Рабочий процесс карданных шарниров
Основным элементом карданной передачи является карданный шарнир. Тип шарнира определяет кинематическую схему карданной передачи и максимально допустимые углы наклона валов.
Кинематика карданных шарниров
Рабочий процесс карданных передач в основном определяется особенностями схемы сил на карданных шарнирах, а также условиями возникновения вибраций и мероприятиями по их уменьшению.
При передаче крутящего момента под углом с помощью шарниров возникают трудности в обеспечении равномерного вращения вала, расположенного позади шарнира.
На рисунке приведена схема, поясняющая условие, при котором обеспечивается создание шарнира равных угловых скоростей.
В точке А концы валов не соединены, они лишь соприкасаются, но 
, значит, условие 
= 
выполнимо, если 
= 
. При повороте вала 1, например на 180°, и уменьшаются, но их равенство должно сохраниться.
Следовательно, точка 
контакта валов 1 и 2 должна перемещаться по биссекторной плоскости O-O ( 
= 
) при вращении валов.
В жестком шарнире неравных угловых скоростей это условие не выполняется, так как шипы 
и 
крестовины перемещаются в плоскости 
- , перпендикулярной оси вала 1, а шипы 
и 
– в плоскости 
- , перпендикулярной оси вала 2.
Если вал 1 повернется на угол 
, вал 2 повернется на угол 
, при этом, из теории машин и механизмов:
. (5.1)
Продифференцировав зависимость (5.1), получим 
и, после преобразований,
|
|
|
. (5.2)
Из соотношения (5.2) следует, что 
, причем коэффициент неравномерности 
при углах 
< 10° невелик:
. (5.3)
| 
|
При двух шарнирах с валами, лежащими в одной плоскости, неравномерное вращение карданного вала можно преобразовать в равномерное вращение ведомого вала, если поставить второй шарнир с углом наклона 
= 
, причем вилки шарниров неравномерно вращающегося вала должны лежать в одной плоскости.
Это правило справедливо для любого четного числа шарниров. Ведомым валом будем считать вал, расположенный после последнего шарнира.
При трех шарнирах с валами, лежащими в одной плоскости, равномерное вращение ведомого вала обеспечивается при выполнении уравнения, в котором перемножаются косинусы углов тех шарниров, вилки которых расположены одинаково.
Например, для показанной схемы:
. (5.4)
Если развернуть на 90° вилки шарнира 2, условие (5.4) примет вид 
. Если, кроме того, развернуть на 90° вилки шарнира 3, условие (5.4) примет вид 
.
| Взаимное расположение вилок на концах валов | Условие синхронного вращения | |
| 2 | 3 | |
| под углом 90° в одной плоскости в одной плоскости | в одной плоскости под углом 90° в одной плоскости |
|
|
|
|
Во время движения автомобиля углы и 
могут изменяться; в то же время остается постоянным, поэтому полной синхронизации угловых скоростей достичь нельзя (синхронизация тем ближе к полной, чем меньше ).
Дата добавления: 2018-02-28; просмотров: 823; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!