Карданная передача

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.

Карданный шарнир неравных угловых скоростей состоит из жестких деталей (рис. а): 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.

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. б) 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. в). 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.

Устройство карданной передачи.

Карданная передача автомобилей ЗИЛ-130 состоит из промежуточного 1 и основного 6 карданных валов, соединенных друг с другом. Промежуточный вал опирается на промежуточную опору 3, состоящую из шарикоподшипника 11, заключенного в резиновое кольцо 10 с металлическим кронштейном 4. На переднем конце промежуточного вала приварена вилка карданного шарнира, а второй конец его выполнен в виде шлицевой втулки 2, в которую вставлен шлицевой конец вилки 9 карданного шарнира основного вала. Благодаря скользящему шлицевому соединению промежуточного и основного карданных валов их общая длина может изменяться при вертикальных перемещениях ведущего моста на неровностях дороги.

Карданные шарниры состоят из двух вилок 9, в проушины которых установлена крестовина 8 с шипами и игольчатыми подшипниками 5. Каждый подшипник состоит из стального стакана с иголками, закрепленного в проушине вилки крышкой, стопорной пластиной и двумя болтами. Смазка игольчатых подшипников производится по каналам в крестовине от пресс-масленки 7. Вытекание смазки из подшипников предотвращается торцовыми уплотнителями и резиновыми самоподжимными сальниками в вилках.

Карданные валы изготовляют из тонкостенных стальных труб, на концах которых запрессованы и приварены хвостовики вилок. После сборки карданные валы балансируют для уменьшения вибраций, возникающих при работе карданной передачи.

Материалы: http://tezcar.ru/u-kard-peredacha.html

Начало движения любого автомобиля приводит в действие практически все движущиеся механизмы, включая трансмиссию. Поскольку она находится в постоянном движении, положение ее составных элементов относительно друг друга постоянно изменяется. Мосты, в т. ч. ведущие, также постоянно меняют свое положение, что связано с неровностями дорожного покрытия. Кузов также смещается, и как результат – оси валов, ответственных за передачу крутящего момента, находятся в постоянном движении, при котором они не должны прекращать передавать усилие на ведущий мост.

Для обеспечения непрерывной и качественной передачи крутящего момента от мотора к колесам была создана карданная передача. Ее главной задачей является плавная передача усилия на ведущие колеса, уравновешивая все возникающие колебательные движения узлов ТС. Нормально работающая система обеспечивает постоянную и жесткую связь колес с КПП. При этом, препятствий для функционирования подвески она не вызывает. Кроме передачи усилия от двигателя, карданная передача может быть применена и в рулевом управлении.

В соответствии с конструкцией конкретного ТС, кардан может служить для сопряжения следующих механизмов:

• КПП и раздатку;
• КПП и главную передачу моста;
• передачи мостов – среднего и заднего;
• передние ведущие колеса с полуосями;
• главную передачу напрямую с ведущими колесами.

Как устроена и работает система карданной передачи

Вне зависимости от марки ТС, назначение и устройство карданной передачи практически идентично. Среди основных элементов любой подобной системы передачи усилия стоит выделить следующие:

• карданные шарниры;
• валы – промежуточный и главный;
• эластичная муфта;
• опора с подшипником;
• соединительные элементы.

В настоящее время активно используются два основных типа карданных передач - разница заключается в типе самого сопряжения шарнирных элементов: шарниры неравных угловых скоростей и шарниры равных угловых скоростей (ШРУС). Первый вариант кардана может использоваться на легковом и грузовом транспорте, оснащенных задним приводом, и его основу составляют две вилки, расположенные на концах валов, соединенных между собой крестовиной. Последняя имеет четыре подшипника, являющихся необслуживаемыми – смазка закладывается в них на заводе, и рассчитывается на весь срок эксплуатации крестовины.

ШРУС имеет более замысловатое и совершенное строение. Такой кардан гарантирует неизменную скорость вращения валов вне зависимости от угла, под которым они расположены в конкретный момент. Схема карданной передачи такого типа несколько отличается:

• корпус с обоймой;
• шарики;
• сепаратор;
• защитный чехол, хомуты и стопорные элементы.

ШРУС имеет больший срок эксплуатации, нежели система с крестовиной, что обеспечивается полностью непроницаемым кожухом и достаточным объемом смазки внутри этого узла, сохраняющей высокую пластичность весь срок использования. Но при малейшем повреждении пыльника и потере герметичности, ШРУС достаточно быстро выходит из строя за счет попадания грязи внутрь конструкции. Данная технология гарантирует равномерную передачу усилия от кардана на ведущие колеса при отклонении валов до 35 градусов, и применяется на передне – и полноприводных транспортных средствах.

ТО – так ли оно важно для работы карданной передачи

Своевременное и качественное техническое обслуживание карданной передачи позволит долгое время не узнать о всех «прелестях» самостоятельного ремонта, который может застать в самый неподходящий момент. Стоит отметить, что техническое обслуживание не отличается сложностью, но требует внимания и определенного времени. Основные мероприятия, которые требуются от автовладельца – это проверка степени затяжки крепежных элементов и смазке шлицевого соединения, для чего удобно использовать пресс-масленку. Смазка подшипников на крестовине, как правило, не требуется, хотя некоторые водители не обходятся и без такой процедуры.

Чтобы работа карданной передачи была стабильной и надежной, важно периодически контролировать все болты. Они должны быть затянуты с определенным усилием – от 80 до 205,9 Н.м. Если возникает необходимость замены болтов, установленных на заводе, выбирать новые следует очень внимательно – они обязательно должны быть термически обработаны, в противном случае выдержать большую нагрузку им окажется не под силу. Немало внимания требуется уделять проверке зазоров в шлицевых соединениях – в норме они ощущаться не должны. Съем и разборка кардана при проведении ТО нежелательно, такие работы проводятся только при необходимости ремонта и замены поврежденных деталей.

Распространенные неисправности кардана

Ремонт карданной передачи чащ всего требуется при нарушении сроков ТО или проведении некачественно обязательных работ. Поломки могут возникать и при сильных механических воздействиях на кардан, отмечающихся при небрежной эксплуатации авто. Устройство карданной передачи не отличается сложностью, и к основным проблемам, которые могут возникать относятся следующие:

• разбалтывание креплений;
• сильный износ шеек;
• физический износ крестовин или шарниров.

Стоит отметить, что эксплуатировать транспортное средство, кардан которого неисправен, не только недопустимо правилами, но и просто опасно. Далеко не все автолюбители знают, что кардан нуждается в балансировке. Его вращение происходит всегда с большой скоростью, а отсутствие балансировки незамедлительно приводит к возникновению выраженной вибрации, которая способствует ослаблению крепления и быстрому износу основных его узлов. Балансировка кардана в любом случае обязательна после работ по его ремонту, при котором он демонтировался. Лучше всего проводить эту процедуру на специальном стенде, в условиях специализированной мастерской.

Наиболее уязвимым местом карданной передачи можно считать шарниры, которые могут быстро изнашиваться вне зависимости от привода машины, особенно при эксплуатации в достаточно экстремальных условиях: пересеченная местность, тяжелое бездорожье, гонки. Плавное управление авто особенно важно для авто с передним приводом. Постоянного контроля требуют и пыльники, или защитные чехлы, надежно предохраняющие внутренние механизмы от грязи и воздействия агрессивных веществ окружающей среды. Если при осмотре на них обнаруживаются трещины или разрывы, они подлежат незамедлительной замене. В противном случае в скором времени не избежать дорогостоящего ремонта. Не станет новостью и тот факт, что разборка и сборка карданной передачи должна проводится опытным человеком.

В том случае, если при движении авто обнаруживаются посторонние шумы, опытный водитель может использовать их для диагностики кардана. Так, признаком скорого выхода из строя карданной передачи в связи с износом говорят щелчки, раздаваемые при начале движения авто, а также при поворотах ведущих колес, в особенности на предельные углы. При возникновении сильной вибрации на сбалансированном кардане следует проверить подшипник, расположенный на опоре самого карданного вала – это актуально для ТС с задним приводом. О принципе работы карданной передачи можно посмотреть на видео:

Материалы: http://mashintop.ru/articles.php?id=2842

Общие сведения о карданных передачах

Карданная передача предназначена для передачи крутящего момента от одного агрегата к другому в случае, когда оси их валов не совпадают и могут менять свое расположение, а также при значительном удалении одного агрегата от другого. В некоторых технических источниках информации вместо термина «карданная передача» употребляется термин «промежуточная передача».

Свое название карданная передача получила от имени итальянского математика, инженера, философа, медика и астролога Джероламо Кардано (1501-1576). В отдельных источниках Кардано считается изобретателем карданного вала, по крайней мере, он первым подробно описал конструкцию и работу этого механизма.

Тем не менее, по утверждению других источников, механизм аналогичный карданному валу был известен задолго до Д. Кардано, и упоминался ещё великим Леонардо да Винчи. Сейчас сложно спорить об авторстве изобретения, однако одно бесспорно - Д. Кардано был первым, кто подробно описал устройство карданного вала в технической литературе.

В среде технических специалистов, механиков и водителей карданную передачу обычно называют карданный вал или просто - кардан. Карданные валы с шарнирами равных угловых скоростей чаще называют ШРУСами, а их шарниры - "гранатами".

Характерным примером применения карданной передачи является силовое соединение коробки передач с ведущим мостом автомобиля (рис. 2). Так как мост связан с несущей системой (рамой) через упругие элементы подвески, при движении автомобиля он может перемещаться относительно рамы в вертикальном направлении, тогда как коробка передач закреплена на раме неподвижно.

Кроме того, при вертикальном перемещении моста относительно рамы (и, соответственно, коробки передач), расстояние между соединяемыми агрегатами постоянно изменяется. В таких условиях жесткое соединение агрегатов невозможно.

С помощью карданной передачи осуществляется подвод крутящего момента от коробки перемены передач (КПП) или раздаточной коробки к ведущим мостам, к ведущим управляемым колесам, а также к механизмам дополнительного оборудования автомобиля.

На некоторых автомобилях с помощью карданной передачи осуществляется связь рулевого колеса с рулевым механизмом. Особенно удобна такая конструкция рулевого привода для автомобилей с откидной кабиной, позволяющая без каких-либо манипуляций с рулевой колонкой поднимать кабину для доступа к двигателю и его системам.

Классификация карданных передач

Карданные передачи, устанавливаемые между элементами (агрегатами) трансмиссии, называются основными, а карданные передачи, передающие крутящий момент каким-либо другим агрегатам или дополнительному оборудованию, называются вспомогательными.

В зависимости от числа валов привода ведущих колес различают одноприводную карданную передачу и многоприводную (рис. 1 ).

Если карданная передача располагается внутри какого-либо защитного элемента, например кожуха или балки моста, то она называется закрытой. Большинство карданных передач привода ведущих мостов не имеет специальной защиты и являются открытыми.

Карданная передача (рис. 2) состоит из карданных валов 2, карданных шарниров 1 и шлицевого компенсирующего соединения 4, которое обеспечивает изменение длины карданного вала при изменении расстояния между соединяемыми агрегатами.

С целью уменьшения длины валов на некоторых автомобилях применяется составная карданная передача, состоящая из двух валов. В этом случае один из валов передачи устанавливается на поддерживающей промежуточной опоре (опора кардана - рис. 2,б поз. 3).

Наиболее ответственными элементами карданных передач являются карданные шарниры. Они обеспечивают передачу крутящего момента между валами, оси которых пересекаются под углом. Относительный угол наклона валов карданной передачи, в зависимости от конструкции шарниров, может достигать 45˚.

По кинематике карданные шарниры делятся на две группы – шарниры неравных угловых скоростей и шарниры равных угловых скоростей (рис. 3).

На некоторых автомобилях применяются упругие полукарданные шарниры для передачи крутящего момента между валами, расположенными под небольшим углом, например, упругая муфта Гуибо (Guibo).

Муфта Гуибо представляет собой предварительно сжатый шестигранный упругий элемент, к которому вулканизацией прикреплены металлические вкладыши. С двух сторон к муфте посредством вкладышей крепятся фланцы ведущего и ведомого валов. На иллюстрации в верхней части страницы муфта Гуибо изображена между карданными валами.

Муфта Гуибо применяется чаще всего в дополнение к шарнирной карданной передаче. Иногда такой тип промежуточных передач относят к эластичным соединениям, представляющим отдельную классификационную группу.

Дальнейшая классификация карданных передач связана с конструкцией шарниров равных угловых скоростей, которые в настоящее время очень разнообразны по устройству и инженерным решениям, и продолжают совершенствоваться.

Главная страница

Устройство автомобилей

• Экзаменационные билеты

для группы Т-21 (IV семестр)

для группы Т-31 (V семестр)

для группы Т-31 (VI семестр)

КГБПОУ «Каменский агротехнический техникум»

Материалы: http://k-a-t.ru/mdk.01.01_transmjssia/kardan_1/index.shtml