Карданная передача

     Содержание 

1. Назначение и техническое описание

2. Техническое обслуживание

3. Ремонт системы

     3.1 Неисправности и способы устранения

     3.2 Дефекты и способы восстановления

4. Организация рабочего места слесаря по ремонту автомобилей

5. Проверочный расчет карданной передачи автомобиля ГАЗ-2410

5.1. Нагрузочные режимы

5.2. Определение напряжения кручения и угла закручивания карданного вала

5.3. Определение осевой силы, действующей на карданный вал

5.4. Оценка неравномерности вращения и инерционного момента

5.5. Расчет крестовины карданного шарнира

5.6. Расчет вилки карданного шарнира

5.7. Определение допустимого усилия, действующего на игольчатый подшипник

5.8. Расчет критического числа оборотов карданного вала

5.9. Тепловой расчет карданного шарнира

Литература  

 

     1. Назначение и техническое описание 

     Карданная передача служит для передачи крутящего  момента от коробки передач к  ведущему мосту автомобиля при изменяющихся углах между валами этих агрегатов. Такая передача нужна потому, что угол наклона карданного вала, соединяющего ведущий мост с коробкой передач, во время движения автомобиля изменяется, так как ведущий мост прикреплен к раме автомобиля на рессорах и может относительно нее перемещаться.

     Состоит карданная передача из карданов (карданных  шарниров) и валов. Кардан является основным механизмом, который передает крутящий момент от одного вала к другому.

     Основные  части кардана: крестовина и две  вилки с проушинами. Шипы крестовины входят в проушины вилок и закрепляются в них шарнирно при помощи стальных стаканов с игольчатыми подшипниками. , защищаемых от проникновения грязи и утечки смазки сальниками . Смазываются подшипники через масленку , от которой масло к подшипникам подаётся по каналу , просверленному в крестовине

     Крестовина  кардана может свободно поворачиваться на некоторый угол относительно вилки  одного вала, а вилка другого вала также может поворачиваться относительно крестовины. 

     Схема карданной передачи  

     На  примере карданной передачи автомобиля ГАЗ-3302 Газель

1-хвостовик скользящей вилки; 2-грязеотражатель скользящей вилки; 3-скользящая вилка; 4-вилка промежуточного карданного вала; 5-промежуточный карданный вал; 6-грязеотражатель; 7-промежуточная опора; 8-защитное кольцо; 9-подшипник промежуточной опоры; 10-защитное кольцо; 11-шлицевая вилка;12-П-образная пластина;13-стопорная шайба;14-крестовина;15-вилка заднего карданного вала;16-задний карданный вал;17-фланец ведущей шестерни главной передачи;18-задний карданный шарнир;19-игольчатый подшипник;20-стопорное кольцо;21-болт;22-уплотнительное кольцо.

    Шарнир неравных угловых скоростей объединяет две вилки, расположенные под углом 90° друг к другу, крестовину и фиксирующие элементы. Крестовина вращается в игольчатых подшипниках, установленных в проушинах вилок. Подшипники необслуживаемые, пластичная смазка закладывается в них при сборке и в процессе эксплуатации не меняется.

     Ос обенностью шарнира неравных угловых скоростей является неравномерная (циклическая) передача крутящего момента, т.е. за один оборот ведомый вал дважды отстает и дважды обгоняет ведущий вал. Для компенсации неравномерности вращения в карданной передаче применяется не менее двух шарниров, по одному с каждой стороны карданного вала. При этом вилки противоположных шарниров располагаются в одной плоскости.

     В карданной передаче в зависимости от расстояния, на которое передается крутящий момент, применяется один или два карданных вала. При двухвальной схеме первый вал носит название промежуточного, второй – заднего карданного вала. Место соединения валов фиксируется с помощью промежуточной опоры. Промежуточная опора крепится к кузову (раме) автомобиля. Для компенсации, возникающих в результате работы, изменений длины карданной передачи в одном из валов выполняется шлицевое соединение.

      Соединение карданной передачи с другими элементами трансмиссии производится с помощью соединительных элементов: фланцев, муфт и др.

Схема шарнира равных угловых  скоростей 

На примере  универсального шестишарикового карданного шарнира

1. хомут;
2. полуось;
3. грязезащитный чехол («пыльник»);
4. хомут;
5. сепаратор;
6. обойма;
7. малая полуось;
8. корпус шарнира;
9. стопорное кольцо;
10. шарик;
11. конусное кольцо;
12. пружинная шайба

      Корпус имеет внутреннюю сферическую форму. Внутри корпуса располагается обойма. В корпусе и обойме выполнены канавки, по которым движутся шарики. Такая конструкция обеспечивает равномерную передачу крутящего момента от ведомого вала к ведущему под изменяющимся углом. Сепаратор удерживает шарики в определенном положении. Для защиты шарнира от негативных факторов внешней среды (кислорода, воды, грязи) на ШРУС устанавливается грязезащитный чехол – «пыльник».

      При изготовлении в шарнир равных угловых скоростей закладывается смазка, приготовленная на основе дисульфида молибдена.

Схема полукарданного упругого шарнира

На примере  упругой муфты Гуибо (Guibo)

1. болт крепления  к фланцу вторичного вала коробки  передач;
2. фланец вторичного вала коробки передач;
3. упругий элемент;
4. центрирующая втулка;
5. вкладыш;
6. болт крепления к фланцу карданного вала;
7. фланец карданного вала;
8. обойма сальника;
9. сальник;
10. вторичный вал коробки передач;
11. грязеотражатель;
12. гайка крепления фланца;
13. уплотнитель центрирующего кольца;
14. карданный вал;
15. центрирующее кольцо;
16. пробка

      Характерным примером данного типа шарнирного соединения является упругая муфта Гуибо (Guibo). Муфта представляет собой предварительно сжатый шестигранный упругий элемент, с двух сторон которого крепятся фланцы ведущего и ведомого валов.

     2. Техническое обслуживание карданной передачи 

     Удаляем грязь с наружных поверхностей деталей  карданной передачи.

     Проверяем затяжку всех доступных соединений деталей карданной передачи и  подтягиваем ослабленные соединения.

     Тщательной  проверке должна быть подвергнута посадка крестовин в подшипниках и подшипников в вилках. Покачивая относительно друга вилки карданного шарнира, проверяем отсутствие люфта в подшипниках. При обнаружении люфта крестовину с подшипниками необходимо заменить. Так же безотказность и долговечность работы карданной передачи в большой мере зависит от выполнения смазочных работ в соответствии с графиком и применения только рекомендуемых сортов смазки. Смазывают крестовины кардана консистентной смазкой или, при ее отсутствии, солидолом. Смазку вводят шприцем до выхода ее через клапан, имеющийся на крестовине. При этом надо подавать смазку медленными равномерными нажимами шприца, что позволит воздуху выйти из всех каналов и обеспечит подвод смазки ко всем подшипникам.

     Основной  задачей обслуживания карданной передачи является обеспечение ее работы без вибраций и рывков. Валы не должны иметь вмятин, трещин и погнутостей

     Диагностика карданной передачи заключается  в определении величины биения карданного вала, износа шарниров и шлицевых соединений. Биение карданного вала можно определить при помощи специального прибора. Для этого автомобиль устанавливают на осмотровую канаву. Подъемником вывешивают одно заднее колесо. Выключают передачу и снимают с ручного тормоза. Подкручивая внешнее колесо, определяют биение карданного вала, которое равно разности максимальных и минимальных показателей индикатора. Допустимое значение биения для легковых автомобилей — не более 0,6 мм.

     Износы  в шарнирах и шлицевых соединениях  определяют визуально по их относительному смещению во время покачивания вручную. При резком повороте вала в обе стороны не должно быть стука и ощутимого люфта.

     Большое влияние на ресурс карданных шарниров и подшипников ведущего вала главной  передачи оказывает балансировка карданного вала. Поэтому, в целях сохранения заводской балансировки карданной передачи, после разборки собирать ее необходимо по установленным стрелкам. 

     3. Ремонт системы 

     3.1 Неисправности и способы устранения 

     карданный передача вал подшипник

     3.2 Дефекты и способы восстановления 

     Изношенные  шейки крестовины восстанавливают хромированием с последующей обработкой до нормального размера.

     Сальники  и изношенные подшипники заменяются новыми.

     Если  на шейках крестовины есть вмятины  от роликов, то надо заменять крестовину в сборе с подшипником.

     Погнутость  трубы устраняют правкой. После правки биение в любой точке её по длине должно быть не более 0,4мм.После проверки биения вал центрируют по пазам и отверстиям в вилках. Погнусть щёк вилок устраняют также правкой. При обломах и трещинах вилка подлежит замене. Для этого следует срезать шов, впрессовать негодную вилку, запрессовать новую и приварить её к трубе непрерывным швом шириной 8мм по всей окружности.

     Фланец  карданного вала изготовлен из стали  марки 35 и поступает в ремонт с  износом отверстий под подшипники.

     Крестовина  поступает в ремонт с вмятинами  на поверхности шипов и износом шипов по диаметру. Эти дефекты устраняются автоматической наплавкой в углекислом газе с последующей термической и механической обработкой.

     При отрыве балансировочной пластины от трубы вала нужно заменить трубу карданного вала или отремонтировать ее в специализированных мастерских с обязательным проведением динамической балансировки.

     Ослабление  обоймы сальника шлицевого соединения переднего или заднего карданных  валов устраняют промойкой сальника и обжатием его обоймы, при утечке смазки – заменяют. 

     4. Организация рабочего места слесаря по ремонту автомобиля 

     Проверить, достаточно ли освещено рабочее место  и подходы к нему. О перегоревших лампочках сообщить непосредственному  руководителю.

     Осмотреть и привести в порядок рабочее  место, убрать все, что может помешать работе, если пол скользкий (облит маслом, краской, водой), потребовать, чтобы его вытерли или сделать это самому.

     Рабочее место должно исключать опасность  травмирования автомобильным и  другими транспортными средствами, а также грузом, перемещаемым грузоподъемными  механизмами и другими производственными факторами. Проверить исправность и крепление тисков. Струбцины не должны иметь люфта, на губках несработанную насечку и должны прочно захватывать зажимные изделия.