2.8. Расчет критического числа оборотов карданного вала
При вращении вала за счет центробежных сил, возникающих вследствие даже незначительного несовпадения оси вращения вала с центром тяжести, может возникнуть поперечный погиб вала. При приближении скорости вращения к критической амплитуда поперечных колебаний вала возрастает и возможна поломка вала. Поэтому при изготовлении карданный вал подвергается балансировке.
На величину критической угловой скорости кр влияют:
характер защемления вала в опорах;
величины зазоров в соединениях и подшипниках;
несоосность деталей;
некруглость и разностенность трубы и ряд других факторов.
Для вала постоянного сечения с равномерно распределенной нагрузкой, равной собственному весу, и свободно лежащего на опорах, которые не воспринимают изгибающих моментов
,
где l - длина вала между опорами, l = 1,299 м;
E - модуль упругости, E = 21011 Н/м2;
I - момент инерции сечения вала;
m - масса единицы длины вала.
Учитывая, что и что (D, d - наружный и внутренний диаметры полого сечения вала, равные 75 мм и 71 мм соответственно), получаем следующую формулу для определения критической угловой скорости
.
Тогда критическая частота вращения карданного вала будет определяться
.
Для нормальной работы карданного вала необходимо, чтобы выполнялось следующее условие nкр (1,15…1,2) nmax. Здесь nmax - максимальная частота вращения карданного вала. Она равна максимальной частоте вращения двигателя, которая для ГАЗ-2410 составляет около 5000 об/мин. Таким образом, nкр не должна быть меньше 5750…6000 об/мин. Как видно, это условие выполняется и нормальная работа карданной передачи обеспечена.
- 1. Обзор конструкций
- 1.1. Основные требования к карданным передачам и их классификация.
- 1.2. Карданная передача с шарнирами неравных угловых скоростей
- 1.3. Карданные передачи с шарнирами равных угловых скоростей.
- 1.4. Материалы основных деталей карданной передачи
- 1.5. Выбор прототипа
- 2. Проверочный расчет карданной передачи автомобиля ГАЗ-2410
- 2.1. Нагрузочные режимы
- 2.2. Определение напряжения кручения и угла закручивания карданного вала
- 2.3. Определение осевой силы, действующей на карданный вал
- 2.4. Оценка неравномерности вращения и инерционного момента
- 2.5. Расчет крестовины карданного шарнира
- 2.6. Расчет вилки карданного шарнира
- 2.7. Определение допустимого усилия, действующего на игольчатый подшипник
- 2.8. Расчет критического числа оборотов карданного вала
- 2.9. Тепловой расчет карданного шарнира