5.1. Назначение. Классификация. Требования

Карданная передача предназначена для передачи крутящего момента между агрегатами, если оси их валов не лежат на одной прямой или могут изменять свое взаимное положение. В общем случае карданная передача состоит из карданных шарниров, карданных валов, их опор и компенсирующего соединения.

В зависимости от типа, компоновки и конструкции автомобиля карданная передача может передавать крутящий момент от короб­ки передач к раздаточной коробке или к главной передаче ведуще­го моста, от раздаточной коробки к главным передачам ведущих мостов, между главными передачами среднего и заднего ведущих мостов, от дифференциала к передним ведущим и управляемым (комбинированным) колесам. Карданная передача может также применяться в приводе от короб­ки отбора мощности к вспомогательным механизмам (лебедка и др.) и для связи рулевого колеса с рулевым механизмом.

Для соединения агрегатов автомобиля применяются кардан­ные передачи различных типов:

Требования к карданным передачам:

1. надежная передача крутящего момента без создания дополнительных нагрузок в трансмиссии (изгибающих, скручивающих, вибрационных, осевых);

2. возможность передачи крутящего момента с обеспечением равенства угловых скоростей ведущего и ведомого валов независимо от угла между соединяемыми валами;

3. отсутствие резонансных явлений в зоне эксплуатационных скоростей;

4. высокий КПД за счет малого трения во всех соединениях (в том числе и шлицевых);

5. общие требования.

Минимальные вибрации и шум при использовании шарниров неравных угловых скоростей обеспечиваются уменьшением дли­ны карданного вала (например, применением трехшарнирной карданной передачи с промежуточной опорой), увеличением диа­метра карданного вала, уменьшением угла наклона карданных валов, уменьшением зазоров в подшипниках, установкой упругого шарнира в кардан­ной передаче. Тем не менее, карданный вал, расположенный после первого карданного шарнира неравных угловых скоростей яв­ляется источником крутильных колебаний.

При использовании шарниров равных угловых скоростей боль­шое значение имеет точность совпадения центра шарнира с осью шкворня.

Отсутствие значительных осевых усилий и износов в компен­сирующем соединении при использовании шарниров неравных угловых скоростей обычно обеспечивается применением шлице­вого соединения с несколько увеличенным боковым зазором и длиной шлицев, равной около двух диаметров их вала, при на­дежных смазке и уплотнении.

При использовании некоторых шарниров равных угловых ско­ростей в приводе передних ведущих колес легковых автомобилей один из двух шарниров выполняют универсальным, выполняю­щим функции как шарнира, так и компенсирующего устройства. В этом случае шарики или ролики, перемещаясь в продольных пазах, позволяют чашке перемещаться в осевом направлении от­носительно внутренней звездочки

Высокий КПД карданных передач с шарнирами неравных уг­ловых скоростей обеспечивается применением в шарнирах иголь­чатых подшипников с надежной смазкой и надежным уплотнени­ем при углах наклона карданных валов в пределах 5  10°. Для уменьшения угла наклона до указанных значений иногда двигатель и (или) задний мост располагают с углом наклона 2  4°.

При углах, меньших 3  5°, иглы оказывают бринеллирующее воздействие на шипы кре­стовины (под иглами образуются вмятины). Поэтому при очень малых углах наклона вместо игольчатых подшипников необходимо применять бронзовые втулки. Бринеллирование может также воз­никать при большом межигловом зазоре, когда иглы перекашива­ются и создают высокое давление на шип крестовины. Поэтому суммарный межигловой зазор должен быть меньше половины ди­аметра иглы.

Высокий КПД карданных передач с шарнирами равных угло­вых скоростей обеспечивается в основном применением в этих шарнирах сравнительно крупных шариков, перекатывающихся в канавках специального профиля. У кулачковых карданных шарниров, применяемых на автомобилях большой гру­зоподъемности, по сравнению с другими шарнирами равных уг­ловых скоростей КПД ниже, так как между их деталями при углах, не равных нулю, используется трение скольжения.