Кинематика карданных шарниров
Рабочий процесс карданных передач в основном определяется особенностями схемы сил на карданных шарнирах, а также условиями возникновения вибраций и мероприятиями по их уменьшению.
При передаче крутящего момента под углом с помощью шарниров возникают трудности в обеспечении равномерного вращения вала, расположенного позади шарнира.
На рисунке приведена схема, поясняющая условие, при котором обеспечивается создание шарнира равных угловых скоростей.
В точке А концы валов не соединены, они лишь соприкасаются, но , значит, условие = выполнимо, если = . При повороте вала 1, например на 180°, и уменьшаются, но их равенство должно сохраниться.
Следовательно, точка контакта валов 1 и 2 должна перемещаться по биссекторной плоскости O-O ( = ) при вращении валов.
В жестком шарнире неравных угловых скоростей это условие не выполняется, так как шипы и крестовины перемещаются в плоскости - , перпендикулярной оси вала 1, а шипы и – в плоскости - , перпендикулярной оси вала 2.
Если вал 1 повернется на угол , вал 2 повернется на угол , при этом, из теории машин и механизмов:
. (5.1)
Продифференцировав зависимость (5.1), получим и, после преобразований,
. (5.2)
Из соотношения (5.2) следует, что , причем коэффициент неравномерности при углах < 10° невелик:
. (5.3)
При двух шарнирах с валами, лежащими в одной плоскости, неравномерное вращение карданного вала можно преобразовать в равномерное вращение ведомого вала, если поставить второй шарнир с углом наклона = , причем вилки шарниров неравномерно вращающегося вала должны лежать в одной плоскости.
Это правило справедливо для любого четного числа шарниров. Ведомым валом будем считать вал, расположенный после последнего шарнира.
При трех шарнирах с валами, лежащими в одной плоскости, равномерное вращение ведомого вала обеспечивается при выполнении уравнения, в котором перемножаются косинусы углов тех шарниров, вилки которых расположены одинаково.
Например, для показанной схемы:
. (5.4)
Если развернуть на 90° вилки шарнира 2, условие (5.4) примет вид . Если, кроме того, развернуть на 90° вилки шарнира 3, условие (5.4) примет вид .
Взаимное расположение вилок на концах валов | Условие синхронного вращения | |
под углом 90° в одной плоскости в одной плоскости | в одной плоскости под углом 90° в одной плоскости |
Во время движения автомобиля углы и могут изменяться; в то же время остается постоянным, поэтому полной синхронизации угловых скоростей достичь нельзя (синхронизация тем ближе к полной, чем меньше ).
Дата добавления: 2022-05-27; просмотров: 139;