для чего предназначена карданная передача

Важный узел транспортного средства — карданный вал. Что это за деталь? Для чего нужна? Где находился? Читайте в нашей публикации.

Что такое карданный вал

Назначение карданного вала – передача крутящего момента. В автомобилях он устанавливается между коробкой передач и редуктором моста. Для заднеприводных моделей монтируется один вал, в полноприводных – два. Такую же конструкцию используют в системе рулевого управления, для подключения внешних блоков к спецтехнике – тракторам, экскаваторам.

Для спецтехники разрабатывают модели для экстремальных условий – большая механическая нагрузка, минимизация влияния загрязнения.

Функция карданной передачи

В машине кардан нужен для передачи крутящего момента от КПП или раздаточной коробки к редукторам моста. Сложность заключается в том, что оси вращения коробки и моста находятся в разных плоскостях. Поэтому кардан установлен не четко в горизонтальной плоскости, а под небольшим углом.

Виды карданных валов

Тип карданной передачи зависит от назначения. Компоновка разрабатывается на стадии проектирования. Выбор, зачем нужен карданный вал конкретной конструкции определяется техническими характеристиками автомобиля. В некоторых случаях необходим монтаж многовального механизма с несколькими шарнирами.

Асинхронные

Асинхронная схема применяется во многих автомобилях с задним или полным приводом. Особенность – в процессе движения формируются неравные угловые скорости. Это происходит из-за соединения двух вилок с помощью крестовины под прямым углом. Второстепенный вал 2 раза отстает и 2 раза обгоняет главный.

Для компенсации устанавливают дополнительные карданные шарниры неравных скоростей. Они монтируются на концах вала. При такой схеме допускается изменение угла между трубами до 20°. Недостаток – из-за усложнения нужно частое обслуживание, ремонт.

Синхронные

Решением проблемы асинхронных моделей стали ШРУСы – шарниры равных угловых скоростей. Они имеют различную конструкцию. На автомобилях Pegout и Renault монтируют «Трипод». В нем передача крутящего момента происходит через 3 сферических ролика. Они скользят в пазах вилки ведомого вала.

Особенность синхронных карданов – возможность работать при углах отклонения до 70°. Происходит снижение вибрации, увеличивается безремонтный срок эксплуатации. Недостатки – есть вероятность повреждения пыльников на бездорожье.

Гибкая и жесткая полукарданная передача

Это одна из разновидностей карданного вала, предназначенная для компенсации угловых поворотов, небольшого изменения расстояния между КПП и задним мостом во время движения. Упругое звено изготавливается из резинотканевого материала или резины. Компенсация изменения угла происходит за счет сжатия или растяжения этого элемента.

Жесткий карданный шарнир устанавливается в автомобилях редко. Причина – низкая степень надежности, повышенный шум во время работы. Конструкция применяется для компенсации дефектов монтажа.

Как проверить состояние карданного вала

Первые признаки появления неисправностей в кардане – шум и повышенная вибрация. Вторичные «симптомы» – протечка масла в месте состыковки вала с КПП, во время переключения передачи возникает стук. Для проверки необходима эстакада или смотровая яма. Нужен свободный доступ ко всем элементам, хорошее освещение.

Важно: можно попытаться сделать балансировку кардана в домашних условиях. Но это не гарантирует полное устранение дефектов.

Демонтаж и установка карданного вала

Определить точное время, когда нужно менять кардан, могут только специалисты. Явные признаки неисправности – значительные механические повреждения, дефекты соединений, деформации. Для демонтажа кардана необходимо поставить машину на эстакаду или над смотровой ямой.

Важно своевременно проводить обслуживание и диагностику карданной передачи. Это поможет минимизировать появление поломок, неисправностей.

Если Вы заметили ошибку, неточность или хотите дополнить материал, напишите об этом в комментариях, и мы исправим статью!

Источник

КАРДАННАЯ ПЕРЕДАЧА

Карданный вал — приспособление для передачи крутящего момента от коробки передач или раздаточной коробки к задним колесам.

Широко применяется на автомобилях заднеприводной и полноприводной компоновки с начала двадцатого века по настоящее время. Впервые устройство карданной передачи было описано еще в 16-м веке, однако создание устройства на практике произошло значительно позже.

Устройство карданного вала

Схема карданной передачи включает в себя следующие элементы:

Сам агрегат может быть одновальным или двухвальным. Во втором случае механизм включает в себя промежуточный карданный вал, к заднему отделу которого приваривается хвостовик с наружными шлицами, к переднему через шарнир фиксируется скользящая втулка. Одновальные системы промежуточного участка не имеют.
В передней части автомобиля агрегат фиксируется в коробке передач с помощью подвижного шлицевого соединения (подвижная муфта передней части карданного вала). Для этого на конце механизма имеется отверстие с внутренними шлицами. Устройство карданного вала подразумевает возможность продольного смещения шлицов при движении автомобиля.

Далее устанавливается подвесной подшипник карданного вала, который через кронштейн крепится к кузову. Это служит дополнительным креплением агрегата, исключающим его излишнее смещение при езде.

Далее следует вилка карданного вала, которая располагается между передней и средней его частью. Здесь установлена крестовина, на которой имеются игольчатые подшипники. Наличие вилок и крестовины позволяет передавать крутящий момент при различных углах изгиба «кардана».

В задней части передача крепится к редуктору заднего моста посредством фланца. При этом хвостовик, оснащенный внешними шлицами, входит во фланец привода главной передачи.

Статья в тему: Замена водительского удостоверения по истечении срока действия

Карданный вал

Если быть точнее, то сегодня мы рассматриваем механизм, который предназначен для передачи вращения от КПП к редуктору передней или задней оси автомобиля. Такая себе промежуточная, но крайне ответственная деталь трансмиссии.

Какой бывает карданный вал? На самом деле, классификация довольно разнообразна. К примеру, выделить какие-то группы можно в зависимости от его назначения, типа, наличия устройства компенсации.

Классификация по назначению

Типы карданов

Разновидности

Принцип действия КВ

Принцип работы карданной передачи заключается в возможности транспортировки крутящего момента при изменяющемся положении «кардана» в пространстве. Реализация этого принципа происходит за счет двух механизмов:

Скользящая вилка необходима для некоторого увеличения длины механизма при движении по неровной дороге. За счет длинного шлицевого соединения поступление момента не прекращается тогда, когда подвеска вместе с задним мостом смещается вверх или вниз.

Шарнир, в свою очередь, обеспечивает вращение колес при изменении угла изгиба КВ. Считается, что механизм способен продуктивно работать при углах не более 20°. Далее начинается его активный износ.

Типы карданной передачи

В современном автомобилестроении могут применяться следующие типы карданных передач:

Система с шарниром НУС считается классической. Здесь присутствуют вилки, крестовина, игольчатые подшипники. Применяется на большинстве заднеприводных автомобилей.

На современных внедорожниках чаще используется система, оборудованная ШРУСами. Такие устройства обеспечивают более комфортные условия езды, практически полностью устраняя вибрации.

Упругие шарниры представляют собой резиновую муфту, способную передавать момент при изгибах не более 8°. Резина достаточно мягкая, поэтому вал, имеющий подобное строение, обеспечивает плавное начало движения и отсутствие резких динамических нагрузок. Кроме того, гибкие соединения не требуют технического обслуживания.

Жесткий полукарданный шарнир имеет сложное техническое устройство и передает момент за счет зазоров в шлицевом соединении. В силу сложности изготовления, технических недостатков и быстрого износа в автомобилестроении не применяется.

КАРДАННАЯ ПЕРЕДАЧА

КАРДАННАЯ ПЕРЕДАЧА В зависимости от колесной формулы автомобилей КАМАЗ: 4×4, 6×6, 8×8 — карданные передачи состоят из трех, четырех или пяти карданных валов.

В зависимости от места установки карданного вала, передаваемого крутящего момента устанавливаются карданные валы определенной размерности.

Схемы установок карданных валов приведены на рис.3-85, 3-86, 3-87.

Рис. 3-85. Карданная передача для автомобилей с колесной формулой 4×4: 1 — мост передний; 2 — коробка передач; 3 — вал карданный основной; 4 — вал карданный заднего моста; 5 — мост задний, 6 — коробка раздаточная; 7 — вал карданный переднего моста.

Рис. 3-86. Карданная передача для автомобилей с колесной формулой 6×6: 1 — мост передний; 2 — вал карданный переднего моста; 3 — коробка передач; 4 — вал карданный основной; 5 — коробка раздаточная, 6 — вал карданный среднего моста; 7 — мост средний; 8 — вал карданный заднего моста; 9 — мост задний.

Рис. 3-87. Карданная передача для автомобилей с колесной формулой 8×8: 1 — мост передний; 2 — вал карданный переднего моста; 3 — коробка передач; 4 — мост передний второй; 5 — валы карданные; 6 — вал карданный переднего второго моста; 7 — коробка раздаточная; 8 — вал карданный среднего моста, 9 — мост средний; 10 — вал карданный заднего моста; 11 — мост задний.

С 1.01.2002 года на автомобилях КАМАЗ применяются карданные валы новой конструкции, по своим техническим характеристикам соответствующие лучшим зарубежным аналогам. При соблюдении правил эксплуатации и своевременном техническом обслуживании ресурс карданных валов составляет не менее 500 тыс. км пробега автомобиля.

Карданные валы новой конструкции не взаимозаменяемы с карданными валами старой конструкции. Однако при необходимости на автомобилях карданные валы старой конструкции можно заменить новыми, но при этом необходимо заменить также фланцы агрегатов: коробки передач, ведущих мостов, раздаточной коробки.

Карданные валы привода среднего моста.

Вилка-фланец 23 (рис. 3-88) на торцевой поверхности имеет шлицы, взаимно пересекающиеся под углом 70°, которые передают крутящий момент, разгружая тем самым, болты крепления фланцев. Данное соединение выполнено по международному стандарту ISO-12667.

Подшипник 22 крестовины, его обозначение 804707АС10, усиленный, не взаимозаменяем со старым подшипником (804707К8С10). Он имеет компактное встроенное уплотнение, на донышке подшипника установлена пластмассовая полиамидная шайба 21, которая воспринимает осевые силы от шипа крестовины, и, вследствие малого коэффициента трения с металлом, уменьшает износ торцов шипов крестовины.

Крестовина 20 имеет полости соединенные сверлениями, которые при сборке заполняются смазкой № 158, кроме того, смазка закладывается в подшипники крестовин в количестве 9-11 г. В эксплуатации смазка может пополняться через пресс-масленку 9. Полость подшипника защищена уплотнением 18.

Подшипники крестовины в проушинах вилок закрепляются стопорными кольцами 19, которыми также регулируется осевой зазор вдоль шипов крестовины в пределах 0,01-0,05 мм.

Для регулировки предусмотрен набор стопорных колец различной толщины:

Следует отметить, что от точности регулировки зависит величина неустранимого дисбаланса. Чем меньше зазор, тем величина дисбаланса меньше, и наоборот.

При регулировке замеры производятся микрометром.

По окончании регулировки вилки шарниров при вращении их вокруг шипов крестовин в обоих направлениях должны плавно поворачиваться моментом не более 4,9 Н.м (0,5 кгс.м).

Телескопическое шлицевое соединение состоит из вилки скользящей 16, выполненной заодно со шлицевым валом, и шлицевой втулки 15,сваренной с трубой и вилкой приварной 5. Шлицевая втулка по внутренним шлицам и наружному диаметру покрыта полиамидным покрытием (полиамид 11) с толщиной слоя 0,2-0,3 мм. Полиамидное покрытие износостойкое и имеет малый коэффициент трения по стали, поэтому при осевых перемещениях в шлицевом соединении сила трения значительно меньше, чем в традиционных конструкциях, таким образом, менее нагружены осевыми силами соединяемые агрегаты: коробка передач, ведущие мосты, раздаточная коробка.

Рис. 3-88. Карданный вал привода среднего моста: 1 — гайка самоконтрящаяся M14x1,5 (251648); 2 — пластина балансировочная; 5 — приварная вилка; 7 — труба; 8 — заглушка; 9 — пресс-маслёнка; 14 — труба телескопического уплотнения; 15 — втулка шлицевая; 16 — вилка скользящая; 17 — пресс-масленка; 18 — уплотнение; 19 — кольцо стопорное; 20 — крестовина; 21 — подкладка полиамидная; 22 — подшипник; 23 — вилка-фланец; 24 — болт М14х1,5 (1/14220/31); 25 — кольцо уплотнительное; 26 — шайба.

Шлицевое соединение имеет телескопическое уплотнение, которое состоит из трубы 14, приваренной к скользящей вилке, в развальцованной части которой находятся; двухкромочное уплотнения 25 из витура и двух металлических шайб 26; после сборки торец трубы раскернивается.

Карданные валы после сборки динамически балансируют при частоте вращения 2000 мин-1. Балансировка осуществляется приваркой пластин балансировочных 2.

Для отметки взаимного расположения сбалансированного комплекта на трубах карданного вала выбиты стрелки, которые обязательно нужно совмещать при повторных сборках.

Вал карданный привода заднего моста по устройству аналогичен карданному валу привода среднего моста, отличается от него меньшей размерностью деталей.

Вал карданный основной (рис. 3-89)соединяет фланцы коробки передач и первичного вала раздаточной коробки. Вал с измененяемой длиной, укороченный без трубы. Вилки 1 и крестовины в сборе с подшипниками и стопорными кольцами 4 унифицированы с валом 53205-2205011-10. Имеется телескопическое уплотнение, которое также унифицировано с карданным валом 53205-2205011-10.

Балансировка карданного вала производится установкой балансировочных пластин 5, закреплённых болтами 6. Момент затяжки этих болтов 31,4-35,3 Н.м (3,2-3,6 кгс.м). Дисбаланс с любой установки должен быть не более 120 г.см при частоте вращения не менее 2000 мин-1.

При сборке карданного вала шлицы смазать смазкой Литол-24.

Рис. 3-89. Карданный вал основной 43114-2202011: 1 — вилка фланец; 2 — крестовина карданного вала; 3 — вал карданный; 4 — кольцо стопорное; 5 — пластина балансировочная; 6 — болт М8 (1/60430/21); 7 — подшипник; 8 — уплотнение подшипника; 9 — труба телескопического уплотнения; 10 — уплотнение; 11 — масленка; 12 — вилка скользящая.

В расточке вилки скользящей 12 запрессована заглушка, изолирующая шлицевое соединение от грязи.

Карданный вал основной (рис. 3-90).

На автомобилях в комплектации с десятиступенчатой коробкой передач расстояние между фланцем коробки передач и фланцем первичного вала раздаточной коробки значительно меньше, чем при применении пятиступенчатой коробки передач.

Для этих комплектаций автомобиля применяется укороченный карданный вал с изменяемой длиной. Его конструктивная особенность в том, что шлицы увеличены в радиальном размере до величины, превышающей размеры крестовины, в результате чего крестовины сближены до минимального размера.

Крестовины карданного вала в сборе с подшипниками, уплотнением 7 и стопорными кольцами 9 унифицированы с крестовинами карданного вала 53205-2201011-10, вместо маслёнок установлены заглушки.

Вилка скользящая 2 на наружном диаметре имеет шлицы, на которых установлены вилка 6 с обоймой, имеющей внутренние шлицы. Шлицевое соединение позволяет перемещаться фланцам друг относительно друга на 30 мм, максимально допустимый угол в шарнире 10°.

Рис. 3-90. Карданный вал основной: 1 — вал карданный; 2 — вилка скользящая; 3 — кольцо; 6 — вилка фланцев; 7 — уплотнение подшипника; 8 — подшипник (804707АС10); 9 — кольцо стопорное; 10 — кольцо стопорное; 11 — кольцо уплотнительное; 12 — шайба защитная.

Шлицевое соединение позволяет перемещаться фланцам друг относительно друга на 30 мм, максимально допустимый угол в шарнире 10°.

На вилку скользящую напрессовано кольцо 3 являющееся рабочей поверхностью уплотнения. Уплотнение состоит из резинового кольца 11 и двух колец 12, закрепленных стопорным кольцом 10. Полость шлицевого соединения изолирована от внешней среды двумя заглушками 12, которые приварены по местам соединения. Во фланцах выполнены четыре резьбовых отверстия M14x1,5 для соединения с фланцами коробки передач и раздаточной коробки.

Основной карданный вал автомобиля КАМАЗ (рис. 3-91) с колесной формулой 8×8 представляет собой сочлененный трехшарнирный карданный вал, состоящий из двух валов: переднего 1 одношарнирного с промежуточной опорой 2 и заднего двухшарнирного карданного вала 3, взаимозаменяемого с карданным валом привода заднего моста.

Рис. 3-91. Основной карданный вал автомобиля КАМАЗ-6350: 1 — передний вал; 2 — промежуточная опора; 3 — задний вал

Передний одношарнирный карданный вал 1 (рис. 3.91) состоит из трубы, с одной стороны которой приварена глухая вилка, образующая с вилкой фланцем, и крестовиной с подшипниками карданный шарнир 2, аналогичный по конструкции рассмотренным выше. Вилка фланец соединяется с фланцем ведомого вала демультипликатора. С другой стороны трубы карданного вала приварен шлицевой вал, на шлицах которого установлен фланец 10 привода заднего карданного вала, зафиксированный от осевых перемещений упорной шайбой 9, привернутой к валу двумя болтами 7.

Рис. 3-92. Передний карданный вал с промежуточной опорой: 1 — вал карданный (сварка); 2 — карданный шарнир; 3 — манжета с пружиной в сборе; 4, 7 — болты; 5 — крышка; 6 — подушка; 8 — пластина стопорная; 9 — упорная шайба; 10 — фланец; 11 — клапан предохранительный; 12 — обойма подшипника; 13 — шариковый подшипник; 14 — масленка.

Передний карданный вал опирается на промежуточную опору. Промежуточная опора представляет собой шариковый подшипник 13, внутреннее кольцо которого установлено на шлицевом валу карданного вала 1, и зафиксировано с одной стороны буртиком наконечника, а с другой — фланцем 10 привода заднего карданного вала. Внешнее кольцо подшипника установлено в обойме 12, на которую надета и зафиксирована выступами резиновая подушка 6. На резиновую подушку 6 надет хомут с пластиной, которые крепятся с помощью кронштейна на раме автомобиля. Резиновая подушка 6 гасит вибрации и уменьшает нагрузки на карданный вал 1, вызванные неточностью установки опоры и деформациями рамы, для этого она имеет специальные прорези, повышающие ее эластичность и способствующие гашению вибраций. Подшипник 13 закрыт с обеих сторон крышками 5, закрепленными болтами на обойме 12 подшипника. Для обеспечения смазки подшипника в ходе эксплуатации в крышках установлены масленка 14 и предохранительный клапан 11. Для предотвращения вытекания смазки и попадания пыли и грязи в крышки подшипника установлены манжеты 3, а к шлицевому.наконечнику и фланцу привода заднего карданного вала приварены гряземасло-отражатели.

Шарниры собираются так же как и в обычных карданных валах, 53205-2201011, после чего на вилку 2 напрессовывается кольцо 3, далее соединяются вилки с наружными и внутренними шлицами, при этом проушины вилок должны лежать в одной плоскости, что достигается совмещением меток А и Б. Затем устанавливаются детали уплотнения: кольцо 12 внутреннее, уплотнительное кольцо 11, кольцо 12 наружное, стопорное кольцо 10.

Техническое обслуживание и ремонт карданных валов.

Техническое обслуживание во время эксплуатации сводится к пополнению смазки в крестовинах, смазке щлицевого соединения через пресс-маслёнку и проверке моментов затяжки болтов крепления фланцев. Периодичность смазки: при ТО-2 в крестовинах, и при сезонном техническом обслуживании в шлицевом соединении. Крестовины смазывать до появления свежей смазки из-под кромки уплотнения хотя бы одного подшипника, в шлицевое соединение сделать 10-15 «качков» шприца или 30-40 г. из нагнетателя.

При СТО проверить наличие зазоров в шлицевом соединении карданных валов и в крестовинах. Ощутимый зазор не допускается. Снимать и разбирать карданные валы необходимо только в случае неисправности для замены деталей. Шлицевое соединение ремонту не подлежит, при значительных износах карданный вал необходимо заменить новым.

Возможна замена крестовин в сборе с подшипниками. В запасные части крестовины поступают в сборе с подшипниками и пресс-маслёнками и имеют обозначение: 53205-2205025-10 для карданного вала среднего моста и 53205-2201025-10 для карданного вала заднего моста.

Разборка карданных валов.

Перед рассоединением шлицевого соединения необходимо убедиться в сохранности меток на трубах карданных валов, если метки не обнаружены нанести новые ударным способом или краской, с тем, чтобы в дальнейшем, при сборке, их совместить.

Для разборки шарниров необходим пресс усилием до 2т., т.к. подшипники в проушинах запрессованы с натягом. Перед разборкой рекомендуется выдержать шарнир в дизельном топливе или керосине до 30 мин. Выпрессовывать подшипники крестовин ударным способом запрещается. После разборки шлицевое соединение промыть, а крестовины с подшипниками заменить на новые.

Сборка карданных валов.

Сборку шарниров производить в следующей последовательности: перед сборкой в полость каждого подшипника заложить 11-13 г смазки № 158, затем на крестовину установить торцевые уплотнения. Завести крестовину в проушины вилки, запрессовать один из подшипников в проушину вилки на прессе, плавно поднимая усилие запрессовки. При сборке не применять ударный метод, это приведет к разрушению полиамидной шайбы на донышке подшипника. В канавку вилки установить стопорное кольцо, желательно среднего размера, из набора колец. Перевернуть крестовину и, воздействуя прессом на шип крестовины через отверстие в проушине, переместить подшипник до упора в поставленное стопорное кольцо. Затем запрессовать второй подшипник до упора в торец шипа крестовины, замерить размер «Б» от торца подшипника до буртика канавки, при этом точность замера должна быть не менее 0,01 мм. Подобрать размер стопорного кольца из набора, обеспечив зазор между стопорным кольцом и буртиком канавки 0,01-0,05 мм. Возможен метод замера зазора набором щупов, толщиной от 1,97 до 2,11 мм через каждые 0,005 мм.

При отсутствии возможности точного замера названного зазора можно устанавливать стопорные кольца методом подбора, начиная с наибольшей толщины, последовательно переходя к меньшему размеру. Вслед за непроходным, следующее по размеру проходное кольцо должно войти в канавку под действием сил упругости.

Таким же способом собираются следующие два шипа крестовины.

После сборки вилки шарниров при вращении их вокруг шипов крестовин в обоих направлениях вручную должны плавно поворачиваться. Момент поворота должен быть не более 5 Н.м (0,5 кгс.м).

Заменить уплотнение шлицевого соединения, предварительно раскернив обойму.

Перед соединением шлицы карданного вала смазать смазкой Литол 24. При соединении совместить метки, выбитые на трубах карданного вала.

При любой установке карданного вала допустимый дисбаланс должен быть не больше величин, указанных в таблице.

Внимание!Неправильное соединение шлицевого соединения, при котором вилки карданного вала окажутся развернутыми, приводит к значительному неравномерному вращению ведомых валов соединяемых агрегатов, что приводит к резонансному явлению и разрушению деталей, например, в коробке передач могут разрушиться синхронизаторы 2-3 передачи.

После замены деталей валы необходимо динамически балансировать при 2000 мин-1, не менее. Допустимый дисбаланс для вала привода среднего моста 125 г.см, для карданного вала заднего моста 95 г.см.

После балансировки нанести метки на трубах карданных валов друг против друга для отметки сбалансированного комплекта.

Частые неисправности и их устранение

Все неисправности можно разделить по возникающим признакам поломки:

Для устранения вышеописанных неполадок «карданы» демонтируют и дефектуют, неисправные детали заменяют. При наличии дисбаланса требуется балансировка вала в динамических условиях.

Замена крестовины карданного вала

Перспективы развития системы карданной передачи

Классический ШНУС имеет некоторые технологические недостатки. Скорость вращения его валов изменяется в процессе движения. При этом ведомый вал может ускоряться и замедляться при стабильной скорости ведущего вала. Это приводит к ускоренному износу механизма, а также создает лишнюю нагрузку на задний мост. Также работа шарнира сопровождается вибрацией.

Назначение карданной передачи может выполнять вал, оборудованный ШРУСами (передним и задним). Подобные системы уже сегодня применяются на некоторых внедорожниках. Также ШРУСом может быть оборудована карданная передача автомобиля ВАЗ-2107 и другой «классики». В продаже имеются ремонтные комплекты.

Использование шарнира равных угловых скоростей позволяет ликвидировать недостатки, свойственные классической крестовине. Скорость вращения вала выравнивается, исчезает вибрация, КВ не требует балансировки после ремонта, до 17° увеличивается угол передачи крутящего момента.

Карданная передача. Назначение и принцип действия

Карданная передача служит для передачи вращающего момента между агрегатами, оси валов которых не лежат на одной прямой и могут изменять свое взаимное положение.

У полноприводных колесных машин карданная передача обычно соединяет ведомый вал КП с ведущим валом раздаточной коробки, а ведомые валы раздаточной коробки — с ведущими валами главных передач ведущих мостов. Агрегаты, закрепленные на раме (в частности, КП и раздаточная коробка), могут перемещаться относительно друг друга в результате деформации своих опор и самой рамы, а ведущие мосты присоединены к раме через подвеску, поэтому могут перемещаться относительно рамы и закрепленных на ней агрегатов при деформации упругих элементов подвески. При этом могут изменяться не только углы наклона карданных валов, соединяющих агрегаты, но и расстояние между агрегатами.

Рис. Схема карданной передачи: 1, 4, 6 — карданные валы; 2, 5 — карданные шарниры; 3 — компенсирующее соединение; у1, у2 — углы между валами

В общем случае карданная передача состоит из карданных шарниров 2 и 5, карданных валов 1,4 и 6 и компенсирующего соединения 3. Иногда карданный вал устанавливают на промежуточной опоре, прикрепленной к поперечине рамы ТС.

Карданные шарниры обеспечивают передачу вращающего момента между валами, оси которых пересекаются под углом. Различают карданные шарниры неравных и равных угловых скоростей. Карданные шарниры неравных угловых скоростей подразделяют на упругие и жесткие. Карданные шарниры равных угловых скоростей по конструкции бывают шариковые с делительными канавками, шариковые с делительным рычажком и кулачковые. Обычно их устанавливают в приводе ведущих управляемых колес, где угол между валами может достигать 45°, причём центр карданного шарнира должен совпадать с точкой пересечения осей вращения колеса и его поворота.

Упругие карданные шарниры передают вращающий момент между валами с пересекающимися под углом 2…3° осями в результате упругой деформации соединительных элементов.

Жесткий карданный шарнир неравных угловых скоростей передает вращающий момент от одного вала к другому вследствие подвижного соединения жестких деталей. Он состоит из двух вилок — 3 и 5, в цилиндрические отверстия которых установлены на подшипниках концы А, Б, В и Г соединительного элемента — крестовины 4. Вилки жестко соединены с валами 1 и 2. Вилка 5 может поворачиваться относительно оси БГ крестовины и в то же время вместе с крестовиной поворачиваться относительно оси АВ, благодаря чему и обеспечивается возможность передачи вращения от одного вала к другому при меняющемся угле между ними.

Рис. Схема жесткого карданного шарнира неравных угловых скоростей

Если вал 7 повернется вокруг своей оси на угол а, то вал 2 за это же время повернется на угол В. Соотношение между углами поворота валов 7 и 2 определяется выражением tga= tgВ*cosy, где у — угол, под которым расположены оси валов. Из этого выражения следует, что угол В то меньше угла а, то равен ему. Равенство этих углов наступает через каждые 90° поворота вала 7. Таким образом, при равномерном вращении вала 1 угловая скорость вала 2 неравномерна и изменяется по синусоидальному закону. Неравномерность вращения вала 2 будет тем значительнее, чем больше угол у между осями валов. Если неравномерность вращения вала 2 будет передаваться на валы агрегатов, в трансмиссии возникнут дополнительные пульсирующие нагрузки, возрастающие при увеличении угла у. Чтобы неравномерность вращения вала 2 не передавалась на валы агрегатов, в карданной передаче применяют два карданных шарнира. Их устанавливают так, чтобы углы у1 и у2 были равны; вилки карданных шарниров, закрепленные на неравномерно вращающемся валу 4, должны быть расположены в одной плоскости. Равномерность вращения ведомого вала может быть достигнута также применением карданного шарнира равных угловых скоростей.

Принцип действия карданного шарнира равных угловых скоростей поясняет схема, приведенная на рисунке. С ведущим валом 7 соединен рычаг 2, а с ведомым валом 4 — рычаг 3. Рычаги 2 и 3 при вращении валов постоянно контактируют в точке А, линейная скорость которой одинакова для обоих рычагов, т. е. v = = w1B = w2a= wа. Равенство угловых скоростей w2 и w2 возможно, если а = b. Это условие выполнимо, если угол 0 равен углу W и точка А контакта рычагов лежит на биссектрисе угла между валами 7 и 4. При вращении валов точка А должна находиться в биссекторной плоскости. Конструктивно это условие можно обеспечить различными способами. Наиболее широкое распространение получили карданные шарниры равных угловых скоростей шарикового типа. Применяются также другие типы шарниров равных угловых скоростей.

Рис. Схема карданного шарнира равных угловых скоростей

Источник