Карданные передачи
Карданная передача предназначена для передачи момента от одного механизма к другому, если оси их валов не лежат на одной прямой или могут изменять взаимное положение.
В общем случае карданная передача состоит из карданных шарниров 1, карданных валов 2 и компенсирующего соединения 3.
Основным элементом карданной передачи является карданный шарнир. Тип шарнира определяет кинематическую схему карданной передачи и максимально допустимые углы наклона валов.
Карданные передачи с шарнирами неравных угловых скоростей применяют в приводе ведущих мостов.
Карданный шарнир неравных угловых скоростей состоит из двух вилок 1 и 3, в цилиндрические отверстия которых через игольчатые подшипники вставлены концы крестовины 2. Вилки приварены к валам.
При вращении валов концы крестовины О-О покачиваются относительно плоскости, перпендикулярной к оси ведущего вала. Соотношение между углами поворота ведущего валов (a) и ведомого (b) определяется выражением tga = tgb cosg. Неравномерность вращения тем больше, чем больше угол g между осями валов.
Чтобы избежать неравномерности вращения ведущих колес автомобиля в карданной передаче с асинхронными шарнирами устанавливают как минимум два шарнира, причем вилки шарниров на промежуточном валу должны располагаться в одной плоскости. Углы между валами при этом должны быть равны.
Максимальный угол между осями валов при использовании асинхронных карданных шарниров не превышает 15 - 20°.
Карданные валы в карданных передачах такого типа выполняют из тонкостенных стальных труб, к которым приваривают вилки карданных шарниров, шлицевые втулки или наконечники. Для уменьшения поперечных нагрузок валы балансируют в сборе с карданными шарнирами. Дисбаланс устраняют, приваривая к валу балансировочные пластины.
Компенсирующее соединение обеспечивает изменение длины карданной передачи, если при перемещении одного механизма относительно другого меняется расстояние между ними (ведущий мост и коробка передач). Обычно в качестве компенсирующего применяют шлицевое соединение.
Карданные шарниры равных угловых скоростей используют преимущественно при передаче крутящего момента на комбинированные (ведущие и управляемые одновременно) колеса. В этом случае обеспечивается равномерное вращение колес при больших меняющихся углах между валами (до 35 – 40°).
В основе всех конструкций шарниров равных угловых скоростей лежит единый принцип: точки контакта, через которые передается крутящий момент, должны находиться в биссекторной плоскости валов.
В приводе к ведущим управляемым колесам применяются цельные (сплошные) карданные валы, а компенсация изменения расстояния между агрегатами осуществляется с помощью универсальных карданных шарниров.