Скручивающие нагрузки вызывают смятие и срез шлицев вала (рис.3.5 и рис. 3.6).
Рис. 3.6. Шлицевое соединение
Напряжение смятия шлицев от сил, действующих по их среднему диаметру:
где — длина шлица, принимаем = 80 мм = 0,08 м;
— наружный диаметр, принимаем = 75 мм = 0,075 м;
— внутренний диаметр, принимаем = 65 мм = 0,065 мм;
— число шлицов, принимаем = 20.
В конструкциях карданных шарниров напряжения изгиба должно быть не более МПа.
= 19228571,429 Па » 19 МПа .
Напряжение среза (считается, что шлицы срезаются у основания по диаметру ):
где — ширина шлица.
= 5,1 мм, принимаем = 5 мм = 0,005 мм.
Касательные напряжения в шлицах МПа.
= 44176410,256 Па » 44 МПа .
4. Расчёт главной передачи
Главная передача предназначена для постоянного увеличения крутящего момента и передачи его через дифференциал к полуосям на ведущие колеса автомобиля.
Требования, предъявляемые к главным передачам:
1. Передаточное отношение, обеспечивающее автомобилю хорошие динамические свойства и высокую топливную экономичность;
2. Не высокая шумность в работе;
3. Минимальные габариты и масса;
5. Удобство обслуживания и регулировок;
ПРИМЕР РасчётА главной передачи
Тип автомобиля – грузовой автомобиль;
Условия работы – нормальные;
Максимальный крутящий момент – = 402 Нм;
Максимальная частота вращения коленчатого вала, nмах = 3500 мин -1 ;
Передаточное число коробки передач, на первой передачи U1 = 7,44;
Передаточное число главной передачи = 6,5;
Коэффициент запаса сцепления = 1,8.
Порядок расчета главной передачи
1. Выбираем тип главной передачи. Критерием выбора главной передачи является передаточное отношение. Одинарная главная передача выбирается в том случае, если передаточное отношение составляет не более 7, двойная главная передача если передаточное отношение составляет от 7 до 12 (рис. 4.1.). Так как передаточное число главной передачи составляет =6,5, то принимаем для расчета одинарную главную передачу.
2. Вычерчиваем кинематическую схему главной передачи (рис. 4.1 а.).
Расчётом определяем основные параметры и размеры конической пары шестерен (число зубьев, модуль, габаритные размеры) (рис. 4.2).
а) одинарная главная передача
б) двойная главная передача
Рис. 4.1. Кинематическая схема главной передачи автомобиля
Рис. 4.2. Схема для определения главной передачи автомобиля
3. Выбираем, минимальное число зубьев ведущей шестерни, обычно принимают для грузовых автомобилей , а для легковых . Максимальное значение обычно достигает не более 11.
Если главная передача двойная, то задаемся передаточным числом конической пары в пределах .
Количество зубьев на ведущей шестерни, принимаем равным 8.
Определяем число зубьев ведомой шестерни
Если главная передача двойная, то передаточное число пары цилиндрических шестерен определяют из условия:
где — передаточное число главной передачи, определяемое в тяговом расчете.
Статьи
Шлицевая карданного вала
Кардан, как известно, используется для передачи крутящего момента от КПП к раздаточной или на редуктор. В процессе передвижения, вследствие неровностей дороги расстояние между фланцем одного узла и фланцем другого может меняться. И если длина «связующего звена» будет неизменной, то начнутся проблемы с проворачиванием и непомерно возрастет воздействие на резьбовые крепежи. Поэтому в стандартно-привычную, но подходящую лишь для стационарных объектов, систему «фланец-вилка, шарнир, труба» был добавлен дополнительный «член команды» – втулка шлицевая карданного вала.
Читайте также: Шланг подкачки спиральный 5 метров для компрессора
Зачем шлицы кардану
В принципе, это не обязательно будет втулка, вполне может быть и шлицевой наконечник, а на ряде автомобилей могут быть реализованы оба варианта. Но давайте обо всем по порядку…
Вилка на одной стороне кардана запрессована и приварена. На другой она сделана подвижной, то есть, может смещаться по оси, в определенных пределах изменяя его длину. Но если это будут просто две трубы (вала), надетые друг на друга, то ни о какой передаче вращения речи быть не может – хвостовик будет проворачиваться без толку.
Поэтому, в противоположный от статичной вилки конец запрессовывается и приваривается отрезок трубы с нарезанными внутри шлицами. А хвостовик скользящей вилки имеет соответствующие шлицы по наружному краю, благодаря чему она может двигаться вдоль, но при вращении идет зацепление. «Зеркальная» конструкция, когда на кардан-вал ставят наконечник с шлицами-выступами, а вилку оснащают втулкой-трубой со шлицевой нарезкой, действует по той же схеме.
Необходимый зазор в шлицах, большие нагрузки, широкая амплитуда скоростей, грязь и истирание – причин для повреждений комплектующих предостаточно. Так что игнорировать техосмотры и их периодичность не рекомендуем. Но стоит учесть, что в спокойном положении шлицевое закрыто, и визуально определить неисправность очень трудно.
Не ленитесь, залезьте под машину, и взявшись за составляющие, попробуйте прокрутить их в разные стороны – наличие люфта или, наоборот, слишком жесткое крепление, это серьезный повод взглянуть на детали внимательнее. Понять, что с ним что-то не так, можно и по характерному стуку, который слышится при начале движения, остановке и при переключении скоростей.
Другое дело, что явные признаки обычно свидетельствуют о свершившемся факте и необходимости радикальных мер. А вот вовремя отреагировав на ранней стадии и предприняв соответствующие действия можно на какое-то время заставить поработать и старый, но уже проверенный кардан. Главное не переборщить с длительностью – использование некондиционного узла по определению опасно.
Ремонты и замены
До недавнего времени ремонт соединения восстановлением шлицов выполнялся только в отдельных случаях, когда это позволяла ситуация, например на слабонагруженных участках и при условии небольшого процента поврежденной «нарезки». Выглядело это как наплавка стального сплава с последующим прорезанием и шлифовкой. Долговечность таких шлицев достаточно сомнительна, но в последние годы все чаще говорят об использовании специальных металлополимеров, мол, в этом случае результат гораздо прочнее.
Классический вариант ремонта, практиковавшийся в СССР в связи с высокой степенью «дефицитности» изделий, а также ради экономии, проводился более радикально:
— кардан разбирали и подвижную часть выбрасывали;
— срезалась втулка шлицевая карданного вала;
— подбирали (а то и делали в кустарных условиях) новую рабочую пару;
— наваривали новый наконечник, собирали и балансировали узел.
Читайте также: Акционерное общество уфимский завод гибких валов
Если об экономической обоснованности такого ремонта еще можно поспорить, то трудозатраты с полной заменой ни в какое сравнение не идут. Да и долговечность восстановленного узла сравнить со сроком службы нового весьма сложно. Впрочем, чему отдать предпочтение, как всегда выбирать вам.
Все для шлицевых соединений
А то, что определяться с этим когда-нибудь да придется, это совершенно точно. Ведь как мы уже объясняли подобная реализация априори предусматривает повышенный износ шлицев, и даже хорошая смазка не спасает от того, что рано или поздно, как минимум, понадобиться замена какого-то элемента. В интернет-магазине нашей компании ООО «Лидер» вы можете найти и купить самые разные вариации элементов шлицевых соединений и не только их. Найдется и подвесной подшипник, и крестовина и, собственно сами узлы в сборе.
Качество, как отдельных деталей, так и конструктивных блоков гарантируется. Цены умеренные, при оптовых заказах, а также в случае постоянного сотрудничества стоимость товаров может быть откорректирована. Забрать покупку можно на нашем столичном складе (адрес на странице) или же мы организуем доставку через компанию-перевозчика.
Статьи
Шлицевое соединение кардана
Даже на идеально ровной дороге, а такую сложно себе представить, при изменениях скорости и (или) весовой нагрузки основные узлы трансмиссии смещаются относительно друг друга. Особенно же заметным такое смещение будет при проезде неровностей и маневрировании. При этом меняется не только угол между и так несоосными валами агрегатов, но и расстояние между ними. С первым призваны разбираться кардан-шарниры, а вот компенсация изменения расстояний, это целиком прерогатива такого конструктивного решения, как шлицевое соединение кардана, и вот о нем мы и поговорим…
Устройство и принцип работы шлицевого соединения
Два главных элемента данного вида соединений, это шлиц-наконечник и, соответственно, шлиц-втулка. Если более понятно, то имеем один полый цилиндр, внутри которого нарезаны фигурные выступы, по длине совпадающие с его осью, и один сплошной, с такими же выступами-шлицами по внешней поверхности. Эта пара разнится диаметром, с тем, чтобы наконечник свободно, но без излишнего люфта входил в втулку, а шлицы при этом попадали в прорези второго элемента.
Как результат имеем конструкцию, которая может смещаться относительно друг друга по продольной оси, но поперечное вращение в ней невозможно. То есть, передача крутящего момент будет происходить вне зависимости от изменений длины соединения. Конечно, есть определенные ограничения, необходимые для препятствования слишком далекого расхождения и соскакивания, поэтому длину шлицов и соединения в целом подбирают очень тщательно.
Как и любой механизм вращения детали в шлицевом испытывают серьезные нагрузки:
- Поперечное деформационное, как следствие необходимости передачи вращения
- Ударное – зазор между шлицами все равно нужен, и при изменении скорости или перемене направления вращения происходит сталкивание шлицов
- Изгибающее, и чем больше разошлись втулка с наконечником, тем оно выше
- Коррозийное, причем, как внешнее, так и внутреннее
Чтобы нивелировать или хотя бы уменьшить степень воздействия конструкторы делают соединение и его составляющие максимально прочными, а точку входа втулки закрывают манжетами и сальниками, во избежание засорения и вытекания смазки. Но, как бы внимателен не был автовладелец, и сколь скрупулезно он бы не выполнял предписания по обслуживанию узла и эксплуатации техники, рабочего износа не избежать, поэтому рано или поздно ремонт шлицевого соединения карданного вала все равно может потребоваться.
Читайте также: Сальник рулевого вала мерседес
Что ломается, как заметить и как ремонтировать
Самой распространенной проблемой можно назвать засорение шлицев. Обычно это следствие разрыва уплотнителей, из-за чего в каналы и полости шлиц-соединения попадает грязь. С подобной проблемой бороться очень просто – нужно регулярно осматривать манжеты на предмет их целостности.
В полной мере это касается и так называемых «потенциально-подвижных» типов, то есть систем, где шлицевое соединение кардана после установки вала на автомобиль фиксируется стопорным болтом (используется для упрощения монтажа, но не является компенсационным узлом). Хотя в таком виде нагрузка на соединение меньше, высохнуть и растрескаться манжета все равно может со всеми вытекающими в буквальном и переносном смыслах.
Если же говорить о реальных поломках, то первое место по частоте обращений уверенно держит именно износ шлицев. Его причиной становится естественное истирание, а также перегрузы и все то же плохое состояние смазки и уплотнителей. Чтобы провести своевременный ремонт требуется регулярно осматривать шлицы на предмет повреждений, но так как для этого необходимо разбирать соединение, можно воспользоваться внешними подсказками:
- При начале движения, переключении передач, на разгоне и торможении двигателем со стороны трансмиссии слышны посторонние стуки
- При достижении определенной скорости начинает появляться вибрация, которая позже пропадает
- Крестовины и (или) подвесной подшипник изнашиваются быстрее положенного
Все перечисленные нюансы могут указывать именно на повышенный износ шлицев, поэтому, если вам знакомы такие проявления, обязательно проверьте соединение, даже если внешне оно в порядке! Предварительную проверку можно сделать самому и без демонтажа. Просто возьмитесь руками за разные стороны соединения и покачайте их по противоположным направлениям. Излишний люфт, это верный признак износа шлицев.
В советское время часто практиковался ремонт поврежденных шлицев наплавкой. Но такой способ тогда был оправдан проблемами с получением новых запчастей. Сегодня этим методом пользуются гораздо реже, и только при реальной необходимости. Дело в том, что процедура эта требует специального оборудования и занимает немало времени, поэтому часто проще купить шлицевое соединение кардана в сборе или отдельные элементы, и провести замену. Но даже в этом случае вам потребуются:
а) опытные мастера с нужным оборудованием;
б) качественные детали для замены.
Разобраться с первым вам придется самостоятельно, а вот что касается качественных комплектующих, то в этом вопросе можете положиться на нашу компанию ООО «Лидер». В нашем каталоге представлены практически все варианты шлиц-соединений для отечественных и некоторых импортных большегрузов, а также ряда внедорожников и легковых автомобилей. Все товары проверены и сертифицированы, на каждое изделие предоставляется гарантия.
- Свежие записи
- Чем отличается двухтактный мотор от четырехтактного
- Сколько масла заливать в редуктор мотоблока
- Какие моторы бывают у стиральных машин
- Какие валы отсутствуют в двухвальной кпп
- Как снять стопорную шайбу с вала