Силовые приводы, валы и полуоси трансмиссии автомобиля

f = 5qвlв4 / (384EJи),

где E = 2∙105 МПа — модуль упругости первого рода; — момент инерции поперечного сечения вала (dн и dвн — соответственно наружный и внутренний диаметры вала).

Масса вала определяется из выражения

,

где γ — плотность материала вала.

Подставив значения си и тв, получим выражение для критической частоты вращения вала:

полого

сплошного

Если считать карданный вал балкой с защемленными опорами, то числовой коэффициент в формуле следует принимать большим в 1,5 .2,25 раза.

Критическая частота вращения карданного вала должна быть в 1,5 .2 раза больше максимальной эксплуатационной. Для повышения критической частоты вращения следует уменьшать длину вала, что особенно эффективно, и увеличивать как наружный, так и внутренний диаметры. Внутренний диаметр трубчатого вала можно увеличивать до определенного предела (лимитирует прочность вала).

Скручивающие нагрузки:

Трубчатый вал изготовляют из малоуглеродистой стали (сталь 15, сталь 20), не подвергая ее закалке. Толщина стенок обычно не превышает 3,5 мм (для автомобилей ВАЗ — 2 мм; КамАЗ —3,5 мм).

Напряжение кручения трубчатого вала

; [τкр] = 100 .120МПа.

Приваренные к трубе шлицованный наконечник и вилку изготовляют из легированной или углеродистой конструкционной стали 30, 35Х или 40.

Напряжение кручения сплошного вала

; [τкр] = 300 .400 МПа.

При передаче крутящего момента карданный вал закручивается на некоторый угол

где J0 — момент инерции сечения вала (трубчатого , сплошного ); G — модуль упругости при кручении, G = 850 ГПа.

Допускаемый угол закручивания 7 .8° на 1 м длины вала.

Скручивающие нагрузки вызывают смятие и срез шлицев вала. Напряжение смятия шлицев от сил, действующих по их среднему диаметру,

, [σсм] = 15…20 МПа

где dш.н, dш.вн — наружный и внутренний диаметры шлицевого конца вала; nш — число шлицев; lш — длина шлица.

Напряжение среза (считая, что шлицы срезаются у основания по диаметру dш.вн;

bш — ширина шлица)

[τср] =25 .30 МПа

Осевые нагрузки в карданной передаче возникают в шлицевом соединении при перемещениях, связанных с изменением расстояния между шарнирами, например при колебаниях кузова на рессорах. Исследования показали, что даже при наличии большого количества смазочного материала последний не удерживается на поверхности трения и перемещение в шлицевом соединении происходит в условиях граничного трения. При этом коэффициент трения μ = 0,2, а иногда (при появлении задиров) μ = 0,4. При передаче большого крутящего момента в шлицевом соединении происходит защемление, и карданный вал, по существу, передает тяговое усилие. При этом двигатель, установленный на упругих подушках, продольно смещается в некоторых автомобилях на 10 мм, а иногда и больше. Большие осевые силы (в грузовых автомобилях 20 .30 кН) независимо от того, смазано шлицевое соединение или нет, создают дополнительные нагрузки на карданные шарниры, промежуточную опору карданной передачи, а также на подшипники коробки передач и главной передачи. Повышенное трение в шлицевом соединении приводит к быстрому изнашиванию шлицев и к нарушению в связи с этим балансировки карданной передачи.

Похожие статьи:

Эффективность, получаемая от перегрузки грузов по прямому варианту
Экономия от сокращения эксплуатационных расходов: (7.1) Определяем экономию от сокращения капиталовложений. (7.2) Общий эффект составляет. (7.3) Мероприятия по охране труда и окружающей среды при выполнении погрузочно-разгрузочных работ, график технического обслуживания и ремонта машин и оборудован ...

Проверка массы состава на прохождение скоростного подъёма за счёт кинетической энергии
Проверка на преодоление элементов профиля большей крутизны, чем расчётный подъём, заключается в расчёте скорости движения поезда для всех подъёмов, крутизна которых превышает крутизну подъёма, для которого рассчитана масса состава. Расчёт зависимости v(S) можно выполнять графически, аналитически ли ...

Оценка уровня загрязнения атмосферного воздуха автомобильным транспортом
В состав отработавших газов двигателей автомобильного транспорта входит ряд компонентов, из которых существенный объем занимают токсичные газы: окись углерода -, углеводороды -, окислы азота -, соединения свинца. Оценку уровня загрязнения воздушной среды указанными отработавшими газами следует прои ...