Требования, предъявляемые к автомобильным карданным передачам
Механизмы трансмиссии современного автомобиля крепятся непосредственно к раме или кузову или подвешиваются к ним на упругих элементах. Для связи между этими механизмами, валы которых могут быть расположены в разных плоскостях и, кроме того, могут менять свое положение при движении автомобиля, необходимо иметь такой механизм, который, не меняя передаточного отношения, допускал бы передачу крутящего момента между валами, расположенными под постоянными или переменными углами. Таким механизмом в трансмиссии автомобиля является карданная передача.
Карданная передача служит также для компенсации несоосности валов между закрепленными на раме агрегатами. Карданные передачи используют для связи двигателя с коробкой передач при ее раздельной установке, для соединения коробки передач с раздаточной коробкой и последней с ведущими мостами (передними и задними), для привода ведущих колес при их независимой подвеске, для привода ведущих и управляемых колес и привода вспомогательного и специального оборудования (лебедки, самосвальных механизмов и т. п.).
В зависимости от назначения карданной передачи она или постоянно работает при движении автомобиля или включается при необходимости (например, карданные передачи передних ведущих мостов, для привода лебедок и т. п.). Условия работы карданных передач и требования к ним различны и зависят от того, для привода каких механизмов трансмиссии использованы передачи. К основным специфическим требованиям, которые необходимо учитывать при проектировании карданных передач, относятся следующие:
- Углы наклона карданных валов должны быть по возможности минимальными, так как при этом карданная передача будет работать с более высоким к.п.д. и с меньшей неравномерностью вращения валов (при отсутствии условий, обеспечивающих синхронность вращения). Однако назначение очень малых углов нежелательно, особенно для карданов с игольчатыми подшипниками, так как это вызывает бринеллирование последних.
- Динамические нагрузки, вызванные неравномерностью вращения и несбалансированностью вала, особенно для карданных передач, работающих с высоким числом оборотов, должны быть минимальными.
- Жесткость карданной передачи, являющейся одним из упругих звеньев трансмиссии, надо выбирать с учетом динамических характеристик всех элементов трансмиссии. Собственные частоты крутильных колебаний трансмиссии должны лежать вне эксплуатационных режимов автомобиля.
- Критические числа оборотов карданной передачи должны быть выше чисел оборотов максимально возможных по условиям эксплуатации.
- Трущиеся поверхности карданных шарниров и компенсирующие устройства (скользящие шлицевые соединения карданных валов, требующие смазки, следует хорошо защищать от вытекания смазки и от проникновения влаги, грязи и пыли.
При проектировании карданных передач многоприводных автомобилей желательна унификация узлов и деталей. Элементами карданной передачи являются: карданы, карданный вал (или валы), промежуточная опора и упругие муфты, начинающие распространяться в последнее время. Из этих элементов карданы и упругие муфты, отличающиеся большим разнообразием конструкций, в наибольшей степени влияют на характеристику карданной передачи.