая задача; вы не можете просто купить большие суставы. Все хомуты — скользящие, болтовые и приварные — должны соответствовать требуемому размеру соединения. Перекрестные U-образные соединения позволяют соединить больший (или меньший) U-образный шарнир с другим. Например, вы покупаете новый карданный вал с приваренными вилками размером 1350, но в вашем автомобиле установлены вилки размером 1310 для трансмиссии и заднего дифференциала. Соединение 1350 на 1310 будет иметь 1350 в одной плоскости и 1310 в другой, что позволит вам установить карданный вал, пока вы не замените скользящую и болтовую вилки. Хотя это можно сделать, использование перекрестных U-образных шарниров не рекомендуется в качестве долгосрочного решения. Меньший размер в основном становится предохранителем, и в конечном итоге он выйдет из строя.

На этой диаграмме показана формула балансировки. Красная точка в центре — это фактический центр вращения, а желтая точка — центр масс. Это представляет собой несбалансированный вал. Расстояние между центром вращения и центральной массой определяет, какой вес необходимо добавить, чтобы сместить центральную массу к массе вращения.

Также важен тип соединения, сплошное или смазываемое. Цельнокорпусные U-образные шарниры типа Spicer смазаны на весь срок службы и не имеют пресс-масленок. Это делает их немного прочнее, так как они не имеют концентраторов напряжения, создаваемых отверстием для фитинга зеркала в смазываемом U-образном соединении.

Вилки Вилка скольжения и вилка с шестерней также часто используются в высокопроизводительных приложениях. Это физические разъемы для трансмиссии, карданного вала и дифференциала. Когда на нашем Buick GS вышла из строя скользящая вилка, она уничтожила почти все, что могла, в том числе повредила седла с шестернями. В большинстве случаев литая вилка шестерни обычно достаточно прочна, чтобы выдерживать мощность до 800 л.с. Тем не менее, в этом числе есть место для выдумки, поскольку легкий автомобиль с дорожными шинами и мощностью 800 л.с. будет меньше нагружать хомуты, чем 4000-фунтовый Chevelle со сликом и 500 лошадьми. Другим вариантом при использовании литой вилки шестерни является использование колпачков U-образного шарнира вместо более слабых держателей U-образных болтов стандартного типа. Это повысит удерживающую силу и исключит возможность перекоса крышек. Новые вилки для заготовок обычно поставляются с соответствующими стопорными колпачками.

Как измерить приводной вал Если вы заменили коробку передач и вам нужно измерить новую, важно измерить расстояние от поверхности уплотнения на заднем валу до плоской поверхности вилки шестерни с шестерней. -коромысла установлены и машина сидит на высоте дорожного просвета. Переход на вилку шестерни из заготовки может изменить длину на целых 3/4 дюйма. обслуживание

Приводной вал, диаметр которого слишком мал для его длины, может оказывать серьезное паразитное воздействие на трансмиссию. Изгиб первого порядка заставляет стержень изгибаться вверх и вниз и напоминать скакалку. Это будет ощущаться как значительная вибрация и, в конечном итоге, приведет к усталости вала и карданного шарнира.

С помощью этого размера мастерская карданных валов может изготовить полный вал с требуемой скользящей вилкой и заданным зазором для скользящей вилки. Для большинства применений 1 дюйм более чем достаточен для хода подвески. Не позволяйте магазину уговорить вас оставить больше игр, чем это. Некоторые магазины трансмиссий будут настаивать на использовании 1,5 дюймов, что было бы катастрофой. С такой большой частью скользящей вилки, свисающей с трансмиссии, в трансмиссии может быть менее 3 дюймов шлицевой вилки, что создает колебание вилки, что вызывает сильную вибрацию на различных оборотах. Придерживайтесь правила 1 дюйма, и все будет хорошо.

Скорость Причиной выхода из строя карданного вала является достижение критической скорости. Эта сложная формула используется для расчета критической скорости для каждого карданного вала. Все карданные валы имеют критическую скорость; это зависит от длины и диаметра. Модуль упругости материала вала является важной частью уравнения. Получить эти цифры может быть немного сложно, так как большинство магазинов хранят конкретные цифры рядом с жилетом. Для стали базовый MOE равен 30, для алюминия — 10, а для углеродного волокна зависит от используемых производственных процессов, поэтому цифры недоступны.

Трендовые стр.

Немецкий тюнер изготовил панели крыши с солнечной зарядкой для VW ID Buzz EV0059

Трендовые страницы

• Эволюция ротажного двигателя: что для поиска и как настроить

• UTI Автомобильная торговая школа, названная 2023 Список школьных школьников

• Рив.

• Немецкий тюнер изготовил панели крыши с солнечной зарядкой для VW ID Buzz EV0059

Алюминиевые и стальные приводные валы

Приводной вал является одним из наиболее важных элементов оборудования автомобиля. Он передает мощность от трансмиссии вашего автомобиля к дифференциалу в задней части автомобиля. Затем мощность, подаваемая на этот дифференциал, используется для питания задних шин; без этого карданного вала, передающего мощность, ваши задние колеса были бы в значительной степени бесполезны.

Хотя большинство стандартных приводных валов изготавливаются из стали, они могут изготавливаться из нескольких других материалов; каждый из них имеет свои преимущества и недостатки. Вот почему вам нужно знать разницу между алюминиевыми и стальными карданными валами и какой из них лучше всего оптимизирует характеристики вашего автомобиля, если вы хотите настроить свой автомобиль.

Стальные карданные валы

Наиболее распространенный тип карданного вала, который вы найдете, и который, скорее всего, будет установлен в вашем автомобиле при первой покупке, — это вал, изготовленный из стали.

Преимущества

Поскольку стальные карданные валы очень распространены среди производителей автомобилей, они относительно недороги по сравнению с другими материалами. Но хотя они являются самым недорогим доступным для вас вариантом, это не означает, что они некачественные. Стальные валы по-прежнему могут эффективно гасить шумы и вибрации во время вождения и достаточно прочны, чтобы выдерживать некоторые нагрузки. Хотя они стандартные и заводские, это не означает, что они не могут выполнять свою работу.

Недостатки

Самым большим недостатком карданного вала, сделанного из стали, является его вес; они значительно тяжелее других материалов, что, хотя и обеспечивает прочность вала, означает, что он увеличивает вес вашего автомобиля. Этот дополнительный вес увеличивает нагрузку на двигатель вашего автомобиля, заставляя его работать тяжелее, чтобы провернуть вал.

Стальные варианты

Существует несколько популярных разновидностей стальных валов. Во-первых, это хроммолибден, который все еще тяжелый, но лучше выдерживает высокие скорости. Существуют также карданные валы со шовной трубой, которые очень недороги, но также слабее других вариантов.

Алюминиевые карданные валы

Алюминиевые валы, которые вы обычно найдете в автомобилях с послепродажными модернизациями, предлагают улучшения по сравнению со стальными, но за счет других аспектов.

Преимущества

Алюминиевые валы, как правило, имеют два преимущества перед стальными, которые ищут водители. Первым из этих преимуществ является значительно уменьшенный вес. Как правило, переход на алюминиевый вал будет означать снижение веса от 10 до 20 фунтов. Это уменьшение веса также приносит пользу двигателю, поскольку вес увеличивается, когда ему нужно вращаться, как это делают карданные валы. Чем меньше вес нужно вращать, тем легче вашему двигателю.

Вторым по значимости преимуществом, привлекающим потребителей, является способность алюминия выдерживать более суровые погодные условия лучше, чем сталь. В частности, водители в снежных условиях часто переключаются на алюминиевые карданные валы. Причина этого в том, что алюминий устойчив к ржавчине, в отличие от стали. Это обеспечивает большую долговечность в условиях, которые в противном случае привели бы к износу и ржавчине стальных карданных валов. Следует отметить, что хотя алюминий невосприимчив к ржавчине, он все же подвергается коррозии и должен регулярно проверяться.

Недостатки

Хотя алюминий имеет преимущество в виде меньшего веса, это также означает, что он является более слабым металлом по сравнению со сталью. Вероятность поломки алюминиевых валов намного выше, но когда алюминий ломается, он срезается. Это создает опасные острые края, которые могут представлять угрозу для внутренних компонентов вашего автомобиля, а также для вас.

Другим недостатком алюминиевых валов является то, что они не снижают уровень вибрации или шума. Это приведет к тому, что вождения будут не такими удобными и могут даже отвлекать водителей.

Лучший для вашего использования

После рассмотрения различий между алюминиевыми и стальными карданными валами вам необходимо узнать, какой тип карданного вала лучше всего подходит для вашего обычного автомобиля. Для регулярного повседневного использования вы можете рассмотреть сталь. Если окружающая среда, в которой вы живете, склонна к коррозии вашего автомобиля, то алюминий может быть подходящим вариантом.

Независимо от того, какой маршрут вы решите выбрать, вы можете обратиться в компанию Drive Shafts of Tulsa, чтобы помочь вам выбрать лучший карданный вал для вашего автомобиля.