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:

Характеристика элементов и приспособлений
Устройство с гидравлическим насосом и набором приспособлений для вытягивания вогнутых поверхностей: 1./ — оправка для вытягивания вогнутых деталей; 2 и 3 — самозакрепляющиеся гидравлические зажимы; 4 — оправка с зубцами для лучшего захвата выпрямляемой панели; 2.5 — гидравлические струбцины; 6 пнев ...

Рулевое управление автомобиля
1 – поворотный рычаг; 2 – шаровой шарнир наконечника; 3 – наружный наконечник рулевой тяги; 4, 6 – контргайка; 5 – регулировочная тяга (муфта); 7, 12 – внутренний наконечник рулевой тяги; 8 – болты крепления внутреннего наконечника рулевой тяги к рейке; 9 – защитный чехол; 10, 28 – опоры рулевого м ...

Маркировка автомобиля
Рис. 3. Расположение таблички «Заводские данные» Табличка заводских данных (рис. 3) установлена на центральной стойке боковины кузова с правой стороны автомобиля (в проеме задней боковой двери). Табличка содержит товарный знак, сокращенное наименование завода, идентификационные номера транспортного ...