Из чего состоит карданный вал: ключевые функции, устройство и некоторые неисправности |

Конструкция, ремонт кардана в Москве| КарданБаланс

      Кардан – агрегат, который устанавливается практически на все задне- и полноприводные авто. Главная его задача – передача крутящего момента одного узла к другому.

      Неправильно отремонтированный или неисправный вал может стать причиной не только собственного быстрого износа, но и выхода из строя множества других агрегатов и узлов, а также ухудшения здоровья водителя и его пассажиров. Поэтому ремонт следует доверять только опытным профессионалам, которые используют в работе современные технологии и высокоточное оборудование.

      Кардан состоит из вала, двух крестовин, скользящей вилки, 2 фланец-вилок, деталей крепления и уплотнений. Изготавливаются они из сплошного прута или трубы. С одной стороны к кардану приваривается вилка шарнира (неподвижная), а с другой – втулка (шлицевая), на которую насаживается подвижная вилка с шарниром (скользящая).

      На некоторых авто карданная передача выполняется из нескольких частей с промежуточными подвесными опорами.

Вызвано это тем, что на высоких скоростях вращения валы большой длины изгибаются из-за дисбаланса, распределенного по длине. Хорошо отбалансированный вал на одной скорости не становится причиной вибраций, а на другой может стать ее причиной.

      Важно знать, что карданная передача (в отличие от ШРУСа) дает возможности для отдачи крутящего момента с пульсацией угловой скорости. И для ее уменьшения при сборке карданов вилки располагаются в одной плоскости по обоим концам.

Балансировка

      Как и колеса, двигатель и другие механизмы авто, карданные валы могут иметь дисбаланс. Внешними его признаками становятся вибрации, которые могут увеличиваться или уменьшаться при различной частоте вращения. Причем дисбаланс неприятен не только с точки зрения возникающего дискомфорта, но и вреден для здоровья.

      Также он вызывает и множественные нагрузки на шарниры и детали трансмиссии, сопряженные с карданной передачей, становится причиной ослабления креплений.

      Динамическая балансировка – способ, позволяющий определить степень дисбаланса и устранить его.

      Обычно балансировка карданов производится в сборе с шарнирами.

Проблемы ремонта

      В нашей стране существует множество проблем, связанных с ремонтом автомобилей. Но одной из актуальных становится практическое отсутствие сервисных центров, которые бы занимались восстановлением работоспособности карданов. Обычно их меняют целиком. А если даже и ремонтируют, то с неохотой и некачественно.

      И следствием становится нарушение балансировки, которое происходит из-за неправильной сборки или неточной установки крестовин. Что же делать?

      Конечно же, обращаться в «КарданБаланс».

      Мы найдем решение проблемы!

      Мы изготавливаем и ремонтируем валы для легковых авто, специальной техники, тракторов и электротранспорта.

      Мы ведем активную работу по созданию специализированных СТО в различных городах. В ближайшее время мы планируем оснастить их всем необходимым для ремонта.

      Вы уже сейчас можете обратиться к нам! Предоставляя гарантию, мы можем убедить Вас в высоком качестве всех работ и их оперативности!

Карданный вал автомобиля — Blumaq Russia 2021

Проблемы, связанные с эксплуатацией карданного вала. Карданный вал остается наиболее простым передаточным механизмом между двигателем автомобиля и его ведущим мостом.

Активная эксплуатация автомобиля приводит к появлению проблем карданного вала. Карданная передача является механизмом, с помощью которого крутящий момент передается между валами. Карданная передача используется для взаимного углового перемещения валов. Передача применяется для сохранения взаимного расположения осей вращающихся элементов. В конструкциях автомобилей крестовина карданного вала обеспечивает передачу крутящего момента от раздаточной коробки (коробки передач) к ведущему мосту.

В зависимости от количества ведущих мостов автомобиля, изменяется количество установленных карданных валов. Дополнительные валы носят название промежуточных карданных валов.

В состав конструкции карданного вала входит:

• карданный вал, который представляет собой стальную трубу, выполненную из высоколегированной стали;
• подвесной подшипник карданного вала;
• опора карданного кала;
• муфта карданного вала;
• крестовина карданного вала.

Труба карданного вала в сборе состоит из скользящей или стационарной вилки, фланца-вилки и крестовины, которая устанавливается в ушках вилок с помощью игольчатых подшипников.

С появлением автомобилей с передним приводом, карданный вал начали применять только на грузовой тяжелой технике, для которой важно движение заднего ведущего моста.

Проблемы карданного вала

Проблемы карданного вала автомобиля начинают проявляться постепенно – появляются посторонние стуки, скрипы и биения. Затем образуются люфты в соединениях пальцев крестовин, которые влекут за собой появление дополнительных посторонних звуков. Если смазка карданного подшипника и пальцев карданной крестовины не дала результата – это сигнал водителю, что пора начать ремонт карданного вала.

Ремонт карданных валов состоит из следующих элементов:

• замены крестовины карданного вала;
• замены подвесного подшипника;
• замена опоры карданного вала;
• замена игольчатых подшипников.

Замена всего карданного вала производится крайне редко, так как она выполняется из высокопрочной стали, которая рассчитывается на весь срок эксплуатации автомобиля. Кардан может быть поврежден только во время аварии автомобиля.

Произвести ремонт кардана автомобиля можно с помощью оригинальных и неоригинальных запасных частей, продажу которых предлагает компания Blumaq. Компания специализируется на продажах недорогих запчастей для автомобилей отечественного и импортного производства.

Карданный вал. История. Предназначения. Основные неисправности

Уже на протяжении ста лет конструкция карданного вала не претерпела никаких изменений. Это связано с простотой детали и ее отличному функционированию на многих типах автомобилей.

Впервые мир увидел макет карданного вала после его презентации итальянцем Джироламо Кардано, на честь которого и названа деталь. Но в конструировании автомобилей КВ начал применятся только в начале 19 века и с тех пор успешно используется. Впервые установлен он на один из автомобилей французской компании, владельца которой зовут Луи Рено.

Это внедрение стало революционным, ведь впервые удалось преодолеть провалы передачи крутящего момента от коробки передач к мосту автомобиля при езде по проблемной дороге. Это позволило достичь максимально плавного хода автомобилей, что мы и ценим на сегодняшний день.

Основные функции Карданного Вала

В каждом автомобиле трансмиссия выполняет одну из ключевых функций, которая заключается в передачи вращения коленвала на колеса. Коробка передач перерабатывает вращение коленвала в плавный режим движения автомобиля.

Кардан же используется в транспортных средствах, которые имеют задний или полный привод и позволяет максимально точно передать момент движения на ведущую ось. Если взять стандартную коробку передач, то ее структура состоит из 3-х валов, это:

● Первичный — соединяет КПП с маховиком

● Вторичный — передает момент вращения

● Промежуточный — передает вращение между валами

Основная функция карданной передачи

Если вы когда-либо управляли задне или полноприводным автомобилем, то наверняка видели карданный вал. Снаружи эта конструкция состоит из двух частей, длинной и короткой, который соединены между собой специальной крестовиной.

Основная цель работы кардана не только в передачи вращения, но и обеспечить жесткую связку ведущих колен не мешая при этом нормальному перемещению колес.Также стоит упомянуть о возможной деформации рамы транспортного средства в процессе езды, но конструкция кардана помогает это нивелировать.

Плюсы и минусы карданного вала

Среди всех преимуществ использования данной детали стоит выделить возможность элемента выдержать очень большие нагрузки, что очень полезно при управлении грузовыми автомобилями.

Основной же недостаток этой детали заключается в ее весе, при учете рассмотрения не спортивных моделей автомобилей.

Советы по использованию

Все опытные сотрудники сервисных центров советуют проводить осмотр оборудования, в частности карданного вала, после 10000 тысяч пробега автомобиля.

Это поможет держать оборудование в отличном функциональном состоянии и исключит возможные в будущем поломки.

Ремонт карданного вала — ООО «КарданВалСервис-Самара» : Балансировка и ремонт карданных валов

Главная задача карданного вала — передать крутящий момент от одного агрегата к другому, оси валов которых между собой могут не только не совпадать, но и работать при постоянно изменяющихся межосевых расстояниях и к тому же в разных вертикальных и горизонтальных плоскостях. Карданный вал состоит из трубы, скользящей вилки, двух крестовин (шарниров), двух фланец-вилок и уплотнений. Вал изготавливается из сварной или бесшовной трубы. С одной стороны к нему приваривается неподвижная вилка шарнира, а с другой — шлицевая втулка, на которую посажена подвижная скользящая вилка с шарниром. Шлицевое соединение кардана обеспечивает изменение его рабочей длины при работе подвески.  Шарниры, в свою очередь, состоят из вилок, фланцев и крестовин с игольчатыми подшипниками, а также крепежных деталей.

 

Износ подшипников и крестовины.

Об износе подшипников и крестовины будет свидетельствовать люфт в карданном шарнире и стук в карданной передаче при движении автомобиля. При резком повороте карданного вала в обе стороны не должно быть стука и ощутимого люфта. При наличии люфта в подшипниках карданного шарнира  и их заедании во время вращения надо заменить изношенные крестовины. 

 

   

Крестовина относится к числу основных компонентов карданной передачи, поэтому любые неполадки должны ликвидироваться безотлагательно. Ввиду сложности и специфичности подобные работы следует проводить только в специализированных техцентрах, оснащенных необходимым оборудованием, инструментом и технологиями, а также опытными сотрудниками надлежащей квалификации .

  

Износ шлицевого соединения.

При повышенном износе шлицевого соединения стук карданного вала появляется с увеличением скорости движения. В этом случае следует заменить изношенные детали и отбалансировать карданный вал.

Неисправный или неправильно отремонтированный карданный вал может стать причиной поломок других узлов и агрегатов. Поэтому ремонтировать его должны опытные мастера, использующие специальное оборудование и технологии.

Вал изготавливается из сварной или бесшовной трубы. С одной стороны к нему приваривается неподвижная вилка шарнира, а с другой — шлицевая втулка, на которую посажена подвижная скользящая вилка с шарниром. Шлицевое соединение кардана обеспечивает изменение его рабочей длины при работе подвески.

 

 

После ремонта карданные валы необходимо балансировать!

Поэтому необходимо проводить ремонт в специализированных организациях.

Карданный вал автомобиля

24.05.2010

Карданные валы

Для приведения в движение заднего моста заднеприводной автомобиль нуждается в карданном вале. Карданный вал передает крутящий момент от вторичного вала коробки передач к дифференциалу, заставляя задние колеса вращаться.

Переднеприводные автомобили и автомобили с независимой передней или задней подвеской требуют наличия ведущих полуосей, которые фактически также являются карданными валами.

Углы трансмиссии

Когда автомобиль находится в движении, угол трансмиссии постоянно изменяется вследствие перемещения моста. Когда изменяется нагрузка автомобиля или колеса натыкаются на ухабы или выбоины на дороге, мост уходит вверх и вниз относительно рамы. Когда прикладывается момент трогания или тормозной момент, задний мост также может уходить вверх или вниз относительно подвески. Коробка передач, однако, крепится к раме. Без гибкости карданный вал согнулся бы и в конечном счете переломился. Необходимой гибкостью обеспечивают трансмиссию карданные шарниры и скользящие вилки. Карданный вал позволяет передавать крутящий момент плавно, при этом вращаясь, изменяя длину и перемещаясь вверх и вниз.

Многосекционные карданные валы

Некоторые карданные валы состоят из нескольких секций. В многосекционных карданных валах используются промежуточные опоры, которые служат в качестве опорных элементов этих секций. Карданные шарниры постоянно регулируют изменения в угле между фиксированной коробкой передач и перемещающимся мостом. Скользящие вилки компенсируют изменения длины, разрешая карданному валу перемещаться внутрь или наружу в скользящей втулке. Карданные валы различаются подлине, диаметру и типу используемой скользящей втулки. Это отвечает требованиям различных комбинаций колесной базы и силового агрегата.

Элементы карданного вала

Карданные шарниры

Одиночные карданные шарниры

Одиночные карданные шарниры (названы так по имени конструктора) состоят из центральной крестовины и двух вилок. Каждая вилка может поворачиваться вокруг оси, образуемой противоположными концами крестовины. Стопорные кольца закрепляют наружное кольцо подшипника в вилке, и могут быть внутренними или наружными. Подлинные карданные шарниры заполняются смазкой на весь срок службы. Некоторые карданные шарниры оснащаются нейлоновыми упорными шайбами, устанавливаемыми перед наружными кольцами подшипников.

Двойной карданный шарнир

Двойные карданные шарниры используются, когда рабочий угол слишком велик для одиночного карданного шарнира. Двойные карданные шарниры состоят из двух отдельных карданных шарниров, плотно соединенных посредством центральной вилки и промежуточной вилки.

Центральная вилка, промежуточная вилка и центрирующая пружина удерживают оба карданных шарнира соосно друг с другом. Эта сборка распределяет угол между двумя валами на эти два шарнира.

Промежуточная опора карданного вала

Двухсекционный карданный вал, используемый в некоторых автомобилях, состоит из двух валов, трех карданных шарниров, и закрепленной на раме промежуточной опоры с резиновой изолирующей втулкой. Промежуточная опора требуется для того, чтобы поддерживать двухсекционный карданный вал при работе. Эта опора заполняется смазкой при изготовлении и уплотняется на весь срок службы. Передний карданный шарнир располагается почти прямо и таким образом он не генерирует отклонения в частоте вращения, а другие два шарнира синхронизируются, чтобы предотвратить возникновение вибрации.

Эластичная муфта

На некоторых автомобилях вместо карданных шарниров используются эластичные муфты. Эластичные муфты изготавливаются из резины.

Рабочие углы эластичной муфты должны находиться в пределах одного градуса.

Рабочие углы и балансировка

Карданные шарниры компенсируют изменения в рабочих углах с каждого конца карданного вала. Скользящая вилка компенсирует перемещение карданного вала, регулируя длину вала. Чтобы правильно работать, карданные валы должны быть сбалансированы и откалиброваны. Также должен быть согласован диапазон рабочих углов. В системе содносекционным карданным валом имеются два рабочих угла карданного вала. Первый — это угол между коробкой передач (или вторичным валом раздаточной коробки) и карданным валом. Второй — угол между карданным валом и задним дифференциалом.

Угловое расположение элементов карданного вала

Карданные шарниры на каждом конце карданного вала также должны быть «в фазе». Это означает, что ведомая вилка должна иметь ту же ось вращения, или, другими словами находиться в той же самой плоскости, что и ведущая вилка. Такое расположение валов позволит каждому валу при каждом обороте ускоряться и замедляться одновременно, что сведет к минимуму вибрации, возникающие при нормальной работе. Если карданные валы не совпадают по фазе, замедление и ускорение карданного вала будет передаваться мосту, даже в том случае, если валы коробки передач и моста параллельны,что в результате приведет к разрушающим валы вибрациям.

Полуоси

Переднеприводные автомобили требуют использования специальных карданных валов, называемых полуосями (ведущими полуосями). Полуоси передают мощность от дифференциала, расположенного в коробке передач в блоке с ведущим мостом, к колесам. Полуоси располагаются между полуосевыми шестернями дифференциала и ступицей колеса. Они должны быть способны плавно передавать крутящий момент при прохождении поворотов и изменять свою длину при движении автомобиля по ухабам и выбоинам или при изменении нагрузки автомобиля.

Изменение длины полуоси

Полуось обеспечивает равномерную передачу мощности благодаря шарнирам равных угловых скоростей (ШРУС), расположенным на каждом конце полуоси. Эти шарниры рассчитаны на равномерную передачу крутящего момента при одновременном перемещении передней подвески и рулевого управления. Когда подвеска перемещается, ШРУСы позволяют полуосям изменять свою длину и плавно работать за счет изменения углов. Наружные шарниры позволяют системе рулевого управления поворачивать колеса, а также допускают перемещение подвески вверх и вниз. Внутренний шарнир позволяет изменять длину полуоси вследствие перемещения подвески.

Работа полуоси

При работе автомобиля наружные ШРУСы поворачиваются, позволяя полуосям изменять углы быстро и плавно. Мощность передается даже в том случае, когда автомобиль резко поворачивает. Одновременно внутренний шарнир также может поворачиваться, но он, кроме того, может изменять длину полуоси. Поворот и изменение длины происходит, потому что элементы внутреннего шарнира располагаются во втулке и в зависимости от необходимости, когда подвеска реагирует на рельеф дороги, могут перемещаться вдоль нее внутрь или наружу. Эта способность называется «нырянием».

Основные элементы полуоси

Внутренний шарнир равных угловых скоростей

Общие элементы, присутствующие на всех полуосях, — это:

•    Чехлы шарниров равных угловых скоростей
•    Внутренний шарнир равных угловых скоростей
•    Вал
•    Наружный шарнир равных угловых скоростей

Внутренний шарнир равных угловых скоростей имеет шлицевое соединение с полуосевой шестерней дифференциала. Чтобы предотвратить легкий выход внутреннего шарнира равных угловых скоростей из полуосевой шестерни, он фиксируется в требуемом положении с помощью стопорного кольца из пружинной стали. Имеются два общих типа внутренних шарниров равных угловых скоростей.

Треножный шарнир («трипод»), показанный выше, имеет треножную крестовину, оснащенную специальными роликами, которые работают на игольчатых подшипниках.

•    Треножный шарнир работает внутри втулки корпуса шарнира (иногда называемого «тюльпан» из-за его формы).
•    Так как ролики не крепятся к корпусу шарнира, они могут перемещаться внутри корпуса вперед — назад.
•    Перемещение роликов отслеживает изменение угла полуоси, а также позволяет полуоси изменять длину, отслеживая работу подвески.

«Ныряющий» шариковый внутренний шарнир равных угловых скоростей использует наружное кольцо, в котором имеют прямые механически обработанные канавки.

•    Внутреннее кольцо подсоединяется к валу, а большие шарики, снабженные сепаратором, работают между внутренним и наружным кольцами.
•    Когда полуось изменяет длину, внутреннее кольцо и шарики свободно перемещаются внутрь и наружу вдоль канавок наружного кольца, таким образом позволяя полуоси наклоняться и изменять длину.

Полуось

Вал полуоси в сборе имеет на обоих концах шлицы, которые позволяют устанавливать на него шарниры равных угловых скоростей.

•    Т.к. полуось вращается с частотой вращения, равной только приблизительно 1/3 частоты вращения карданного вала заднего привода, она не требует балансировки.
•    В некоторых полуосях используют резиновые динамические демпферы, помогающие устранять малые вибрации, которые могут генерироваться при работе автомобиля.
•    Более короткие полуоси могут изготавливаться из стального круглого проката, в то время как более длинные полуоси — полые.
•    Шлицы полуоси имеют поперечные канавки, позволяющие устанавливать стопорные кольца для фиксации шарниров равных угловых скоростей.

Промежуточный вал

Автомобили с более крупными двигателями могут требовать использования промежуточного вала. Промежуточный вал — это вал, который идет от коробки передач в блоке с ведущим мостом к полуоси в сборе и поддерживается подвесной опорой, которая крепится болтами к раме автомобиля.

Промежуточный вал необходим на некоторых автомобилях, потому что чем дальше от центра автомобиля полуось соединяется с коробкой передач в блоке с ведущим мостом, тем больший реактивный момент воспринимается на рулевом колесе. Этот реактивный момент на рулевом колесе может быть очень ярко выраженным на автомобилях с большими двигателями, коробки передач в блоке с ведущим мостом которых не располагаются по оси автомобиля.

Наружный шарнир равных угловых скоростей

Наружные шарниры равных угловых скоростей, используемые на многих автомобилях, это шарниры Rzeppa (названы по имени их изобретателя). Такие шарниры — это фиксированные шаровые шарниры, которые состоят из внутреннего кольца подшипника, комплекта больших шариков с сепаратором. Эти шарики перемещаются по канавкам на наружном кольце. Когда колеса поворачиваются для реализации рулевого управления автомобиля, шарики позволяют внутреннему кольцу, имеющему шлицевое соединение с полуосью, и наружному кольцу, которое имеет шлицевое соединение с колесом, работать под углом друг другу.

Наружное кольцо шарнира равных угловых скоростей имеет шлицевое соединение со ступицей колеса, используя переходную посадку. Эта переходная посадка устраняет боковой зазор между ступицей колеса и полуосью. Однако, из-за чрезвычайно плотной посадки шлицов, установленных по переходной посадке, при снятии шарнира равных угловых скоростей со ступицы колеса должен использоваться специальный инструмент. В автомобилях с антиблокировочной системой тормозов (ABS) рядом с наружной стороной корпуса шарнира равных угловых скоростей располагается импульсное колесо датчика скорости колеса для системы ABS.

Чехлы шарниров равных угловых скоростей

И внутренние и наружные шарниры равных угловых скоростей имеют резиновые или пластмассовые чехлы, которые закрывают отверстие шарнира в том месте, где он соединяется с полуосью. Эти чехлы фиксируются в требуемом положении специальными хомутами. Хомуты предназначены для того, чтобы не допускать попадания грязи в шарнир равных угловых скоростей и препятствовать вытеканию специальной консистентной смазки, используемой для смазки шарниров. Любой разрыв в чехле или повреждение хомута чехла, которые позволяют грязи проникать в шарнир, требует замены или чехла или шарнира.

автозапчасти в москве

К карданный вал — Энциклопедия по машиностроению XXL

Приведенный к карданному валу момент инерции трансмиссии /р, кг м-  [c.209]

Коробка передач служит для изменения крутящего момента, передаваемого от коленчатого вала двигателя к карданному валу, для движения автомобиля задним ходом и длительного разобщения двигателя от трансмиссии во время стоянки автомобиля и при движении его по инерции.  [c.206]

Валы, приводящие во вращение колеса, на автомобиле размещены по отношению к его оси и к карданному валу под углом 90°. Чтобы передать крутящий момент под углом 90°, применяют пару конических шестерен, называемую главной передачей. Ведущая шестерня главной передачи сделана меньшего, а ведомая большего диаметра, благодаря чему уменьшается число оборотов ведущих колес по отношению к числу оборотов карданного вала и увеличивается на колесах крутящий момент.  [c.227]

При трогании с места на первой передаче в обычных дорожных условиях при принятой в городских условиях движения форсировке разгона (кривая 1) крутящий момент на карданном валу достигает 1050 Н-м. Максимальный крутящий момент при этом не превышает максимального момента по скоростной характеристике двигателя данного автомобиля М тах, приведенного к карданному валу с учетом передаточного числа и к. п. д. Г . коробки передач  [c.10]

Момент инерции 1 ведомой части сцепления по сравнению-с моментом инерции 1 массы автомобиля, приведенной к карданному валу, очень мал, и можно принять, что /с 0.  [c.185]

В конце ведомого вала 12 установлена коническая шестерня 13, находящаяся в зацеплении с конической шестерней 14-, шестерни расположены под углом 57°30 и образуют угловую передачу, передающую крутящий момент к карданному валу.  [c. 146]

Изменение крутящего момента в коробке передач. Крутящий момент, передаваемый от коленчатого вала двигателя к карданному валу, будет тем больше, чем выше передаточное число шестерен, находящихся в зацеплении на той или иной передаче в коробке передач.  [c.150]

Коробка передач служит для изменения крутящего момента передаваемого от коленчатого вала двигателя к карданному валу автопогрузчика. На большинстве отечественных автопогрузчиков грузоподъемностью 3—5 т установлена четырехступенчатая трехходовая коробка передач автомобиля ГАЗ-51, рассчитанная в основном на движение вперед и в редких случаях на пользование передачей заднего хода.  [c.61]

Валы, приводящие во вращение колеса, на автомобиле размещены по отношению к его оси и к карданному валу под углом 90°. Чтобы увеличить крутящий момент и передать его под углом 90°, применяют главную передачу.  [c.192]

Коробка передач служит для изменения крутящего момента, передаваемого от коленчатого вала двигателя к карданному валу, для движения автомобиля задним ходом и для длительного разобщения двигателя от трансмиссии во время стоянки автомобиля и при движении по инерции. Коробка передач состоит из трех валов, набора шестерен и механизма управления.  [c.159]

Карданный вал (рис. 22, 23) имеет два фланца, две крестовины с игольчатыми подшипниками и две вилки (скользящую и шлицевую). К карданным валам, соединяющим УГП со средними осевыми редукторами, приварены трубы. Вилки и фланцы всех карданных валов изготовлены с неразъемными проушинами.  [c.34]

Средний вал 2 (см. рис- 31) предназначен для передачи вращения от коленчатого вала к водяным и масляным насосам и одновременно к карданному валу для привода вспомогательных агрегатов тепловоза. Средний вал получает вращение через торсионный вал 7, который входит в шлицы на внутреннем отверстии вилки. На среднем вале смонтирована эластичная шестерня. Средний вал дизелей последних выпусков соединен с коленчатым валом зубчатой муфтой (см. рис. 32).  [c.51]

Раздаточный вал. Передает мощность от реверс-режимных валов к карданным валам тепловоза н является последним звеном кинематической цепи гидропередачи.  [c.95]

МИ и двух вилок (скользящей и шлицевой). К карданным валам, соединяющим УГП со средними осевыми редукторами, кроме того, приварены трубы.  [c.33]

Промежуточная опора (рис. 88) состоит из стального корпуса 6, двух чугунных крышек 8 с войлочными уплотнениями 3 и шлицевого вала 2, вращающегося в двух шарикоподшипниках 5. Для присоединения к карданным валам служат два шлицевых фланца 1 и 10.  [c.93]

Частота вращения карданного вала п , об/мин 600 420 300 720 1000 400 210 500 600 300 Передаточное отношение между кривошипом и карданным валом р 8,0 —10,0 -15,0 —5,6 —4,8—12,0-21,5 —9,6 —7,0—16,0 Число зубьев колес г, z 17 32 20 32 14 20 14 16 47 24 17 30 20 40 19 32 19 35 12 20 Число сателлитов в планетарной передаче k 3434333433 Приведенный к водилу момент инерции трансмиссии / , кг м 1,24 1,45 4,5 0,63 0,46 2,45 9,24 1,84 0,98 5,12  [c. 213]

Игольчатые подшипники (см. рис. 3.129, д) предназначены только для восприятия радиальных нагрузок. Отличаются значительной радиальной грузоподъемностью по сравнению с подшипниками других типов при одинаковых с ними диаметрах отверстия для сопряжения с валом. Применяются в узлах с ограниченными радиальными размерами (подшипниковые узлы карданных валов автомобилей и т. п.). Перекос внутреннего кольца относительно наружного кольца недопустим, так как это ведет к нарушению линейного контакта игл с дорожками качения. На наружном кольце предусмотрены отверстия для подачи смазки к иглам.  [c.526]

Прямобочные шлицевые соединения выполняют с центрированием (рис. 3.30) по боковым сторонам зубьев (а), по наружному диаметру (б), по внутреннему диаметру (в). Центрирование по боковым сторонам зубьев обеспечивает более равномерное распределение нагрузки между зубьями и поэтому его применяют при ударных и реверсивных нагрузках (например, в карданных валах) центрирование по наружному или внутреннему диаметрам обеспечивает более высокую соосность вала и ступицы. Метод центрирования имеет прямое отношение к технологии изготовления деталей соединения, причем наиболее технологично центрирование по наружному диаметру, применяемому при невысокой твердости внутренней поверхности ступицы (шлицевое отверстие обрабатывают протяжкой, а посадочную поверхность вала шлифуют. При высокой твердости посадочной поверхности ступицы и вала рекомендуется центрирование по внутреннему диаметру. В этом случае после термообработки посадочные поверхности ступицы и вала шлифуют соответственно на внутришлифовальном и шлицешлифовальном станках,  [c.56]

Соединения шлицевые прямобочные (см. рис. 5.8). Эти соединения наиболее распространены в машиностроении. Выполняют с тремя видами центрирования ступицы на валу (рис. 5.11) по наружному диаметру D (а) по внутреннему диаметру d (б) по боковым сторонам Ь шлицев (в). Центрирование по h способствует более равномерному распределению нагрузки по шлицам, но не обеспечивает точной соосности ступицы и вала. Поэтому его применяют прп передаче больших моментов, при ударных и реверсивных нагрузках, когда к точности центрирования не предъявляют высоких требований, например в шлицевых соединениях карданных валов автомобилей. Центрирование по D к d более точное, поэтому эти виды соединений применяют в тех случаях, когда требуется повышенная точность совпадения геометрических осей вала и ступицы.  [c.101]

Пространственные механизмы с низшими парами. Если в механизме, звенья которого образуют только вращательные пары, оси всех пар пересекаются в одной точке, то траектории точек звеньев лежат на концентрических сферах и механизм называется сферическим. Структурные свойства этих механизмов во многом аналогичны свойствам плоских механизмов. На рис. 4, а показана схема четырехзвенного сферического механизма для частного случая, когда оси вращательных пар трех подвижных звеньев пересекаются под углом 90°, а оси, принадлежащие стойке, пересекаются под произвольным углом а. Этот механизм, известный под названием механизма Кардана ) (иногда называется также механизмом шарнира Гука), служит для передачи вращения между валами, оси которых пересекаются. При равномерном вращении одного вала другой вал вращается неравномерно. Этот недостаток устранен в двойном механизме Кардана (рис. 4,6). Двойной механизм Кардана допускает не только изменение угла между осями валов, но и смещение их по высоте, как это имеет место, например, в автомобиле при передаче вращения к задним колесам (передача через карданный вал). Предложено также много других пространственных механизмов для передачи вращения между валами, взаимное положение которых во время движения может изменяться. Эти механизмы получили название универсальных шарниров.  [c.29]

По геометрической форме валы могут быть прямыми, коленчатыми — валы поршневых машин (рис. 284, а), криволинейными — гибкие валы переносного инструмента (рис. 284,6) и составными — карданные валы (рис. 284, в). Оси обычно изготовляют прямыми. Наиболее широко распространены в машиностроении прямые валы и оси. Коленчатые и криволинейные валы относятся к специальным деталям и в настоящем курсе не изучаются.  [c.315]

Оборудованные закрытыми кабинами и грузовыми платформами с откидными бортами, снабженные шестицилиндровыми бензиновыми двигателями, двойными главными передачами от карданных валов к ведущим колесам и четырехступенчатыми коробками передач с четырьмя ступенями (переключениями) скоростей для переднего хода и одной ступенью для заднего хода, надежные в эксплуатации и нетребовательные к уходу, они подучили широ-  [c.258]

В автоматизированной обработке тел вращения типа колец одна из важнейших тенденций — создание комплексных автоматических линий, в которых сводится к минимуму или вообще исключается токарная обработка. Одними из первых систем такого типа были автоматические линии обработки подшипников карданных валов, где холодной штамповкой формировалась заготовка кольца, близкая по форме к окончательно обработанной детали. Это позволило сделать токарную обработку отделочной операцией. У нас в стране создан автоматический поток по производству колец шарикоподшипников без токарной обработки. Впервые в мировой практике для производства подшипников качения применен технологический процесс, при котором точные заготовки колец выполняются штамповкой из прутка и раскаткой с дальнейшей обработкой шлифованием с высокими режимами.  [c.15]

Рабочий узел стенда представляет собой карданный вал, который одним концом жестко прикреплен к стойке стенда, а вторым (скользящая вилка шлицевого соединения) с помощью ползуна приводится в возвратно-поступательное движение с максимальным перемещением 15 мм и скоростью 51 цикл/мин.  [c.93]

Удаление медной пленки и появление задиров в первую очередь на верхних шлицах вилки скользящей у обоих испытанных валов, вероятно, объясняется тем, что в условиях стендовых испытаний карданный вал не вращался. Поэтому металлоплакирующая смазка, заложенная в шлицевое соединение, практически не перемешивалась и ее отработанная порция постепенно стекала с верхних шлицев к нижним и не обменивалась на свежую.  [c. 94]

Вал 15 с карданным валом заднего моста соединен непосредственно шарнирно. Мощность от вала 15 к карданному валу переднего моста отбирается ч ерез зубчатую муфту 14. При включении переой передачи зубчатая муфта 17 соединяет шестерню 16 с выходным валом и одновременно плунжер перемещает зубчатую муфту 14 влево и включает передний мост.  [c.106]

В некоторых конструкциях (ГАЗ-51, ЭИС-110) с целью уменьшения длины карданного вала применяют карданную передачу с промежуточным валом, передаюищм вращение от коробки передач к карданному валу. Задний конец промежуточного вала имеет опору в виде шарикового подшипника, гнездо которого крепится к поперечине рамы.  [c.133]

При сборке двойной карданной передачи необходимо следить, расположены ли вилки на карданном валу в одной плоскости. Для правильной установки на скользящей вилке карданного шарнира и на валу ставят метки. Вращающиеся детали карданной передачи при изготовлении тщательно балансируют. Правильная балансировка достигается приваркой пластин к карданному валу или установкой съемных балансировочных пластин под замочными пластинами кренления стаканов игольчатых нодшипников. Поэ-Т0Л1У при сборке все детали надо ставить так же, как они стояли до разборки.  [c.463]

Недостатком гипоидных передач являются повышенные требования к точности изготовления и монтажа. Гипоидные передачи применяют главным образом в автотракторном н текстильном машиностроении. Размещение карданного вала ниже оси ведущих колес автомобиля позволяет понизить центр тяжестп автомобиля и тем самым повысить его устойчивость. Применение гипоидной передачи в прядильных машинах позволяет передавать движение от одного вала многим десяткам веретен. Расчет гипоидных передач излагается в специальной литературе [4].  [c.172]

Величина допускаемых углов закручивания валов колеблется в HiupoKHx пределах в зависимости от требований, предъявляемых к механизму. Например, в приводах следящих систем, делительных механизмах и пр. допускаемые углы закручивания ограничивают секундами и минутами на 1 м длины, а в карданных валах автомобилей допускают несколько градусов на метр.  [c.268]

Для большинства валов крутил ,пая жесткость не играет существенной роли и проверять валы на жесткость нет необходимости. В технической литературе довольно шир )ко указывается на допустимый угол закручивания валов /напряжения обратно пропорциональны кубу диаметра вала, а углы закручивания на единицу длины — четвертой степени. Например, углы закручивания карданных валов автомобиля (диаметром 30—50 мм) достигают нескольких градусов на I м длины.  [c.332]

Игольчатый р о л и к о II о д HJ и л -ник (рис. 17.8, а и б) применяют при очень стесненных радиальных габаритах и при скоростях на валу до 5 м/с, а также при качательных движениях (поршневые пальцы, муфты карданных валов). Обладает высокой радиальной грузоподъемностью, но осевых нагрузок не воспринимает. Иглы имеют диаметр 1,6… 6 мм п длину, в 4… 10 pa i превосходящую диаметр. Иглы устанавливают без сепаратора или с сепаратором, ино1да с направляющими роликами, имеющими меньший диаметр.  [c.345]

В 1947 г. был осуществлен переход от подвесных тяговых двигателей с цилиндрической зубчатой передачей к быстроходным тяговым двигателям с карданным валом. Основным типом трамвайных вагонов в послевоенные годы являются изготовляемые Усть-Катавским заводом цельнометаллические вагоны двухосного типа — более широкие, чем прежние (2,5 м против 2,2), весом 12,5 т, длиной 10,2 м и вместимостью 61 человек. Они оборудованы двумя тяговыми двигателями мощностью по 50 кет при скорости вращения 1600 об/мин. Вагон развивает скорость до 45 км/час. В том же 1947 г. Тушинский завод освоил производство цельнометаллических четырехосных вагонов, оборудованных быстроходными тяговыми двигателями. Размеры вагонов длина 14 м, ширина 2,53 м, вес 19,5 т, вместимость 98 человек. Вагон оборудуется сначала тяговыми двигателями мощностью 38,6 кет, затем 4 тяговыми двигателями мощностью по 54 кет при скорости вращения 1650 об/мин, рассчитанными на работу при напряжении 300 е. Вагон развивает максимальную скорость 60 км/час. В 1950 г. Рижский вагоностроительный завод выпустил бесшумные трамвайные вагоны, оборудованные автоматической системой управления и рельсовыми электромагнитными тормозами.  [c.133]

---

Валы из нержавеющей стали для внутренних винтов

«Лучший» материал вала зависит от ряда различных переменных. К ним относится, будет ли лодка использоваться исключительно в пресной воде или в солоноватой или соленой воде. Если они предназначены исключительно для использования в пресной воде, проблемы с коррозией не должны быть серьезной проблемой. Таким образом, карданный вал, скорее всего, будет дешевле. Однако соленая вода может вызвать ряд проблем с коррозией, что делает задачу выбора подходящего материала вала более важной.

Материалы валов обычно изготавливаются из различных нержавеющих сталей или медных подшипниковых материалов. Металлы медных подшипников, обычно используемые для гребных валов, представляют собой сплавы монеля, морскую латунь и различные бронзы. Морская латунь содержит примерно 60 процентов меди, а бронза должна содержать 90 или более процентов меди; это делает его более превосходным.

Вал из нержавеющей стали

Обычно нержавеющие стали, используемые для изготовления карданных валов, включают типы 630, 316, 304 и 303.Все они сильные, особенно разновидность 630. При использовании в соленой воде вал из нержавеющей стали подвержен точечной коррозии, что часто приводит к щелевой коррозии. Когда дело доходит до щелевой коррозии, типы 303 и 304 считаются худшими.

Тип 316 гораздо менее уязвим и поэтому лучше подходит для использования в соленой воде. На данном этапе технологии тип 630, возможно, находится на одном уровне с K-500 Monel, конкурирующим за первое место как «лучший материал для вала». » Цена на тип 630 выше, чем на другие виды материалов из нержавеющей стали. Он также прочнее и менее подвержен коррозии.

Вал из нержавеющей стали имеет особые требования к использованию и установке, которым необходимо следовать в течение всего срока службы. Для Например, расходуемые гальванические аноды должны быть расположены на гребных валах или рядом с ними в солоноватой или соленой воде, когда корпус остается в воде.Если валы оснащены анодными манжетами, это может привести к выходу валов из остаток средств.

Кроме того, эти типы анодов более подвержены эрозии, чем аноды, не расположенные на валу. Особое внимание следует уделить расположению этих анодных колец, чтобы не ограничивался поток воды к гребному винту. Для лодок с удлиненной трубой вала, которая улавливает воду рядом с гребным валом из нержавеющей стали, должен быть способ обеспечить положительную циркуляцию потока воды, чтобы избежать коррозионного воздействия стоячей воды, когда она контактирует с нержавеющей сталью. Все подводное оборудование и электрооборудование должны быть надлежащим образом заземлены на пластину отрицательного заземления под водой. На прицепных катерах эти проблемы не являются серьезной проблемой.

Профессиональный механический цех Propeller Depot может удовлетворить все ваши потребности в нержавеющих валах для внутренних винтов.

Внутреннее оборудование: гребные валы

Внутреннее оборудование: гребные валы Продолжение… МАТЕРИАЛЫ КАРДАННОГО ВАЛА Какой материал вала «наилучший»? Этот тоже зависит от многих переменных, первая из которых зависит от того, будет ли лодка использоваться исключительно в пресной воде, или будет ли он эксплуатироваться в соленой или солоноватые воды.Если лодка будет эксплуатироваться только в пресной воде, коррозия проблемы могут потребовать небольшого внимания, и, следовательно, карданный вал наверное будет дешевле. Однако в соленой воде возникают различные проблемы с коррозией. может произойти, что делает выбор подходящего материала вала более важным. РИС. 10-1 — Типовой карданный вал обработан на заднем конце для гребного винта с фиксирующим шпоночным пазом, резьба для гайки и отверстие для шплинта. Некоторые из наиболее распространенных материалов для валов будут описано в следующем.Этот список является попыткой предоставить практические информация для неспециалистов и не претендует на полноту. Попытка было сделано, чтобы перечислить материалы с их общепринятыми названиями и терминологией, чтобы чтобы не запутать нетехнического человека. В основном материалы вала обычно либо из медных подшипниковых материалов, либо из различных нержавеющих сталей. Обычные медные подшипниковые металлы, используемые для гребного винта валы — морская латунь (иногда называемая «морской бронзой»), различные бронзы и сплавы монеля.Морская латунь содержит около 60% меди, тогда как бронза должна содержать 90% или более меди и, следовательно, лучше. Монель — это торговое название сплавов, содержащих около одной трети меди и около двух третей никель. Монель 400 и монель К-500 являются распространенными типами карданных валов. То Тип К-500 является одним из самых прочных и коррозионностойких валов. материалов, а следовательно, один из самых дорогих. Тип 400 меньше дорогой, а также не такой прочный, но предлагает хорошее соотношение цены и качества. Общий вал Материалом часто называют бронзу Тобина (другое торговое название), но это не так. прочный, как материалы Monel, и не такой подходящий для открытых условий. Открытые стальные валы используются не слишком часто, в первую очередь потому, что он будет ржаветь даже в пресной воде, а в большинство морских применений. Однако обычно используются различные нержавеющие стали. Различные марки и типы нержавеющей стали, как правило, сбивают с толку обычных людей. человека, и авторы приносят свои извинения за то, что имеются только числовые обозначения для определить подходящие виды. Нержавеющая сталь, часто используемая для гребных винтов валы включают типы 303, 304, 316 и 630.Все валы из нержавеющей стали сильный, особенно тип 630 (который также известен как «17-4 PH»). Валы из нержавеющей стали в соленой воде более или менее подвержены точечной коррозии, которая приводит к щелевой коррозии. Типы 303 и 304 наверное хуже в этом отношении, при этом тип 316 менее чувствителен и, следовательно, лучше подходит для использование соленой воды. Тип 630, вероятно, идет ноздря в ноздрю с К-500 Монель в этом этап в технологии для победителя в гонке «лучший материал вала». Она стоит дороже, чем другие типы нержавеющей стали, прочнее и менее подвержена к коррозии. Вал из нержавеющей стали имеет определенную установку и требования к эксплуатации, которые следует соблюдать для обеспечения длительного срока службы вала. Жертвенные гальванические аноды должны располагаться рядом с винтом или на нем. валы в соленой или солоноватой воде, когда корпус останется в воде. Если На валах используются анодные кольца, они могут выбить валы из остаток средств. Аноды этого типа также более подвержены эрозии, чем если бы они были расположены с вала. Позаботьтесь о том, чтобы разместить такие анодные кольца, чтобы они не ограничить подачу воды на гребной винт.В лодках с длинной трубой вала, которая будет задерживать воду рядом с гребным валом из нержавеющей стали, должны быть средство для обеспечения положительного потока циркуляции воды во избежание коррозионное воздействие стоячей воды при контакте с нержавеющей сталью. Все электрооборудование и все подводное оборудование должны быть правильно заземлен на подводную пластину с отрицательным заземлением. Эти проблемы не являются серьезными забота о прицепных лодках. С валом использование графитовой набивки или следует избегать смазки, чтобы предотвратить точечную коррозию и последующую гальваническую коррозию.Гайки вала, шпонка и шплинт предпочтительно должны быть одинаковыми или аналогичными. материалы в качестве валов. Большинство карданных валов будут оснащены стандартным сужается на конце, чтобы соответствовать гребному винту. Стандартный конус составляет 3/4 дюйма к фут, или 1/16″ на дюйм. Потому что пропеллер будет идти в обоих направлениях (вперед и назад) необходимо использовать контргайку, чаще всего состоит из гайки с контргайкой и шпонки. Некоторые люди пытаются пройти мимо только с контргайкой или с гайкой и шплинтом. Однако часто эти же люди страдать от смущения потерянного пропеллера.Хотя его трудно найти, рекомендуется нанесение свинцовых белил на вал под ступицей гребного винта, если из нержавеющей стали или монеля для предотвращения коррозии между валом и гребной винт и предотвратить их слипание, что может затруднить снятие трудный. Многое из того, что обсуждалось, касается валопроводы для лодок, которые остаются на воде. Прицепные лодки обычно не требуют гальванических анодов, а максимальная коррозионная стойкость не вызывает беспокойства для материала вала.Высокоскоростные глиссирующие катера всегда будут использовать нержавеющую сталь. стали, и хотя более дорогие материалы, такие как монель, могут быть «лучше», они обычно не требуются для средней лыжной лодки. Для большинства яхтсменов 303 или 304 — хороший выбор из-за экономичной цены. Монель или 17-4PH Валопровод следует учитывать, когда судно будет эксплуатироваться на гоночных скоростях или на более высокие скорости с длинными валами без промежуточной опоры. Подробнее о карданных валах. Возврат

Гребной винт, типы гребных винтов и конструкция гребных винтов

Гребной винт представляет собой вращающуюся веерообразную конструкцию, которая используется для приведения судна в движение за счет энергии, вырабатываемой и передаваемой главным двигателем судна.

Передаваемая мощность преобразуется из вращательного движения в тягу, которая сообщает воде импульс, в результате чего возникает сила, действующая на корабль и толкающая его вперед.

Судно движется по принципу Бернулли и третьему закону Ньютона. На передней и задней сторонах лопасти создается разница давлений, и вода ускоряется за лопастями.

Тяга от гребного винта передается для движения судна через систему трансмиссии, которая состоит из вращательного движения, создаваемого коленчатым валом главного двигателя, промежуточным валом и его подшипниками, дейдвудным валом и его подшипником и, наконец, самим гребным винтом.

Корабль может быть оснащен одним, двумя и редко тремя гребными винтами в зависимости от скорости и требований к маневрированию судна.

Материал и конструкция гребного винта

Судовые гребные винты изготовлены из коррозионно-стойких материалов, так как они работают непосредственно в морской воде, которая является ускорителем коррозии. Материалы, используемые для изготовления морских гребных винтов, представляют собой сплав алюминия и нержавеющей стали.

Другими популярными используемыми материалами являются сплавы никеля, алюминия и бронзы, которые на 10–15 % легче других материалов и обладают более высокой прочностью.

Процесс изготовления гребного винта включает присоединение нескольких лопастей к ступице или бобышке путем сварки или ковки в виде одной детали. Кованые лопасти отличаются высокой надежностью и большей прочностью, но стоят дороже, чем сварные.

Морской гребной винт состоит из секций винтовых поверхностей, действующих вместе, чтобы вращаться в воде с винтовым эффектом.

Типы гребных винтов

Гребные винты классифицируются на основе нескольких факторов.Классификация различных типов гребных винтов приведена ниже:

A) Классификация по количеству прикрепленных лезвий:

Лопасти гребного винта могут варьироваться от гребного винта с 3 лопастями до гребного винта с 4 лопастями, а иногда даже гребного винта с 5 лопастями. Однако чаще всего используются гребные винты с 3 и 4 лопастями.

Однако чаще всего используются гребные винты с 4 и 5 лопастями.

Эффективность гребного винта будет максимальной для гребного винта с минимальным количеством лопастей i. е. 2 лопастной винт. Но для достижения коэффициента прочности и с учетом больших нагрузок, которым подвергается судно, морские и атмосферные двухлопастные гребные винты на торговых судах не применяются.

Пропеллер с 3 лопастями

Винт с 3 лопастями имеет следующие характеристики:

• Стоимость изготовления ниже, чем у других типов.
• Обычно изготавливаются из алюминиевого сплава.
• Дает хорошие скоростные характеристики.
• Ускорение лучше, чем у других типов.
• Управление на низкой скорости не очень эффективно.

Винт с 4 лопастями

Фото: капитан Сагар

Винт с 4 лопастями имеет следующие характеристики:

• Стоимость изготовления выше, чем у трехлопастных винтов.
• 4-лопастные винты обычно изготавливаются из сплавов нержавеющей стали.
• Обладают большей прочностью и долговечностью.
• Обеспечивает хорошую управляемость и производительность на низких скоростях.
• Имеет лучшую удерживающую способность в бурном море.
4-лопастной винт
• обеспечивает лучшую экономию топлива, чем все другие типы.

Винт с 5 лопастями

Винт с 5 лопастями имеет следующие характеристики:

• Стоимость изготовления выше всех.
• Вибрация минимальна по сравнению со всеми остальными типами.
Гребные винты с 5 лопастями
• обладают лучшей удерживающей силой в бурном море.

Винт с 6 лопастями

• Высокие производственные затраты
• Вибрация минимальна по сравнению со всеми остальными типами.
• 6-лопастные гребные винты имеют лучшую удерживающую способность в бурном море.
• При использовании шестилопастного винта поле индуктивного давления над винтом уменьшается

Крупные контейнеровозы в основном оснащены 5- или 6-лопастными гребными винтами.

B)    

Классификация По шагу лопасти :

Шаг гребного винта можно определить как смещение, которое гребной винт совершает за каждый полный оборот в 360 ̊. Классификация гребных винтов по шагу следующая.

Винт фиксированного шага

Лопасти гребного винта фиксированного шага постоянно прикреплены к ступице. Винты с фиксированным шагом отлиты, а положение лопастей и, следовательно, положение шага постоянно фиксированы и не могут быть изменены во время работы. Как правило, они изготавливаются из медного сплава.

Гребные винты с фиксированным шагом

прочны и надежны, поскольку система не имеет механических и гидравлических соединений, как в винтах с регулируемым шагом (CPP).Затраты на изготовление, установку и эксплуатацию ниже, чем у винтов с регулируемым шагом (CPP). Маневренность винта фиксированного шага также не так хороша, как у ВРШ.

Эти типы гребных винтов устанавливаются на судах, к которым не предъявляются высокие требования по маневренности.

Винт с регулируемым шагом

В гребном винте с регулируемым шагом шаг можно изменять путем вращения лопасти вокруг ее вертикальной оси с помощью механического и гидравлического устройства. Это помогает управлять движителем с постоянной нагрузкой без необходимости в реверсивном механизме, поскольку шаг может быть изменен в соответствии с требуемыми условиями работы. Таким образом улучшается маневренность и повышается КПД двигателя.

К этому недостатку относится возможность загрязнения маслом, так как гидравлическое масло в бобышке, которое используется для управления шагом, может вытечь. Это сложная и дорогая система как с точки зрения установки, так и с точки зрения эксплуатации. Более того, шаг может застревать в одном положении, что затрудняет маневрирование двигателем.

Читайте также: Винт с регулируемым шагом (CPP) и винт с фиксированным шагом (FPP)

Однако КПД гребного винта CP немного ниже, чем у гребного винта FP того же размера из-за большей ступицы для размещения механизма шага лопастей и трубопроводов.

Размер пропеллера: Как правило, пропеллер большего диаметра будет более эффективным. Но реальный размер гребного винта будет зависеть от типа корабля, для которого он будет использоваться, и следующих факторов:

1. Конструкция и дизайн кормовой части судна
2. Требуемый зазор между носовой частью и корпусом судна
3. Общее состояние балласта судна. Для танкеров и балкеров размер гребного винта будет меньше по сравнению с контейнерами
.
4. Эскизный проект корабля

 Приблизительное значение размера гребного винта

• Для контейнеровоза d/D = 0,74
• Для сухогрузов и танкеров d/D = 0,65

Где d- диаметр гребного винта,  D- расчетная осадка

Как работает корабельный гребной винт?

Для транспортных средств, движущихся по суше, двигательная установка, приводящая их в движение, отличается.В этих системах двигатель приводит в действие вал, прикрепленный к шине транспортного средства, чтобы двигаться впереди кузова транспортного средства. Однако для водоизмещающих кораблей таких шин или поверхностей, по которым они могли бы ехать, не существует.

Корабль перемещается в воде, и гребной винт используется для движения корабля вперед или назад, в зависимости от направления вращения или шага гребного винта. Двигатель корабля соединен с гребным винтом судна через валопровод.

Когда двигатель вращает винт, излучающие лопасти, установленные с определенным шагом, образуют винтовую спираль, похожую на винт. При этом он преобразует мощность вращения в линейную по своей природе тягу.

Эта линейная тяга будет воздействовать на воду таким образом, что при вращении лопастей гребного винта создается давление между поверхностью впереди и позади нее. Следовательно, масса жидкости ускоряется в одном направлении, создавая реактивную силу, которая помогает телу, прикрепленному к гребному винту (то есть кораблю), двигаться вперед.

Чтобы судно двигалось в обратном направлении, двигатель и, следовательно, гребной винт вращаются против часовой стрелки. Это изменит направление тяги, и корабль пойдет назад. Однако двигатель FP-гребного винта всегда рассчитан на вращение по часовой стрелке при движении вперед, поэтому длительная работа задним ходом нецелесообразна.

Для судов, оснащенных гребным винтом CP, направление движения двигателя не изменяется, поэтому эффективность судна в кормовом направлении выше, чем у гребного винта фиксированного шага.

Типы карданных валов

Судовой двигатель соединен с гребным винтом через различные валы, соединенные вместе, которые можно назвать:

1. Упорный вал
2. Промежуточный вал
3. Хвостовой вал

Упорный вал:

Коленчатый вал двигателя сначала соединяется с упорным валом, который проходит через упорный подшипник, основной функцией которого является передача тяги на конструкцию корабля.Корпус упорного подшипника по конструкции аналогичен корпусу фундаментной плиты двигателя, а подшипник смазывается маслом системы смазки главного двигателя. Материал упорного вала обычно представляет собой цельный кованый стальной слиток.

Промежуточный вал:

Затем упорный вал соединяется с длинным промежуточным валом, который состоит из частей и соединяется вместе с помощью цельнокованых муфт. Длина и количество промежуточных валов, соединенных вместе, зависят от расположения главного двигателя, поскольку на более крупном корабле расстояние между главным двигателем и гребным винтом будет больше. Материал промежуточного вала обычно представляет собой цельный кованый стальной слиток.

Хвостовой вал:

Хвостовой вал, как следует из названия, является концевой частью валопровода и несет на себе воздушный винт. Сам хвостовой вал установлен на смазанном дейдвудном подшипнике с уплотнениями, поскольку он соединяется и выступает из машинного отделения корабля в открытое море, неся гребной винт.

Система смазки может быть масляной или водной. Хвостовой вал передает мощность двигателя и привод движения на воздушный винт.Материал хвостового вала обычно представляет собой высокопрочный сплав из дуплексной нержавеющей стали.

Причина тяжелого хода гребного винта

Винт питается от двигателя, чтобы вращать и двигать корабль в нужном направлении. Если мощность, подаваемая на гребной винт, не обеспечивает одинаковой скорости вращения, считается, что гребной винт находится в тяжелом рабочем состоянии, что может быть вызвано следующей причиной:

• Повреждение лопастей гребного винта
• Увеличение сопротивления корпуса из-за обрастания корпуса, что приводит к изменению кильватерного поля
• Во время волнения/шторма
• Корабль, идущий против течения
• Судно в легком балласте
• Корабль плывет по мелководью
• Судно с плоской кормой

Ссылки: Вопросы и ответы по морскому дизельному двигателю Стэнли Г. и военно-морская архитектура от Reeds

Вы также можете прочитать:

Отказ от ответственности:  Мнения авторов, выраженные в этой статье, не обязательно отражают точку зрения Marine Insight. Данные и диаграммы, если они используются в статье, были получены из доступной информации и не были подтверждены каким-либо установленным законом органом. Автор и компания Marine Insight не претендуют на точность и не несут за это никакой ответственности.Взгляды представляют собой только мнения и не представляют собой каких-либо руководящих указаний или рекомендаций относительно какого-либо курса действий, которым должен следовать читатель.

Статья или изображения не могут быть воспроизведены, скопированы, переданы или использованы в любой форме без разрешения автора и Marine Insight.

 

Теги: гребной винт регулируемого шага конструкция гребного винта гребной винт

Схема, детали, типы, функции [PDF]

Из этой статьи вы узнаете что такое гребной вал? Как это работает? его детали , типы , рабочие и многое другое. Кроме того, вы можете скачать PDF-файл  в конце этой статьи.

Что такое карданный вал?

Карданный вал — это компонент, используемый для передачи механической мощности, крутящего момента и вращения. Эти валы также известны как карданный вал, ведущий вал, хвостовой вал или карданный вал.

Приводной вал используется для передачи крутящего момента между компонентами, которые не могут быть соединены напрямую из-за расстояния или необходимости обеспечения относительного движения между ними.

Поскольку крутящий момент передается карданным валом, он подвергается напряжению кручения или сдвига.Поэтому они должны быть достаточно сильными, чтобы выдерживать нагрузку, избегая при этом слишком большого веса, так как это увеличит их инерцию.

Карданные валы используются по-разному в разных транспортных средствах, с различными конфигурациями для переднего привода, полного привода и переднего привода заднего колеса в автомобилях. Карданные валы также используются в транспортных средствах, таких как мотоциклы, локомотивы и морские суда.

Читайте также: Что такое универсальный шарнир? Части, типы и использование.

Части вала пропеллера

Ниже приведены основные части вала пропеллера:

1. U-совместные
2. Tube
3. Центральный подшипник
4. Стисский вал
5. End Yoke
6. Slip Joke и Tube Joke
7. Фланцы

1.U-образный шарнир

Универсальный шарнир (U-образный шарнир) представляет собой механическое соединение, используемое для соединения вращающихся валов. В настоящее время карданный вал и карданные шарниры в основном можно увидеть на заднеприводных и полноприводных автомобилях.

2. Трубка

Трубка является частью приводного вала. Часто используется в переднеприводных и заднеприводных автомобилях. Цель использования трубки — удерживать задний конец на месте во время ускорения и торможения.

3. Центральный подшипник

Центральный подшипник используется для соединения двух секций приводного вала. Эти подшипники предназначены для обеспечения прочности обеих частей карданного вала для снижения гармонических колебаний при ускорении автомобиля.

4. Мидель-вал

Мидель-валы являются основными компонентами соединительного вала и частью приводного вала, прикрепленного к раме на центральном подшипнике.

5. Концевой хомут

Концевой хомут используется для обеспечения точности и долговечности. Преимущество использования концевого хомута заключается в том, что он помогает снизить шум и вибрацию, чтобы ваша трансмиссия работала легко.

6. Вилка скольжения и трубчатая вилка

Вилка скольжения крепится к самому карданному валу с помощью универсального шарнира. Скользящая вилка предназначена для передачи мощности за счет вдвигания и выдвижения раздаточной коробки. Трубчатый хомут также необходим для того, чтобы карданные шарниры могли хорошо вращаться с приводным валом.

7. Фланцы

Фланцы используются в автомобильной промышленности для соединения карданного вала с коробкой передач, раздаточной коробкой и дифференциалом. Фланцы также используются для соединения карданных валов с коробками отбора мощности, гидравлическими насосами и различными аксессуарами.

Функции карданного вала

В автомобилях двигатель находится спереди, тогда передние колеса автомобиля приводятся в движение. В то время как в некоторых транспортных средствах двигатель находится сзади, тогда задние колеса являются ведущими. Для этого используется небольшой карданный вал, приводящий в движение каждое колесо.

С помощью гибких креплений или подшипников агрегаты двигателя и трансмиссии крепятся к раме автомобиля. Тогда как задний мост вместе с дифференциалом и колесами крепится к раме автомобиля пружиной подвески.

Если посмотреть на приведенную выше компоновку, то выходной и входной валы трансмиссии в картере заднего моста находятся в разных плоскостях. Это заставляет гребной вал, соединяющий эти два вала, удерживать их под наклоном.

Кроме того, когда задние колеса сталкиваются с неровностями дороги, задняя ось перемещается вверх и вниз, сжимая и расширяя пружины подвески. В результате изменяется угол между выходным валом трансмиссии и карданным валом.

Также изменяется длина карданного вала.Эта вариация возникает из-за того, что карданный вал и задний мост вращаются по дугам вместе с точками их осей вращения.

Материал, используемый в карданном валу

Карданный вал изготовлен из закаленной стали в форме пластины. Центральный подшипник установлен между двумя карданными валами. Карданный вал изготовлен из легированной стали. Они также доступны из материала пружинной стали.

Типы карданного вала

Ниже приведены типы карданного вала:

1. Цельный тип
2. Двух- или трехкомпонентный тип

1.Цельный тип

Этот вал используется в автомобилях с малым расстоянием между двигателем и осью, а также в автомобилях с полным приводом. Сварка трением применяется для повышения прочности, качества и долговечности вала.

2. Двух- или трехкомпонентный тип

Двух- или трехкомпонентные валы используются в составе транспортных средств с большим расстоянием между двигателем и осью, а также в полноприводных автомобилях. Разделение карданного вала на две или три части снижает количество оборотов.

Условия винтного вала

Для достижения эффективных функций вал пропеллера требует следующего:

1. Высокая крупильная прочность
2. Explessed и закаленные
3. Эффективно комбинированные
4. Динамически сбалансированные
5. Низкая тяга нагрузки

1 ● Высокая прочность на кручение

Они должны быть выполнены из цельного или полого сферического поперечного сечения, чтобы получить высокую прочность на кручение во время работы.

2. Закаленные и закаленные

Для их изготовления обычно требуются твердые и жесткие материалы. Поэтому они изготовлены из стали отличного качества и подвергнуты индукционной закалке.

3. Эффективная комбинация

Во время работы они должны быть очень прочно соединены. Поэтому их обычно сваривают с помощью процесса сварки под флюсом в углекислом газе.

4. Динамически сбалансированный

Поскольку коэффициент вращения может быть важен на высоких скоростях, карданный вал испытывается на электронной балансировочной машине.

5. Низкая осевая нагрузка

Поскольку резонанс отрицательно влияет на срок службы вала. Чтобы избежать этого явления, они передают чрезмерную динамическую силу на концевую опору вала.

Заключение

Как вы понимаете, карданный вал является неотъемлемой частью ведущего моста, поскольку он передает крутящий момент от коробки передач и двигателя к ведущему мосту, обеспечивая относительное движение между коробкой передач и ведущим мостом.

Теперь я надеюсь, что рассказал все о карданном вале, включая детали, типы и функции.Если все же я что-то пропустил, или если у вас есть какие-то сомнения, дайте мне знать в комментариях.

Если вам понравилась эта статья, поделитесь ею с друзьями. Подпишитесь на нашу рассылку, чтобы получать уведомления, когда мы загружаем последние сообщения.

Скачать PDF-файл этой статьи

Узнайте больше об интересной теме по автомобильной технике в нашем блоге:

1. Что такое шатун? Его части, типы, функции, использование и многое другое
2. Маховик: детали, функции, типы, использование и многое другое
3. Коленчатый вал: детали, типы, функции, использование, с [PDF]

Часто задаваемые вопросы

Какие условия требуется для хорошего карданного вала?

Для достижения эффективных функций карданному валу необходимы: высокая прочность на кручение, закаленный и закаленный, эффективно комбинированный, динамически сбалансированный и с низкой осевой нагрузкой.

Какие материалы используются для изготовления карданного вала?

Карданный вал обычно изготавливается из высококачественной стали. Благодаря высокой удельной прочности и высокому удельному модулю современные композитные материалы, такие как эпоксидный композит, углеродное волокно, кевлар, стекловолокно, термопластичный полиамид и т. д. тормоз-замедлитель (Telma) (рис. 12.35(a, b и c))

Важными компонентами являются статор, опорная плита, на которой установлены соответствующим образом расположенные соленоиды и которая крепится либо к шасси посередине карданного вала, либо к задняя часть коробки передач (рис.12.35(а)), и узел ротора, установленный на ступице с фланцем. Статор состоит из стальной выпуклой пластины, установленной на опорном кронштейне, который сам прикручен болтами к заднему фланцу редуктора. На обращенной наружу стороне выпуклой пластины статора закреплены восемь соленоидов с осью, параллельной оси трансмиссии. Ротор, состоящий из двух дисков из мягкой стали, обращенных к полюсным наконечникам статора, прикреплен болтами к ступице, которая опирается на конец гребного вала на шарикоподшипник, а на другой конец на выходной вал редуктора. Привод от выходного вала редуктора передается на карданный шарнир через втулку ступицы ротора с внутренними шлицами. Диски ротора включают лопасти спиралевидной формы (лопасти турбинного типа), чтобы обеспечить большую открытую площадь и создать поток воздуха, достаточный для рассеивания тепла, генерируемого током, индуцируемым в роторе, и током, создаваемым в стационарных обмотках соленоида.

Рис. 12.35 (а–в). Электрический вихретоковый тормоз-замедлитель

Четыре независимые цепи питаются от аккумуляторной батареи автомобиля через блок реле, который сам управляется рычажным переключателем, обычно расположенным под рулевым колесом (рис.12.35(б и в)). Эти цепи соленоидов расположены параллельно в качестве дополнительной меры предосторожности, поскольку в случае выхода из строя одной цепи устройство все еще может развивать три четверти своей нормальной мощности. Рычаг управления имеет четыре положения, кроме «выключено», которые включают соответственно два, четыре, шесть и восемь полюсов. Потребление цепи соленоида довольно велико, для типичного замедлителя от 40 до 180 ампер для 12-вольтовой системы.

Принцип работы (рис. 12.36) При подведении тока к каждой обмотке полюсного наконечника создается магнитный поток, который связывает каждый из контуров обмотки и проходит через воздушный зазор в стальной диск ротора, соединяясь с потоком, создаваемым соседними обмотками (рис. 12.36). .

Рис. 12.36. Принцип действия электрического вихретокового замедлителя

При вращении роторов различные участки диска проходят через установившийся поток, так что фактически поток в любой части диска постоянно меняется.В результате магнитный поток в любой сегментной части диска, когда он проходит по граням полюсных наконечников, увеличивается, а затем уменьшается по силе по мере того, как он приближается, а затем удаляется от установленного магнитного поля. Изменение потокосцепления с каждой сегментной частью диска, которая проходит через соседнюю полюсную поверхность, индуцирует электродвижущую силу (напряжение) в диске. Поскольку диск является электрическим проводником, эти индуцированные напряжения вызывают протекание соответствующих индуцированных токов в диске ротора.Эти токи называются вихревыми токами из-за того, как они вращаются внутри металла.

В совокупности вихревые токи создают дополнительный связующий поток, противодействующий движению диска ротора. На самом деле это закон Ленца, который утверждает, что направление индуцированного напряжения таково, что имеет тенденцию создавать ток, который, в свою очередь, вызывает силу, противодействующую изменению, вызывающему напряжение. Другими словами, вихревые токи противодействуют движению, которое их породило.Таким образом, магнитное поле, создаваемое этими соленоидами, создает вихревые токи в дисках ротора, когда они вращаются, а затем вихревые токи создают силу магнитного сопротивления, стремящуюся замедлить роторы и, следовательно, гребной вал (рис. 12.36).

Наведенные вихревые токи создаются внутри стальных дисков в направлении, перпендикулярном потоку, и поэтому в металле выделяется тепло ( I ² Rt ).

Сила тормозящего сопротивления или момент сопротивления зависят как от скорости вращения ротора и гребного вала, так и от напряженности электромагнитного поля, которое само контролируется величиной подаваемого тока.

Судовые гребные винты BT — Гребные валы

Узлы валов BT Marine поставляются диаметром от 25 мм до 300 мм из первичной стали высшего качества. Цельные валы доступны длиной до 14 метров. Валы могут поставляться различных типов: от простых конических и прецизионно отшлифованных до ступенчатых или с втулками, в зависимости от метода смазки и применения. Все наши узлы валов поставляются в комплекте со шпонками, соединительными гайками и гайками конуса гребного винта и могут быть заказаны в соответствии с требованиями любого общества IACS.

Мы можем предложить следующие материалы:

Мягкая сталь 070M20 (1.0402):
Традиционная низкоуглеродистая сталь для использования в герметичных системах консистентной или масляной смазки. Срок службы вала может быть увеличен за счет установки втулок из бронзы или нержавеющей стали в области подшипников. В тех случаях, когда вал будет подвергаться воздействию соленой воды, для защиты его можно обернуть эпоксидным покрытием из стеклопластика.

Нержавеющая сталь: S304 (1.4301):
Материал морского вала для смазывания водой, консистентной смазкой или маслом, обеспечивающий достаточную устойчивость к коррозии и умеренные свойства износа.

Нержавеющая сталь: S431 (1.4057):
Высокопрочная нержавеющая сталь для использования в ситуациях, когда крутящий момент и мощность на валу делают невозможным использование мягкой стали, обеспечивает умеренную устойчивость к коррозии.

Нержавеющая сталь: S316 (1.4401/1.4436):
Традиционный морской материал вала для смазки водой, консистентной смазкой или маслом, обеспечивающий хорошую устойчивость к коррозии и хорошие свойства износа.

Нержавеющая сталь: 17/4 фазы (1.4542):
Мартенситная дисперсионно-твердеющая нержавеющая сталь хром-никель-медь, используемая для применений, требующих высокой прочности и умеренного уровня коррозионной стойкости.

Дуплекс F.51 (1.4462):
Современный высокопрочный сплав нержавеющей стали, обеспечивающий превосходную коррозионную износостойкие свойства, особенно полезные для высокоскоростных и мощных приложений, где меньший вал диаметры желательны для уменьшения лобового сопротивления подводного оборудования.

Super Duplex F.55 (1.4501):
Еще один современный сплав из сверхвысокопрочной нержавеющей стали, обеспечивающий превосходную коррозионную стойкость с выдающиеся свойства износа, особенно полезные для высокоскоростных и мощных приложений.

Ниже приведена таблица типичных механических свойств материалов:

Материал	070M20	SS304	Нержавеющая сталь 431	Нержавеющая сталь 316	17/4ф	Ф. 51	F.55
Прочность на растяжение (Н/мм 2 )	430	505	>800	550	>930	700	>805
0,2% Предел текучести (Н/мм 2 )	215	215	>600	240	>724	>450	>530
% Удлинение	15	70	14	60	16	40	25

BT Marine Propellers Ltd.

Propulsion Technology Centre, Black Swan Road, Dawlish, United Kingdom, EX7 0GF
Тел.: +44 (0)1626 864378    | [email protected]

Карданный вал и приводной вал (автомобильный)

Трансмиссия, дифференциал и привод ходовых колес

Карданный вал соединяет коробку передач с главными передачами автомобиля через карданный шарнир и служит приводным валом. Универсальный шарнир позволяет передавать привод под переменным углом.Система привода представляет собой устройство для передачи тягового усилия от опорных катков к кузову транспортного средства. Конечная передача представляет собой систему трансмиссии между карданным валом и дифференциалом. Дифференциальный механизм встроен в центральную часть главной передачи. Это позволяет колесам вращаться с разной скоростью, не мешая движению автомобиля при повороте. В случае с задним приводом задняя ось является «живой», которая помимо поддержки веса автомобиля содержит шестерню и валовый механизм для привода опорных катков.В главе рассматриваются все эти подсистемы для системы заднего привода. Также кратко представлены системы переднего и полного привода.
26.1.

Карданный вал и приводной вал

Карданный вал, иногда называемый карданным валом, передает мощность от коробки передач на заднюю ось. Обычно вал имеет трубчатое сечение и изготавливается цельным или состоящим из двух частей. Конструкция из двух частей поддерживается в средней точке резиновым подшипником.Короткие приводные валы встроены для передачи мощности от узла главной передачи к опорным каткам как в переднеприводной, так и в заднеприводной компоновке.
26.1.1.

Карданные валы

Этот вал должен быть прочным, чтобы противостоять скручивающему действию приводного крутящего момента, и должен быть упругим, чтобы поглощать крутильные удары. Он должен сопротивляться естественной тенденции прогибаться под собственным весом, потому что вибрация возникает, когда центр тяжести не совпадает с осью вала.
Обычно используется гребной вал трубчатого сечения, поскольку он имеет (i) небольшой вес, (ii) обеспечивает большую устойчивость к смещению, особенно провисанию, (Hi) имеет хорошую прочность на кручение и (iv) обеспечивает низкое сопротивление (низкая инерция) к изменениям угловой скорости, возникающим при использовании муфты крюкового типа для привода вала. Поскольку карданный вал часто вращается с высокой скоростью, особенно при использовании повышающей передачи, он должен быть изготовлен и отремонтирован в соответствии с проектными спецификациями и хорошими пределами балансировки.
Даже после идеальной статической центровки вал провисает (т.е. образует изгиб) в центре под действием собственного веса. Когда это провисание становится чрезмерным, вращение вала вызывает увеличение изгиба из-за центробежного эффекта. Эта деформация или биение вала вызывает вибрацию, которая становится сильной по мере приближения к скорости вращения. Критическая скорость, при которой возникает это состояние, зависит от двух важных параметров, а именно от среднего диаметра трубы и длины вала.
Поскольку карданные валы дорожных транспортных средств достаточно длинные и работают, как правило, на высокой скорости, при определенной критической скорости может возникнуть завихрение.Это создает изгибающие напряжения в материале, которые выше, чем напряжения сдвига, вызванные передаваемым крутящим моментом. При увеличении критической скорости с уменьшением массы вала увеличивается момент инерции секции. Следует уменьшить склонность карданного вала к закручиванию, а для этого его следует сделать трубчатым и идеально отбалансировать.
Критическая скорость карданного вала изменяется прямо пропорционально диаметру трубы и обратно пропорционально квадрату длины.Поэтому диаметры выбираются как можно большими, а длины как можно короче, чтобы поддерживать критическую частоту вращения вала выше диапазона приводных скоростей. Карданные валы длиной более 1,5 м между карданными шарнирами вызывают проблемы с дисбалансом. Длина вала сведена к минимуму за счет использования удлиненного корпуса трансмиссии и центрального универсального шарнира с карданными валами, состоящими из двух частей. При использовании центральный универсальный шарнир поддерживается центральным опорным подшипником, изолированным от шасси автомобиля.Труба карданного вала обычно катается из плоского листа, выпрямляется с точностью до 0,25 мм, выкатывается и балансируется с точностью до 0,00018 кг-м. Это удерживает центральную массу очень близко к центру продольной оси, чтобы минимизировать вихрь. Критическая скорость определяется выражением,

Карданные валы сконструированы таким образом, что расчетная критическая скорость примерно на 60 процентов превышает скорость двигателя при максимальной мощности. Карданные валы также могут быть рассчитаны на заданный номинальный крутящий момент, который представляет собой крутящий момент, необходимый для того, чтобы нагрузить их до предела упругости.

Многие автомобили с задним и полным приводом требуют наличия длинного карданного вала между коробкой передач и главной передачей. В этих случаях трансмиссия обычно разделена, и для поддержки вала в точке разделения устанавливается подшипник (рис. 26.1). Этот подшипник установлен в резине для поглощения любых вибраций, которые в противном случае передавались бы на корпус.
Хотя движение оси ограничено задним валом, и универсальные шарниры приспособлены для компенсации этого движения, на переднем валу необходимы дополнительные шарниры, чтобы учесть небольшой изгиб кузова автомобиля. Практически невозможно поддерживать правильные углы привода муфт крючкового типа, установленных на вал из двух частей, поэтому во многих конструкциях используются один или несколько ШРУСов.
Композитный гребной вал, показанный на рис. 26.2, является альтернативой раздельному устройству. Трубчатый вал изготовлен из эпоксидной смолы, усиленной стекловолокном и углеродным волокном, и прикреплен к стальной втулке для соединения с универсальными шарнирами. Композитный вал имеет следующие преимущества по сравнению с обычным стальным валом, состоящим из двух частей:
(i) Снижение веса примерно на 50 процентов.
(ii) Высокая внутренняя амортизация.
(Привет) Хорошие показатели шума, вибрации, резкости (NVH). (iv) Исключительная коррозионная стойкость.
Пример 26.1. Автомобильный двигатель развивает максимальный крутящий момент 162 Нм. Передаточное число низшей передачи трансмиссии составляет 2,75, а передаточное число заднего моста — 4,25. Эффективный радиус колеса равен 0,325 м, а коэффициент трения между шиной и поверхностью дороги равен 0,6. Если допустимое напряжение сдвига
составляет 32373 x 104 Па, определите максимальный диаметр вала, предполагая, что нагрузка близка к скручивающей.Какая максимальная нагрузка допустима на каждое колесо?
Раствор.
Общее передаточное число = 2,75 x 4,25

Рис. 26.1. Особенности карданного вала. А. Карданные валы. B. Движение задней оси.

Пример 26.2. Двигатель развивает мощность 29,5 кВт при 2000 об/мин при максимальном крутящем моменте. Передаточное число нижней передачи составляет 3:1, а передаточное число заднего моста — 4,5:1. Нагрузка на каждую ведущую ось составляет 7357,5 Н при полной загрузке автомобиля. Диаметр опорного колеса по шинам равен 0,71 м, а коэффициент сцепления между шиной и тягой равен 0.6. Если допускаемое напряжение в материале вала
не должно превышать 22072,5 х 104 Па, найти диаметр полуоси.

Раствор.


Оба вместе создают максимальное напряжение в центре, что слишком мало по сравнению с расчетным напряжением. Опять же, интенсивность напряжения сдвига из-за кручения максимальна на поверхности и равна нулю в центре оси. Таким образом, вал вполне безопасен при прямом сдвиге.
Диаметр оси – 35,3 мм. Ответ
26.1.2.

Приводные валы

Эти валы сравнительно короткие по длине, и там, где пространство ограничено, они сделаны сплошными, чтобы обеспечить зазор для движения подвески, в противном случае часто используется легкая трубчатая секция. Небольшое расстояние между опорным катком и корпусом главной передачи в сочетании с большим перемещением опорного колеса из-за отклонения подвески приводит к максимальному углу привода универсальных шарниров и большому изменению длины вала.ШРУСы на каждом конце приводного вала соответствуют требованиям угла, а врезные ШРУСы компенсируют изменение длины. Заднеприводные автомобили с независимой задней подвеской нуждаются в приводном валу для соединения опорного колеса с неподвижным узлом главной передачи. На этих автомобилях обычно на каждом конце приводного вала устанавливается ШРУС плунжерного типа.
26.1.3.

Вибрация карданного вала

Небольшие легковые автомобили, короткие фургоны и грузовики имеют один карданный вал со шлицевым соединением на переднем конце, что исключает нежелательную вибрацию.Для автомобилей с более длинной колесной базой требуется более длинный карданный вал, который имеет тенденцию к провисанию и закручиванию при определенных условиях эксплуатации (рис. 26.3). В результате в корпусе транспортного средства возникают резонансные колебания, так что корпус вибрирует при вращении вала.
Основные факторы, ответственные за резонансную частоту карданного вала, вызывающую вибрацию, можно сгруппировать следующим образом:
(i) Факторы, связанные с карданным валом, включают (a) диаметр и длину вала,
(6) балансировка собранного вала и соединений, и (c) сопротивление вала изгибу.

Рис. 26.3. Простой цельный карданный вал с одним шлицевым соединением и двумя универсальными шарнирами.
(ii) Факторами, связанными с кузовом транспортного средства, являются
(a) тип и форма конструкций кузова, усиление
коробчатого сечения и т. д., (6) расположение компонентов внутри конструкции кузова,
и
(c ) качества виброзащиты карданной передачи, обеспечиваемые опорами двигателя и трансмиссии, втулками рессор, панельной изоляцией и т. д.
Вращающийся вал закручивается, если центр тяжести массы вала смещен, из-за чего центробежная сила стремится изгибаться вал так, чтобы он вращался вокруг продольной оси вала.Внецентренное отклонение вала увеличивается с увеличением скорости, в результате чего увеличивается и центробежная сила. Таким образом, эффект является кумулятивным и прогрессивным, пока вращение не станет критическим, вызывающим сильную вибрацию.
Факторы, ответственные за смещение центра тяжести горизонтально поддерживаемого круглого вала между подшипниками в одну сторону от центральной оси, следующие.
(а) Провисание вала между центрами.
(b) Неравномерная толщина стенки трубчатого цельнотянутого гребного вала.
(c) Количество наплавленного металла не может быть эквивалентно массе на противоположной стороне трубчатого вала, свернутого из плоского листа.
(d) Эксцентриситет вала по отношению к оси вращения, вызванный тем, что трубчатый вал прижимается к выемкам карданного шарнира и вала, которые были повернуты между свободными центрами.
(e) Если шарнирные вилки и цапфы собраны очень немного в одну сторону, когда универсальные шарниры установлены на концах вала, которые затем опираются на подшипники.
(/) Если зазор между наружными и внутренними шлицами позволяет валу перемещаться в ограниченной степени, когда на одном конце вала используется муфта скольжения.
Критическая скорость вращения вала обратно пропорциональна квадрату длины вала. Например, если вал с критической скоростью вращения 6000 об/мин удлинить вдвое, то критическая скорость вращения нового вала уменьшится до 1500 об/мин, что составляет четверть этого значения. С другой стороны, при уменьшении вдвое длины вала критическая скорость возрастает вчетверо, т.е.е. 24000 об/мин. Таким образом, уменьшение длины вдвое делает критическую скорость значительно выше максимальной скорости карданного вала транспортного средства.
Как правило, жесткость карданного вала увеличивается за счет удлинения либо заднего конца главного вала и корпуса редуктора (рис. 26.4A), либо вала-шестерни главной передачи и корпуса (рис. 26.4B). Первый подход является обычным для автомобилей среднего размера, а второй с некоторым успехом используется на более крупных автомобилях, имеющих заднюю подвеску с цилиндрическими пружинами, продольными рычагами и стабилизаторами поперечной рулевой тяги.На стороне редуктора карданного вала обычно устанавливается скользящее соединение, которое позволяет карданному валу автоматически регулировать свою длину в соответствии с изменениями прогиба подвески.
Другой метод решения проблемы вибрации заключается в увеличении диаметра вала, но это увеличивает его прочность сверх требований по несущей способности. Также это увеличивает его инерцию, которая препятствует ускорению и торможению автомобиля. Часто применяемым решением является использование разделенных карданных валов, поддерживаемых промежуточными или центральными подшипниками.Этот подход также применялся в прошлом на больших автомобилях для понижения привода трансмиссии (А) от передней коробки передач к задней оси. В результате уменьшается высота туннеля половиц и устраняются недостатки более толстой шахты. «Когда такое расположение используется на коммерческих автомобилях, большие смещения ® между осевыми линиями коробки передач и шестерней главной передачи, осевая линия могут быть обеспечены в два или три этапа.
вышка.
26.1.4.

Разделенные карданные валы и их опоры

Трансмиссия, состоящая из двух частей, с двумя валами и промежуточным опорным подшипником (рис, 26.5) обычно применяются на грузовых автомобилях с колесной базой от 3,4 до 4,8 м. Двухсекционный карданный вал использует три универсальных шарнира. Первичный гребной вал представляет собой узел с фиксированными соединениями и трубами, а вторичный гребной вал имеет скользящее соединение на конце опорного подшипника, чтобы обеспечить любое удлинение из-за движения подвески. Как правило, первичный вал находится на одной линии с осью главного вала коробки передач, но вторичный вал слегка наклонен, чтобы пересекать вал-шестерню главной передачи заднего моста.Однако в случае автомобилей с высокой посадкой оба вала устанавливаются под наклоном, чтобы уменьшить эффективный угол наклона вала. Когда первичный вал находится на одной линии с выходным валом коробки передач, иногда используются универсальные муфты резинового типа для более эффективного гашения передаваемых крутильных колебаний, чем обычные стальные шарниры.
Для автомобилей с колесной базой более 4,8 м может быть более подходящей трехсекционная трансмиссия с двумя промежуточными опорными подшипниками (рис. 26.6).Используются четыре универсальных шарнира, а промежуточный вал расположен параллельно выходному валу коробки передач. Только задний карданный вал снова использует скользящее соединение, чтобы приспособиться к изменению длины вала.
26.1.5.

промежуточные опорные подшипники карданного вала

Промежуточные узлы подшипников и опор встроены для позиционирования и поддержки разделенных карданных валов. Эти узлы относятся к одному из следующих типов: (i) самоустанавливающиеся опорные подшипники или («) податливые опорные подшипники.Самоустанавливающиеся промежуточные опоры в основном используются на большегрузных автомобилях. Одним из видов этой подшипниковой опоры является двухрядный шариковый подшипник с глубоким желобком внутреннего кольца и полукруглым внутри наружным кольцом (рис. 26.7А). Такое расположение компенсирует любое отклонение вала за счет внутренней обоймы и шариков, которые наклоняются вокруг фиксированного сферического седла внешней обоймы.
Другой метод заключается в использовании однорядного радиального шарикоподшипника со сферическим профилем по периферии наружных колец. Затем шариковая дорожка заключена в стальное опорное кольцо, внутренний профиль которого совпадает с внешним профилем подшипника (рис. 26.7В). Относительное перемещение подшипника и кольца может компенсировать любую несоосность. Поскольку оба вышеуказанных устройства требуют периодической смазки, сальники используются для удержания смазки, а также для предотвращения попадания грязи в дорожки подшипников.

Рис. 26.4 Цельная трансмиссия. А. с удлиненным корпусом редуктора.
B. с удлиненным корпусом дифференциала-

Рис.26.5. Двухкомпонентная трансмиссия с одинарными промежуточными опорными подшипниками.

Рис. 26.6. Карданная передача трехсекционная с двумя промежуточными опорными подшипниками.

Рис. 26.7, Разделенные опорно-подшипниковые узлы карданного вала.
A. Двухрядная самоустанавливающаяся подшипниковая опора для коммерческого транспорта.
B. Однорядное самоустанавливающееся наружное кольцо подшипника коммерческого транспорта.
C. Прочная опора резинового подшипника.
Д.Гибкая подшипниковая опора для средних и тяжелых условий эксплуатации.
E. Резиновая опора V-образного сечения для автомобилей и фургонов.
F. Двойная резиновая опора для легковых автомобилей и фургонов.
Гибкие опоры промежуточных подшипников используются как для легковых, так и для тяжелых транспортных средств. В этих типах используется однорядный шарикоподшипник с глубокими канавками, который надевается непосредственно на один из разделенных валов, а элемент, который окружает этот подшипник, заключен в стальную раму. Затем этот узел крепится болтами к шасси или корпусу кузова для поддержки промежуточных валов.Резиновая опора действует как гибкая опора для подшипника, компенсирующая небольшой наклон вала. Гибкая резина также действует как гаситель вибрации и изолирует любые вибрации карданного вала от элементов корпуса.
На рис. 26.7C показано использование массивного резинового кольцевого блока, который надевается на ступицу подшипника для особо тяжелых условий эксплуатации. Внутреннее кольцо подшипника расположено на фланце карданного шарнира, а внешнее кольцо подшипника расположено на регулировочной втулке. Этот узел требует регулярной смазки.В настоящее время в большинстве узлов промежуточных подшипников для легких и тяжелых условий эксплуатации используются предварительно смазанные и герметизированные на весь срок службы радиальные подшипники. Пылезащитные экраны, установленные на валу, защищают подшипник от песка и влажной погоды. Резиновый элемент приклеен как к внешнему стальному корпусу, так и к стальной запрессовке внешней обоймы подшипника. Подшипниковый узел, показанный на рис. 26.7D, используется для грузовых автомобилей. На каждой стороне резинового молдинга сделаны прорези для улучшения гибкости.
Расположение подшипников, подходящее для легковых автомобилей и фургонов, показано на рис. 26.7Э. В резиновом элементе используется V-образное сечение, которое позволяет элементу сгибаться и легче перемещаться в своем среднем положении. Кроме того, это улучшает демпфирующие свойства резинового узла. На рис. 26.6F представлена ​​альтернативная компоновка для легковых автомобилей. В этом узле формованная резиновая секция образует двойные рычаги, которые обеспечивают большую жесткость подшипника и превосходные демпфирующие свойства без потери характеристик легкого наклона.

.