Презентация по дисциплине Назначение и общее устройство тракторов, автомобилей и сельскохозяйственных машин на тему "Промежуточные соединения и карданные передачи"

• 1 слайд

  35.02.16 Эксплуатация сельскохозяйственной техники и оборудования
  2 курс
  Дисциплина - МДК 01.01 Назначение и общее устройство тракторов, автомобилей и сельскохозяйственных машин
  
  Тема №1.13а
  Промежуточные соединения и карданные передачи
  ОГАПОУ «УАвиаК-МЦК»
  Кундротас К.Р.
  

• 2 слайд

• 3 слайд

  Классификация промежуточных соединений
  

• 4 слайд

  Назначение промежуточных соединений
  Предназначены для передачи вращательного движения от одного вала к другому, оси которых совпадают. Однако несоосность валов может возникнуть при неточностях изготовления, погрешностях сборки, деформации рам и корпусов, а также изменении взаимного расположения сборочных единиц в процессе эксплуатации.
  Соединяя валы не жестко, а специальными шарнирами, уменьшают вредные нагрузки на детали, возникающие от несоосности валов, и этим повышают их долговечность.
  В гусеничных тракторах коробка передач и задний мост обычно расположены в одном корпусе или их корпуса жестко соединены один с другим, а двигатель же с муфтой сцепления установлен на раме отдельно. Поэтому необходимо промежуточное соединение между валами муфты сцепления и коробки передач, так как их несоосность может возникнуть от перекоса при установке двигателя с муфтой сцепления на раму.
  В полурамных колесных трактоpax корпуса муфты сцепления, коробки передач и заднего моста жестко соединены между собой и образуют остов. Возможная несоосность валов муфты сцепления и коробки передач здесь значительно меньше.
  

• 5 слайд

  Классификация промежуточных соединений
  Промежуточное соединение
  По числу шарниров
  Одинарные
  Двойные
  По конструкции шарнира
  Жесткие
  Мягкие (упругие)
  Комбинированные
  

• 6 слайд

  Упругое промежуточное соединение
  Одинарное
  Двойное
  1 — вал муфты сцепления;
  2 — первичный вал коробки передач;
  3 — резиновый элемент;
  4 — прижим; 5 — болт
  1 — упругий элемент; 2 – диски;
  3 – внутренняя вилка; 4 – втулка;
  5 – болт; 6 — наружная задняя вилка
  

• 7 слайд

  Классификация карданных передач
  

• 8 слайд

  Назначение карданной передачи
  Карданная передача служит для компенсации угловых, радиальных и осевых смещений валов соединяемых узлов и агрегатов. Карданной передачей принято называть последовательное соединение двух и более соединительных муфт. Она включает три основных элемента: соединительные муфты, карданные валы и их опоры. Карданные передачи применяются в трансмиссиях тракторов для силовой связи агрегатов, валы которых не соосны или расположены под углом. При этом их взаимное положение может меняться в процессе движения трактора. Карданные передачи применяют также для привода дополнительного оборудования трактора (валов отбора мощности, приводных шкивов и др.).
  

• 9 слайд

  Назначение карданной передачи
  связи двигателя с коробкой передач при ее раздельной установке;
  соединения коробки передач с раздаточной коробкой и последней с ведущими мостами;
  привода ведущих колес при их независимой подвеске;
  привода ведущих управляемых колес;
  привода рулевого механизма;
  привода вспомогательного и специального оборудования (лебедки, самосвальных механизмов и т. п.).
  

• 10 слайд

  Требования к карданной передачи
  обеспечение необходимой равномерности вращения валов двух соединяемых агрегатов во всем диапазоне эксплуатационных режимов;
  отсутствие резонансных явлений в диапазоне эксплуатационных скоростей (собственные частоты крутильных колебаний трансмиссии должны лежать вне эксплуатационных режимов автомобиля);
  минимальные динамические нагрузки, вызванные неравномерностью вращения и несбалансированностью вала;
  минимальный шум;
  обеспечение критической частоты вращения карданной передачи выше максимально возможная (по условиям эксплуатации);
  высокий КПД;
  общие требования (минимальный вес, размеры и стоимость, простота и технологичность изготовления, обслуживания и ремонта, долговечность и надежность конструкции).
  

• 11 слайд

  Классификация карданных передач
  Карданный шарнир
  Полный
  Неравных угловых скоростей (асинхронный)
  Простой
  Универсальный
  Равных угловых скоростей (синхронный)
  Шариковый
  С делительными канавками
  Черырехшариковый
  Шести- и восми- шариковый
  Простой
  Универсальный
  С делительным рожком
  Шиповой
  Сдвоенный
  Простой
  Универсальный
  Кулачковый
  Полукарданный
  Жесткий
  Упругий
  

• 12 слайд

  Полукарданный шарнир
  Жесткий
  Упругий
  Используют для компенсации неточности монтажа соединяемых механизмов в случае установки соединяемых механизмов на недостаточно жестком основании. Они допускают угол наклона вала не более 2°.
  Устанавливаются главным образом в карданных передачах легковых автомобилей, и в зависимости от конструкции угол наклона вала может быть 8... 10°.
  

• 13 слайд

  Шарнир неравных угловых скоростей
  Карданная передача с шарнирами неравных угловых скоростей имеет в конструкции следующие элементы:
  ведущие, ведомые и промежуточные карданные валы;
  крестовины (шарниры);
  подвесные и промежуточные опоры.
  Непосредственно шарнир состоит из двух так называемых вилок, расположенных на валах и крестовины – соединительного элемента вилок. В собранном состоянии, вилки валов расположены относительно друг друга под углом в 90° и соединяет их крестовина, которая имеет на концах четыре чашки с игольчатыми подшипниками. Наличие игольчатых подшипников обеспечивает нормальное функционирование шарнира при различных углах отклонения валов. Однако наибольший угол между валами для шарнира неравных угловых скоростей обычно составляет не более 20°. Подшипники при сборке заполняются пластичной смазкой, которая рассчитана на весь срок службы.
  

• 14 слайд

  Шарнир равных угловых скоростей
  Карданная передача с шарнирами равных угловых скоростей, которую чаще называют ШРУС, имеет более совершенную конструкцию и обеспечивает вращение валов с постоянной скоростью относительно друг друга независимо от изменяющегося угла между осями вращения. Карданная передача с такими шарнирами имеет практически аналогичное устройство:
  ведущие, промежуточные и ведомые валы;
  ШРУС;
  соединительные элементы.
  Наиболее распространенный шариковый ШРУС состоит из следующих элементов:
  корпус шарнира;
  обойма;
  сепаратор;
  шарики;
  стопорные кольца, хомуты и пыльник (защитный чехол).
  

• 15 слайд

  Устройство карданной передачи
  

• 16 слайд

  Устройство карданной передачи
  Принято выделять четыре основных элемента конструкции:
  Центральная труба – или на техническом языке «центральный вал». Это конструкция полой трубы из крепкого металлического сплава.
  Крестовины и наконечники – это специальное приспособление, изготовленное в виде креста, которое отвечает за контроль вращающихся элементов кардана. Простыми словами, крестовина контролирует углы переменного наклона, которые не должны быть в диапазоне от 0 до 20 градусов.
  Вилка – это промежуточное соединение, между основным валом и промежуточным. Прямая функция — это компенсация расстояния по высоте межу валами, когда автомобиль передвигается по ухабам и ямам.
  Промежуточный подшипник – это очень важный элемент конструкции, который поддерживает основной вал, при этом позволяет ему вращаться в необходимом направлении. В зависимости от типа кардана, промежуточных подшипников может быть два и более.
  

• 17 слайд

  Устройство четырехшарикового ШРУС с делительными канавками (тип «Вейс»)
  При движении автомобиля вперед усилие передается одной парой шариков; при движении задним ходом — другой парой. Обычно канавки выполняются так, что центр окружности, образующей ось канавок, находится на расстоянии а = (0,4...0,45)R -от центра шарнира..
  Угол между валами у = 30...32°.
  Малая трудоемкость изготовления (наименьшая по сравнению с синхронными шарнирами других типов), простота конструкции и низкая стоимость обеспечили их широкое распространение. КПД шарнира достаточно высокий, так как в нем преобладает трение качения.
  Долговечность в эксплуатации обычно не превышает 25...30 тыс. км.
  
  

• 18 слайд

  Устройство шестишарикового ШРУС с делительным рычажком (тип «Рцепп»)
  Сферический кулак 4, закрепленный на шлицах вала 5, и сферическая чашка 3, связанная с другим валом . На кулаке и на внутренней стороне чашки выфрезеровано по шесть меридиональных канавок полукруглого сечения. Канавки выполнены из одного центра.
  В канавках размещено шесть шариков, которые связаны сепаратором 6. При наклоне валов шарики устанавливаются в биссекторной плоскости при помощи делительного рычажка 2, который поворачивает направляющую чашку 7, а вместе с ней и сепаратор.
  Пружина 8 служит для поджатия делительного рычажка к гнезду з торце вала 5 при изменении положения рычажка в результате наклона валов.
  Карданный шарнир с делительным рычажком допускает максимальный угол 37°.
  
  

• 19 слайд

  Устройство шестишарикового ШРУС с делительными канавками (тип «Бирфильд»)
  В положении, 1 когда валы шарнира соосны, шарики находятся в плоскости, перпендикулярной осям валов, проходящей через центр шарнира.
  При наклоне одного из валов 5 на угол верхний шарик выталкивается из сужающего пространства канавок вправо, а нижний шарик перемещается сепаратором в расширяющееся пространство канавок влево.
  В данном шарнире профиль сечения канавок выполнен не по дуге окружности, а по эллипсу. Из-за этого силы взаимодействия стенки канавки и шарика составляют с вертикалью угол 45°, что предохраняет кромки канавок от смятия и скалывания. Отсутствие делительного рычажка позволяет этому шарниру работать при угле между валами γ = 45°.
  КПД шарнира при малых углах выше 0,99, а при γ = 30° - 0,97.
  Ресурс современных шарниров этого типа составляет примерно 150 тыс. км. Основной причиной преждевременного выхода из строя шарнира является повреждение защитного резинового чехла.
  

• 20 слайд

  Устройство шестишарикового ШРУС с делительными канавками (тип «Лебро»)
  Шарнир состоит из цилиндрического корпуса 7, на внутренней поверхности которого под углом (примерно 15...16°) к образующей цилиндра нарезаны шесть прямых канавок, расположенных в порядке, показанном на рисунке; сферического кулака 2, на его поверхности нарезано также шесть прямых канавок; сепаратора 3 с шариками 4, центрируемыми наружной сферической поверхностью по внутренней цилиндрической поверхности корпуса У, а внутренней сферической поверхностью устанавливаются с некоторым зазором на кулаке 2.
  Шарики устанавливаются в пересечениях канавок, чем обеспечивается синхронность вращения валов, так как шарики, независимо от угла между валами, всегда находятся в биссекторной плоскости.
  Этот шарнир имеет меньшие размеры, чем шарниры других типов, так как рабочая длина канавок и ход шариков в 2 раза меньше хода вала.
  Шарнир имеет высокий КПД (около 0,99 при 7 = 10°) и применяется на переднеприводных автомобилях.
  

• 21 слайд

  Устройство трехшипового ШРУС (тип «Трипод»)
  Такие карданные шарниры устанавливают на легковых и грузовых автомобилях малой грузоподъемности.
  Конструктивно эти шарниры имеют два исполнения: шарниры, позволяющие передавать момент при углах 7 между валами до 43°, но не допускающие осевых перемещений (шарниры жесткие), и универсальные шарниры, допускающие осевую компенсацию, но работающие при сравнительно небольших углах между валами.
  Шипы, как и пазы, расположены под углом 120° один относительно другого.
  При вращении валов под углом ролики перекатываются в пазах, поворачиваясь на игольчатых подшипниках, и в то же время шипы могут перемещаться вдоль роликов подшипников, что обеспечивается кинематикой шарнира.
  Универсальный шарнир этого типа может использоваться, если максимальное значение угла у не превышает 25°.
  
  

• 22 слайд

  Устройство сдвоенного ШРУС
  Применяемые в приводе управляемых ведущих колес эти шарниры могут иметь различную конструкцию; один из вариантов приведен на рис. 93, а. Здесь два шарнира неравных угловых скоростей объединяются двойной вилкой. Схема шарнира показана на рисунке
  Равенство угловых скоростей должно обеспечиваться делительным рычажком.
  Для двойного шарнира на игольчатых подшипниках характерен значительный износ этих подшипников и шипов крестовин. Это объясняется тем, что благодаря преимущественно прямолинейному движению автомобиля иглы подшипников не перекатываются, вследствие чего поверхности деталей, с которыми они соприкасаются, подвержены бринеллированию, а сами иголки иногда сплющиваются.
  
  

• 23 слайд

  Устройство кулачкового ШРУС
  Применяются на автомобилях большой грузоподъемности в приводе к ведущим управляемым колесам.
  Если разделить по оси симметрии! кулачковый карданный шарнир на две части, то каждая часть будет представлять собой карданный шарнир неравных угловых скоростей с фиксированными осями качания (так же как у сдвоенного карданного шарнира).
  Благодаря наличию развитых поверхностей взаимодействующих деталей шарнир способен передавать значительный по величине крутящий момент при обеспечении угла между валами 40…45°.
  
  

• 24 слайд

  Основные детали карданной передачи
  

• 25 слайд

  Конструкция шарнира карданной передачи
  

• 26 слайд

  Конструкция шарнира
  Крестовина карданного шарнира должна строго центрироваться. Это достигается точной фиксацией стаканчиков 1 подшипников при помощи стопорных колец 2 или крышек, которые прикрепляются болтами к вилкам шарнира.
  Наличие зазора между торцами шипов крестовины и днищами стаканчиков недопустимо, так как это приводит к переменному дисбалансу карданного вала при его вращении.
  Суммарный межигловой зазор в карданных шарнирах различных автомобилей колеблется в широких пределах (0,1...1,5 мм). Считается, что суммарный межигловой зазор должен быть меньше половины диаметра иглы подшипника.
  диаметр игл 2...3 мм (допуск по диаметру не свыше 5 мкм, а по длине — не свыше 0,1 мм).
  
  
  

• 27 слайд

  Компенсация шлицевых перемещений
  Осевое перемещение карданного вала с компенсируется шлицевым соединением или установкой универсального шарнира
  
  

• 28 слайд

  Принцип действия карданной передачи
  

• 29 слайд

  Принцип действия карданной передачи
  

• 30 слайд

  Принцип действия шарнира равных угловых скоростей
  

• 31 слайд

  Контрольные вопросы
  

• 32 слайд

  Какие могут быть промежуточные соединения по числу шарниров?
  Какие могут быть промежуточные соединения по конструкции шарниров?
  Перечислите основные детали асинхронного шарнира?
  В чем достоинства шарниров нравных угловых скоростей?
  Какие конструктивные элементы позволяют компенсировать изменение осевых расстояний между агрегатами?