Под каким углом может работать кардан. Материалы основных деталей карданной передачи. Оценка неравномерности вращения и инерционного момента

Автомобиля

Карданная передача служит для передачи потока мощности между узлами трансмиссии, взаимное линейное и угловое положение которых изменяется в процессе работы.

Требования к карданной передаче

1. Обеспечивать синхронную связь угловых скоростей вращения ведущего и ведомого звеньев.

2. Допускать углы отклонения между осями валов превышающие максимально возможные в процессе эксплуатации.

По мере увеличения угла поворота шпунтового стержня увеличивается величина инерционного момента. Было обнаружено, что путем регулировки массы 520 противовеса вала шестерни можно уменьшить или устранить инерционный дисбаланс. Например, если средство выполнения работы движется через эллиптическое выходное движение, можно подойти к полностью сбалансированной системе. В этом случае регулировка массы противовеса шестерни используется для уменьшения величины флуктуации силы и изменения момента на малой шестерне до минимума.

Общий баланс этих двух выходных движений не может быть приближен к теоретическому, но может быть доведен до приемлемого уровня, благодаря чему общий карданный механизм кардана может работать приемлемым образом. В этих двух режимах выходного движения можно исключить коробку передач на валу шестерни, что позволяет контролировать воздействие шестеренных передач. Понятно, что, когда противовес вала шестерни обрабатывают таким образом, вал шестерни окажется неуравновешенным при попытке сбалансировать его относительно своей главной оси.

3. Критические частоты вращения должны превышать максимально возможные в течении всего периода эксплуатации.

4. Обеспечивать частичное демпфирование динамических нагрузок трансмиссии.

5. Не допускать возникновение шумов и вибраций во всем интервале рабочих скоростей.

1.По кинематике .

1) Шарниры равных угловых скоростей (ШРУС).

Однако при сборке в общем кардановом механизме вся сборка при балансировке вокруг основного подшипника, такого как 514, будет оптимально сбалансирована. Хотя предпочтительный вариант осуществления изобретения был описан и показан в деталях, будет понятно, что могут быть сделаны различные изменения при конструировании и компоновке деталей без отклонения от изобретения, как определено прилагаемой формулой изобретения.

Рабочий угол шкива оси составляет -1 °. Поскольку это задний карданный вал, задняя шестерня будет вращаться вверх, допустим, 2 ° под круизным дросселем. Поскольку наши измерения и расчеты проводились при статичности, это означает, что на самом деле под крутильным дросселем уклон шестерни будет меняться от 28 ° вниз до 30 °. Это приведет к тому, что рабочий крутящий момент в осевом шарнире составит 27 ° - 30 ° = -3 ° в круизе, что приведет к статическому наклону шестерни 25 °. Это приведет к снижению крутизной шестерни 25 ° 2 ° = 27 °.

2) Шарниры неравных угловых скоростей.

2.По конструкции.

1) С простыми карданными шарнирами (шарнирами Гука). Это шарниры неравных угловых скоростей (асинхронные).

2) Шариковые шарниры равных угловых скоростей с делительными рычажками или делительными канавками.



Шарнир равных угловых скоростей (ШРУС) с делительным рычажком типа "Рцепп":

Если результат получается, мы должны вращать шестерню вниз в состоянии покоя на несколько градусов, если в результате мы должны вращать шестерню на несколько градусов. Конечно, нам нужно будет выполнить эту настройку, а затем повторно измерить и пересчитать все, чтобы добиться совершенства, так как изменение может повлиять на скругление карданного вала. Однако это маловероятно с величиной изменений в этом примере.

Как выбрать приводной вал для вашей установки

На самом деле это довольно легко ответить. Сначала - купите абсолютно лучшее, что вы можете себе позволить. Почти невозможно преувеличить массовое раздражение плохого карданного вала. Вибрация в вагонах является ужасно раздражающей - уличная королева или следовая установка. Моя нынешняя багги, Волк, всегда тяготеет и тратит 90% времени меньше 10 миль в час - иногда она может доходить до 40 миль в час.

Здесь: 1 - ведомый вал, 2 – делительный рычажок, 3 – сферическая чашка (часть ведомого вала), 4 – сферический кулак (на шлицах ведущего вала), 5 – ведущий вал, 6 – сферической сепаратор шариков, 7 – пружина сжатия для беззазорной установки рычажка.

Наибольшее распространение получили ШРУСы с делительными канавками. На современных отечественных автомобилях передний привод осуществляется с использованием как раз таких шарниров. Снаружи (возле колеса) обычно устанавливается шестишариковый шарнир типа "Бирфильд". Он позволяет поворачивать управляемое колесо до 45 0:

Во-первых, шестерню и шестерню можно вращать из опасного пути, где она будет менее восприимчивой к повреждениям от камней и других препятствий. Это позволяет успешно управлять установками карданных валов в транспортных средствах с гораздо большей высотой подвески, чем может использоваться простой карданный вал. Даже если вы точно согласуете углы на одном кардановом валу, вы никогда не сможете безопасно его запустить и не получить вибрацию при 30 °!

Часть 3 - Техническое обслуживание приводного вала

Даже при меньших углах и даже при правильной геометрии с совмещенным углом, однокардиовый вал все еще подвержен вибрации. Как всегда - лучшее стоит немного больше! Перед выполнением любой из этих процедур обязательно прочтите и прислушайтесь к разделу «Безопасность».





На рисунке а) показан чертеж шарнира, а на рисунке б) схема шарнира и размещение шарика 2 в корпусе 1 и кулаке 4. Под цифрой 3 показан сферический сепаратор, который одновременно сопрягается со сферической поверхностью корпуса 1 по радиусу R 2 и сферической поверхностью кулака 4 по радиусу R 1 . Вал 5 через внутренний шарнир соединяется с главной передачей, а на вал, идущий от корпуса 1 крепится ведущее колесо автомобиля.

Отключение карданного вала с приложенным крутящим моментом может привести к материальному ущербу, серьезным травмам или смерти. Чтобы избежать материального ущерба, серьезных телесных повреждений или смерти, вы должны. Убедитесь, что двигатель автомобиля выключен, а ключи сняты с зажигания. При работе с приводными валами обязательно используйте надлежащие методы подъема. При работе с карданными ходами может потребоваться более одного человека.

Примечание. Для применений карданных валов, имеющих подушечные блоки, демпферы, стояночные тормоза или замедлители, обратитесь к инструкциям по изготовителям оборудования или изготовителям оригинального оборудования для надлежащих процедур. Перед любой смазкой универсальных шарниров или элементов скольжения необходимо выполнить следующие процедуры.

Внутренний шарнир, также равных угловых скоростей, еще позволяет менять длину привода для компенсации от хода подвески, перемещаясь продольно. Поэтому он называется универсальным и выглядит так:




Добавление смазки может маскировать рыхлость в компоненте, который начинает проявлять износ и может нуждаться в замене. Если у вас есть настраиваемый шкаф или блокировка ручных концентраторов, откройте их. Это важно, потому что вы хотите убедиться, что на картере нет сопротивления, давления или привязки, которые могут маскировать износ и неряшливость во время осмотра. Визуально проверьте все входные и выходные стопорные гайки, зажимы или болты для любых зазоров между сопрягаемыми поверхностями. Если имеются зазоры, ознакомьтесь с инструкциями по обслуживанию и обслуживанию изготовителей оригинального оборудования для передачи, оси или коробки передач для правильных спецификаций крепления.

В нем сепаратор 4 имеет разные центры наружной и внутренней сферы. Кроме того, сфера сепаратора, которая сопрягается с корпусом 1 переходит в узкой своей части вообще в конусную поверхность. Канавки в корпусе 1 и кулаке 3 продольные, поэтому шарик не только перекатывается, но и проскальзывает во время продольного перемещения вала с кулаком 4. Максимальный угол наклона такого шарнира, в связи с выше перечисленным, не превышает 20 0 .

Мы видим, что передний рабочий угол составляет 12 °. Рабочий угол оси составляет 11 °. Поскольку наши измерения и расчеты проводились при статичности, это означает, что на самом деле под крутильным дросселем уклон шестерни будет меняться от 6 ° до 8 ° вниз, что приведет к тому, что рабочий крутящий момент на оси будет равен 17 ° - 8 ° = 9 ° в круизе, что приведет к статическому наклону шестерни 3 °, что приведет к наклону троса дроссельной заслонки 3 ° 2 ° = 5 °, что сделало бы наш рабочий угол рабочего колеса теперь 17 ° - 5 ° = 12 ° - идеально подходит для фронта!

3) Трехшиповые карданные шарниры равных угловых скоростей:


а) жесткий (только меняет угол между валами, поэтому стоит снаружи. Он показан на рисунке вверху),

б) универсальный шарнир такого же типа позволяет иметь продольные перемещения приводу для компенсации перемещения от подвески.

Помните - вам нужно разрешить увеличение рабочих углов во время езды по дороге из-за движения подвески. Сколько вы должны позволить, будет полностью зависеть от вашего дизайна подвески и управляемой местности. Это критический момент. практически каждая ось будет испытывать некоторую «обручную ось» или поворот шестерни в зависимости от ускорения и до некоторой степени тормозного момента. Это, конечно же, изменит геометрию шестерни и, следовательно, весь карданный вал! Поскольку карданный вал, по-видимому, будет проводить большую часть времени в режиме круиз-дроссельной заслонки, стандартная практика заключается в том, чтобы установить геометрию карданного вала для этого состояния.

На три шипа 2 надеты ролики 3, которые перекатываются по вилке 4. Кроме того, возможно перемещение ролика вдоль шипа 2.

ШРУСы этого типа получили незначительное распространение из-за большей нагруженности деталей.

4) Кулачковые карданные шарниры (равных угловых скоростей):


Обычно для большинства легковых и грузовых задних мостов в круизе шестерня будет вращаться на 1-2 Таким образом, обычная практика заключается в том, чтобы закрепить ось или отрегулировать звенья, вращать шестерню и менять уклон шестерни в остатках, так что наклон шестерни на 2 ° ниже, чем требуемый для достижения рабочих углов нулевого покоя. Прочтите этот бит снова, осторожно! Это немного жонглирование, потому что, когда вы настраиваете сам скругление, так что вы также фактически изменяете наклон карданных валов, что напрямую влияет на то, что должно быть на вашем угле поворота, в цикл обратной связи.

и дисковые карданные шарниры:


3. По жесткости на кручение .

Как только вы приблизитесь, вы легко попадете в правильную точку равновесия. Это большое изменение повлияет на вещи, поэтому вам нужно будет снова и снова измерять все наклоны и углы поворота, когда вы входите в окончательную настройку. Используя недавно разработанную уникальную систему для лазерно-оптического выравнивания карданных валов, все еще установленную, команда успешно выровняла вал, не разбирая его сначала, - и сэкономила много времени и сил.

Функциональность и требования карданных валов

Но начнем с самого начала. Почему карданные валы должны быть выровнены в первую очередь? Разве их цель не сводится к смещениям? Рисунок 2: Возможные варианты карданного вала. Карданные валы часто используются в промышленности для передачи мощности между входами привода и выходами, оси которых смещены относительно друг друга. Карданный вал представляет собой шарнирный вал с одним или двумя универсальными шарнирами, которые могут быть установлены в различных устройствах в приводе.

1) С жесткими шарнирами.

2) С упругими (эластичными) шарнирами.

4.По предельному углу отклонения.

1) С полными карданами (угол отклонения более 40 0). Эти шарниры рассмотрены выше.

2) С полукарданными шарнирами (углы не превышают 1,5…2,0 0 , см. рисунок):



В общем, в обоих устройствах предусмотрено два карданных вала. Функциональное назначение карданного вала одинаково: оно обеспечивает передачу мощности между осями привода со значительным смещением. Если передача мощности осуществляется между двумя смещенными валами, используя только одно соединение, на ведомом валу происходит неравномерное вращение, даже если сам приводной вал работает плавно. Во время одного вращения ведомый вал сначала движется быстрее, а затем медленнее, чем приводной вал. Это называется карданной ошибкой.

Карданная ошибка не только приводит к несовместимым поворотам, но также приводит к увеличению уровня вибрации в системе из-за неравномерных нагрузок, что в конечном итоге вызывает повреждение шва и подшипников в валах и машинах. Этого можно предотвратить, используя карданный вал с двумя универсальными шарнирами, где второе соединение компенсирует неравномерное перемещение первого шва.

Средний вал на этом рисунке по краям имеет зубчатые колеса, которые находятся в зацеплении с зубчатыми муфтами, а те, в свою очередь, перекрывают своими зубьями шестерни ведущего (слева) и ведомого (справа) валов. В каждом зубчатом зацеплении возможен небольшой перекос, что позволяет получить небольшое угловое отклонение ведомого вала относительно ведущего. Но, поскольку зубчатые сопряжения находятся с перекосом, то изнашиваются они быстро и неравномерно.

Таким образом, карданные валы подходят для перекрытия вертикальных или горизонтальных смещений. Угол отклонения должен быть одинаковым на каждом универсальном шарнире карданного вала, и именно по этой причине карданные валы должны быть точно выровнены.

Выравнивание карданных валов традиционно требует разборки

Рисунок 3: Преодоление параллельного смещения карданным кронштейном вала. Вернемся теперь к сервису на сталелитейном заводе. На этом заводе важность согласования карданных валов уже давно признана, и выравнивание уже выполняется с использованием лазерно-оптического оборудования.

К полукарданным шарнирам относятся также и упругие муфты.

У такого шарнира ведомый вал вращается неравномерно относительно ведущего, если между осями валов есть угол отклонения α.



Ведущий вал вращается равномерно со скоростью ω 1 . Это ровное вращение вал получает из КП и его скорость вращения известна. Можно определить угловую скорость ω 2 через ω 1 .

Однако до сих пор это было возможно только при снятии карданного вала. Чтобы расположить датчики друг напротив друга, параллельное смещение между валами было перекрыто путем установки кронштейна карданного вала на фланце вала с одной стороны. На рисунке 3 показана сборка на валу с левым валом. Лазер монтируется на вращающемся устройстве, а детектор прикреплен к валу двигателя. Углы отклонения измеряются при отсоединении машин и извлечении карданного вала.

Карданные валы на месте во время выравнивания

Это длительный процесс, так как карданный вал сначала необходимо разобрать, а карданный кронштейн должен быть осторожно установлен, чтобы он был плотно прилежен к валу ролика. Часто было бы проще, если карданный вал можно было бы просто выровнять, пока он все еще установлен, как в случае с другими муфтами и промежуточными валами.

Если взять любую произвольную точку, принадлежащую обоим валам, например точку А, и найти линейную скорость этой точки через угловые скорости валов ω 1 , ω 2 и соответствующие радиусы r 1 и r 2 , то получим:

: и соответственно.

Поскольку левые части формул есть одно и то же - V А , то и правые части уравнений равны. Приравняем правые части уравнений и выразим неизвестную:

Из прямоугольного треугольника АВС видно, что, следовательно:

Поскольку в общем случае косинус угла меньше 1, тогда ω 2 больше ω 1.

Через 90 0 поворота первого вала вокруг своей оси валы займут следующее положение:



Точка А теперь неудобна для рассмотрения, т.к. на плоскости рисунка не будет видно расстояния от точки до валов. Выбираем другую точку, например - М.

Используя ту же логику: сначала определить линейную скорость точки М через угловую скорость и радиус первого вала, затем через угловую скорость и радиус второго вала, приравнять правые части этих двух формул, выразить, как неизвестную ω 2 через ω 1 , получим прежнюю зависимость:

Однако, теперь соотношение радиусов из прямоугольного треугольника МНО изменилось:, а значит:

В общем случае косинус меньше 1, следовательно ω 2 будетменьше ω 1 .

Еще через 90 0 (от первого случая 180 0) валы займут положение, как на первом рисунке и ведомый вал снова будет опережать ведущий.

Вывод: если угол α отличен от 0, то ведомый вал расположенный за асинхронным шарниром Гука получает колебание угловой скорости, то опережая ведущий вал, то отставая от него по синусоидальному закону. Так происходит с периодом 180 0 поворота валов вокруг своей оси. Ведомый вал в таком случае имеет угловую скорость:

Если же α = 0, то cosα = 1 тогда ω 2 = ω 1 .

Биение угловой скорости после прохождения асинхронного шарнира приведет к колебаниям линейной скорости движения автомобиля, что вызовет значительные инерционные силы. Чтобы избежать этот недостаток необходимо компенсировать колебания угловой скорости после первого шарнира установкой второго такого же шарнира, работающего с той же амплитудой, но в противофазе относительно первого. Тогда второй шарнир будет полностью гасить колебания первого.

Второй шарнир устанавливается на другом конце карданного вала таким образом, как показано на схеме:



Первое правило. Чтобы второй шарнир работал с такой же амплитудой биения угловой скорости, как у первого, углы α 1 и α 2 должны быть равны.

Второе правило. Чтобы второй шарнир работал в противофазе к первому, вилки по концам одного вала должны лежать в одной плоскости (см. схему).

Графически компенсация биения вторым шарниром первого выглядит так:



Первое правило нарушить сложно, т.к. обеспечивается оно установкой агрегатов на заводе.

Второе правило часто нарушается при разборке карданной передачи. В карданной передаче имеется шлицевая муфта, позволяющая валу менять свою длину (передний конец карданной передачи закреплен в КП, а задний конец совершает вертикальные перемещения вместе с ведущим мостом на подвеске, из-за чего длина вала должна меняется, что и позволяет шлицевая муфта). Если при ремонте вал разъединяется по шлицевой муфте, расположенной, как показано на схеме, то дальнейшая сборка муфты по незнанию или невнимательности возможна с нарушением второго правила. Такое (в середине вала) расположение муфты характерно автомобилям повышенной проходимости из-за больших углов отклонения валов. У дорожных автомобилей угол отклонения валов небольшой (до 8…10 0), что позволяет вынести шлицевую муфту перед первым шарниром и сделать вал неразборным.

В случае использования непарного шарнира (например третьего) угол отклонения валов в этом шарнире стремятся задать близким к 0 0 , но не равным нулю, т.к. при нулевом угле подшипники в шарнире перестают перекатываться и давят в одном месте, выдавливая смазку и деформируя поверхности шипов крестовины в месте контакта с роликами (бринеллирование).

При больших углах отклонения валов у подшипников шарниров падает КПД из-за больших потерь на перекатывание роликов, а, следовательно, и ресурс. При малых углах – падает ресурс из-за ухудшения смазки и бринеллирования. Оптимальным считаются углы для парных шарниров 4…6 0 , для одиночных - 1…2 0 .

КЧВ – такая фиксированная частота вращения вала, при которой наблюдается потеря поперечной устойчивости вала вследствие резонанса поперечных колебаний (поперечный прогиб резко возрастает вплоть до разрушения).

При вращении вала в докритической зоне возникает центробежная сила из-за смещенного центра масс вала относительно его центра вращения (это смещение вызвано погрешностью при изготовлении и сборке). Центробежная сила возмущает поперечные колебания на поперечной упругости вала. Каждому текущему значению частоты вращения будет соответствовать своя амплитуда прогиба. При достижении критической скорости вращения частота вынужденных колебаний от центробежных сил сов падает с собственной частотой поперечных колебаний – возникает резонанс поперечных колебаний. Амплитуда прогиба резко увеличивается и возможно разрушение деталей карданной передачи.

Если быстро пройти критическую частоту, продолжая наращивать скорость, вал снова попадет в устойчивое состояние, т.к. частота вынужденных колебаний перестанет совпадать с собственной. Однако, для возникновения резонанса достаточно и кратной частоты вынужденных колебаний. Поэтому существует не только первая, но и вторая, третья и т.д. резонансные частоты.

В эксплуатации максимальные рабочие частоты вращения карданного вала не должны достигать первой резонансной частоты. При этом необходимо учитывать, что в результате износа опор, появления зазоров собственная частота поперечных колебаний вала уменьшается, приближаясь к максимальной эксплуатационной, как показано на графике:



Коэффициент запаса должен быть не меньше 1,5…2,0.

Для критической частоты вращения была выведена эмпирическая зависимость:

Где: n кр – критическая частота вращения карданного вала, min -1 ; D – наружный диаметр вала трубчатого сечения, м; d – внутренний диаметр вала, м; L – длина вала, м.

Как уже говорилось, необходимо, чтобы:.

Короткие валы (L / D ≤ 10) рассчитываются только на простой вид нагружения – кручение.

Длинные валы считают еще и на критическую частоту n кр .

Крестовины по основанию шипа рассчитываются на срез и на изгиб:

,

Утвержден и введен в действие

Приказом Ростехрегулирования

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

АВТОМОБИЛЬНЫЕ ТРАНСПОРТНЫЕ СРЕДСТВА

ПЕРЕДАЧИ КАРДАННЫЕ АВТОМОБИЛЕЙ С ШАРНИРАМИ

НЕРАВНЫХ УГЛОВЫХ СКОРОСТЕЙ

ОБЩИЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ

Vehicles. Cardan gears of vehicles with joints

of unequal angle speeds. General technical requirements

ГОСТ Р 52430-2005

Группа Д25

ОКС 43.040.50;

ОКП 45 9128

Дата введения

Предисловие

Цели и принципы стандартизации в Российской Федерации установлены Федеральным законом от 27 декабря 2002 г. N 184-ФЗ "О техническом регулировании", а правила применения национальных стандартов Российской Федерации - ГОСТ Р 1.0-2004 "Стандартизация в Российской Федерации. Основные положения".

Сведения о стандарте

1. Разработан Федеральным государственным унитарным предприятием "Центральный Ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский автомобильный и автомоторный институт" (ФГУП "НАМИ"), ОАО "БЕЛКАРД".

2. Внесен Техническим комитетом по стандартизации ТК 56 "Дорожный транспорт".

3. Утвержден и введен в действие Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 28 декабря 2005 г. N 407-ст.

4. Введен впервые.

1. Область применения

Настоящий стандарт распространяется на карданные передачи с шарнирами неравных угловых скоростей, их узлы и детали, предназначенные для трансмиссий автомобильных транспортных средств (далее - АТС) категорий M и N по ГОСТ Р 52051. Допускается распространять действие стандарта на карданные передачи других транспортных средств, машин и механизмов.

В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ Р 52051-2003. Механические транспортные средства и прицепы. Классификация и определения

ГОСТ 8.051-81. Государственная система обеспечения единства измерений. Погрешности, допускаемые при измерении линейных размеров до 500 мм

ГОСТ 9.014-78. Единая система защиты от коррозии и старения. Временная противокоррозионная защита изделий. Общие требования

ГОСТ 9.104-79. Единая система защиты от коррозии и старения. Покрытия лакокрасочные. Группы условий эксплуатации

ГОСТ 15.309-98. Система разработки и постановки продукции на производство. Испытания и приемка выпускаемой продукции. Основные положения

ГОСТ 15140-78. Материалы лакокрасочные. Методы определения адгезии

ГОСТ 15150-69. Машины, приборы и другие технические изделия. Исполнения для различных климатических районов. Категории, условия эксплуатации, хранения и транспортирования в части воздействия климатических факторов внешней среды.

Примечание. При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте национального органа Российской Федерации по стандартизации в сети Интернет или по ежегодно издаваемому информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по соответствующим ежемесячно издаваемым информационным указателям, опубликованным в текущем году. Если ссылочный документ заменен (изменен), то при пользовании настоящим стандартом следует руководствоваться замененным (измененным) документом. Если ссылочный документ отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.

3. Термины и определения

В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями:

3.1. Карданная передача: агрегат АТС, состоящий из двух и более карданных валов, промежуточных опор (при необходимости) и предназначенный для передачи крутящего момента от одного агрегата к другому, оси валов которых не совпадают и могут менять свое взаимное расположение.

3.2. Карданный вал: вал, выполненный в виде трубы или стержня либо в комбинации трубы и стержня, с карданными или полукарданными , в том числе упругими полукарданными шарнирами, который может иметь механизм изменения длины вала.

3.3. Карданный шарнир: кинематическая вращательная пара, предназначенная для соединения валов с пересекающимися осями и обеспечения возможности передачи крутящего момента под переменным углом.

3.4. Сдвоенный карданный шарнир: кинематический узел, состоящий из двух карданных шарниров неравных угловых скоростей, соединенных между собой присоединительными поверхностями или с помощью общей детали.

3.5. Длина карданного вала: расстояние между присоединительными поверхностями фланцев шарниров.

Примечания. 1. Допускается за длину вала принимать расстояние между центрами шарниров или другими конструктивными элементами, например расстояние от центра шарнира до центра подшипника промежуточной опоры.

2. При наличии механизма изменения длины карданного вала за его минимальную длину следует принимать расстояние между присоединительными поверхностями фланцев в полностью сжатом положении карданного вала, а за максимальную длину - суммарное значение минимальной длины карданного вала и максимально допустимого хода в его механизме изменения длины.

3.6. Механизм изменения длины карданного вала: устройство, обеспечивающее изменение длины карданного вала при изменении расстояния между агрегатами, соединяемыми карданной передачей.

3.7. Длина карданной передачи: расстояние между присоединительными поверхностями карданного вала (карданных валов) или другими конструктивными элементами.

3.8. Промежуточная опора карданной передачи: механизм, применяемый в качестве опоры при соединении двух валов карданной передачи.

3.9. Углы установки карданной передачи: углы в шарнирах карданной передачи АТС полной массы, находящегося на горизонтальной поверхности.

3.10. Максимальный угол поворота в шарнире: максимально возможный угол в шарнире при вращательном движении.

3.11. Момент поворота в шарнире: момент, необходимый для преодоления сопротивления относительному угловому перемещению в шарнире.

3.12. Усилие осевого перемещения в механизме изменения длины карданного вала: усилие, необходимое для относительного осевого перемещения элементов механизма, не нагруженного крутящим и (или) изгибающим моментами карданного вала.

3.13. Угол разворота вилок карданного вала: относительное угловое смещение осей отверстий вилок карданного вала.

4. Основные параметры и технические требования

4.1. Основными параметрами карданных передач являются:

Минимальная длина;

Максимальная длина;

Максимальный угол поворота в шарнире;

Усилие осевого перемещения в механизме изменения длины;

Дисбаланс;

Крутящий момент, выдерживаемый без остаточной деформации;

Крутящий момент, выдерживаемый без разрушения деталей.

4.2. Расчет критической частоты вращения карданного вала приведен в Приложении А.

4.3. Допустимый дисбаланс карданного вала, отнесенный к каждой из опор, не должен превышать произведения его массы, приходящейся на эти опоры, и указанного в таблице 1 удельного дисбаланса.

Таблица 1

Нормы удельного дисбаланса карданного вала

┌───────────────────────────────────┬─────────────────────────────────────┐

│Максимальная частота вращения│Удельный дисбаланс, отнесенный│

│карданного вала в трансмиссии,│ к опоре карданного вала, г x см/кг, │

│-1│не более│

├───────────────────────────────────┼─────────────────────────────────────┤

│До500включ .│25│

│Св.500"1500"│15│

│"1500"2500"│10│

│"2500"4000"│6│

└───────────────────────────────────┴─────────────────────────────────────┘

Примечания. 1. Для коротких валов, не имеющих трубы или с трубой до 300 мм, допустимый дисбаланс устанавливают в конструкторской документации (КД) предприятия-разработчика.

2. Расчет дисбаланса карданного вала, приходящегося на его опоры, приведен в Приложении Б. По результатам расчета (при необходимости) следует проводить оптимизацию конструкции по уменьшению зазоров в шарнирах, механизме изменения длины или снижению массы карданной передачи или карданного вала.

4.4. Максимальный крутящий момент, передаваемый карданной передачей или карданным валом, не должен превышать указанных в КД значений, соответствующих:

Отсутствию появления остаточных деформаций карданной передачи или карданного вала;

Отсутствию разрушений карданной передачи или карданного вала.

4.5. Допустимые значения радиального биения трубы карданного вала, радиальных и осевых зазоров в шарнирах, усилия осевого перемещения в механизме изменения длины, момента поворота в шарнире устанавливают в КД предприятия-разработчика.

4.6. Карданные передачи в сборе следует окрашивать в соответствии с требованиями ГОСТ 9.104.

Допускается непрокрашивание обойм подшипников, полостей фланцев, крестовин, внутренних поверхностей ушек и заглушек вилок.

Присоединительные и центрирующие поверхности фланцев карданных передач следует предохранять от окраски в соответствии с требованиями КД предприятия-изготовителя.

4.7. Адгезия пленки лакокрасочного покрытия карданного вала не должна превышать 2 балла по ГОСТ 15140.

4.8. Применяемые лакокрасочные покрытия должны допускать возможность подкрашивания карданных передач красками естественной сушки.

4.9. Покупные изделия с ограниченным сроком хранения следует применять для сборки карданных передач в сроки, указанные в документах на поставку этих изделий.

4.10. Установленный ресурс карданной передачи должен быть не менее соответствующего ресурса АТС, для которого она предназначена.

4.11. Допустимые углы установки карданных валов в трансмиссиях приведены в Приложении В.

4.12. Допустимые отклонения формы присоединительных поверхностей фланцев-вилок карданных валов, фланцев агрегатов, соединяемых карданными передачами, приведены в Приложении Г.

5. Правила приемки

5.1. Приемочный контроль (ПК) продукции проводит служба технического контроля (СТК) предприятия-изготовителя.

5.2. Карданные передачи и их элементы подвергают приемосдаточным испытаниям (ПСИ) и периодическим испытаниям (ПИ) после приемочного контроля. Испытания проводят в соответствии с ГОСТ 15.309 и технической документацией предприятия-изготовителя.

5.3. Если контрактами на поставку предусмотрена приемка независимым органом (представителем заказчика или потребителя), то приемку проводит указанное представительство в присутствии СТК предприятия-изготовителя.

5.4. Периодические испытания карданных передач проводят не менее чем на трех изделиях, не реже одного раза в шесть месяцев. Положительные результаты испытаний базовых моделей карданных передач допускается распространять на их варианты конструкций (модификации, вариантные исполнения).

Периодические испытания модификаций карданных передач допускается заменять испытаниями базовой модели.

5.5. Параметры, проверяемые при испытаниях (ПСИ, ПИ), приведены в Приложении Д.

5.6. Потребитель имеет право проводить выборочную проверку соответствия карданных передач, их узлов и деталей требованиям настоящего стандарта и КД предприятия-разработчика.

Проверку проводят в объеме приемочного контроля СТК.

6. Методы контроля (испытаний)

6.1. Комплектность, правильность сборки, внешний вид сварных швов, внешнее состояние защитного покрытия, отсутствие на поверхности труб и сопряженных деталей трещин, вмятин и других механических повреждений, крепление балансировочных пластин (см. Приложение Д) проверяют визуально.

6.2. Линейные и угловые размеры измеряют с предельно допустимыми погрешностями, установленными ГОСТ 8.051.

6.3. Углы поворота в карданных шарнирах, а также угол разворота вилок карданного вала измеряют средствами угловых измерений с погрешностью +/- 1°.

6.4. Радиальное биение трубы карданного вала измеряют при базировании по присоединительным поверхностям с погрешностью +/- 0,01 мм.

6.5. Радиальный и осевой зазоры в шарнире или их суммарное значение измеряют с точностью не менее 0,01 мм. Значения зазоров допускается определять по результатам измерений размеров крестовины и подшипников с учетом возможных осевых перемещений (вдоль шипов крестовины) в соединениях "подшипник-вилка".

6.6. Усилие осевого перемещения в механизме изменения длины определяют с точностью 5% максимальной величины.

6.7. Момент поворота в шарнире определяют с точностью 2,5% максимальной величины.

6.8. Для оценки прочности карданных валов и карданных шарниров на них воздействуют крутящим моментом, указанным в КД, с точностью 2,5% его величины.

6.9. Дисбаланс карданного вала определяют с точностью 10% допустимого значения, при дисбалансе менее 20 г x см - с точностью 2 г x см.

6.10. Карданные валы следует балансировать в динамическом режиме. Режим динамической балансировки устанавливает в КД предприятие-разработчик карданной передачи при условии обеспечения норм дисбаланса, приведенных в таблице 1.

6.11. Карданные передачи следует балансировать в сборе со всеми валами и промежуточными опорами.

Возможность раздельной балансировки валов карданной передачи более чем с тремя карданными шарнирами устанавливают в КД предприятия-разработчика.

6.12. Балансировку карданных валов с механизмом изменения длины следует проводить при длине, указанной в КД предприятия-разработчика.

6.13. Фланцы-вилки карданных передач массой более 5 кг следует балансировать дополнительно перед сборкой карданной передачи согласно КД предприятия-разработчика.

6.14. При повторной установке на балансировочный станок дисбаланс карданного вала не должен превышать допустимого значения.

6.15. Проверку дисбаланса проводят после контроля цены деления шкалы измерительного прибора в соответствии с 6.9 и правильности настройки балансировочного станка.

6.16. Адгезию пленки лакокрасочного покрытия карданной передачи следует определять методом решетчатых надрезов по ГОСТ 15140.

6.17. Твердость поверхностного слоя шипов крестовин проверяют в соответствии с методикой предприятия-изготовителя.

7. Маркировка

7.1. Карданные передачи маркируют, обеспечивая их идентификацию. Содержание маркировки, метод и место нанесения на изделие устанавливают в КД предприятия-разработчика в соответствии с .

8. Упаковка

8.1. Упаковка карданных передач, узлов и деталей должна обеспечивать их сохранность от механических повреждений, воздействия атмосферных осадков и загрязнений. Вид упаковки, а также возможность ее отсутствия указывают в документах на поставку.

9. Транспортирование и хранение

9.1. Карданные передачи, узлы и детали перевозят любым видом транспорта, обеспечивающим их сохранность от механических повреждений, загрязнений и атмосферных осадков. Группа условий транспортирования 6 (ОЖ2 ), хранения - 3 (Ж3) по ГОСТ 15150.

Допускается по согласованию между предприятием-изготовителем и потребителем применять другие условия транспортирования и хранения по ГОСТ 15150.

9.2. Все неокрашенные наружные металлические поверхности карданных передач, их узлов и деталей для комплектации или запасных частей следует законсервировать по ГОСТ 9.014 на срок, оговоренный в документах на поставку.

10. Указания по эксплуатации

10.1. Эксплуатация и техническое обслуживание карданных передач следует проводить в соответствии с руководством по эксплуатации АТС, на котором они установлены.

11. Гарантии изготовителя

11.1. Предприятие-изготовитель гарантирует соответствие карданных передач требованиям настоящего стандарта при соблюдении установленных предприятием правил эксплуатации, транспортирования и хранения.

11.2. Гарантийный срок эксплуатации и гарантийная наработка карданных передач, поставляемых для комплектации, должны быть не менее гарантийного срока и гарантийной наработки АТС, для которых они предназначены.

11.3. Гарантийный срок эксплуатации и гарантийную наработку карданных передач, поставляемых для комплектации, исчисляют в соответствии с гарантийными обязательствами на АТС, а поставляемых в запчасти - с момента установки их на АТС.

Карданные передачи, поставляемые для комплектации, следует устанавливать на АТС в ср оки, оговоренные в технической документации на изделие.

11.4. Гарантийный срок хранения карданных передач - не более 12 месяцев.

Гарантийный срок хранения карданных передач исчисляют с даты отгрузки продукции.

Приложение А

(справочное)

РАСЧЕТ КРИТИЧЕСКОЙ ЧАСТОТЫ ВРАЩЕНИЯ КАРДАННОГО ВАЛА

Для карданного вала со стальной трубой критическую частоту вращения , , рассчитывают по формуле

, (1)

где D - наружный диаметр трубы, см ;

d - внутренний диаметр трубы, см ;

L - максимальное расстояние между осями шарниров карданного вала, см ;

где - частота вращения карданного вала в трансмиссии (собственная частота поперечных колебаний вала по первой форме), соответствующая максимальной скорости АТС, .

Примечания. 1. В данном расчете упругость опор не учитывают.

2. Для карданных передач с промежуточной опорой значение L принимают равным расстоянию от оси шарнира до оси подшипника промежуточной опоры.

Критическую частоту вращения вала, выполненного в виде стержня между карданными шарнирами, рассчитывают при d, равном нулю.

Критическую частоту вращения карданного вала, состоящего из трубы и стержня, рассчитывают исходя из приведенного значения длины трубы , см , по формуле

, (2)

где - длина трубы вала, см ;

Длина трубы, заменяющей стержень вала, см .

Длину трубы , заменяющей стержень вала, рассчитывают по формуле

, (3)

где - длина стержня вала, см ;

Диаметр стержня вала, см .

Критическую частоту вращения карданного вала с учетом упругости его опор в трансмиссии устанавливает экспериментально предприятие-разработчик АТС.

Частота вращения карданного вала в трансмиссии, соответствующая максимально возможной скорости движения АТС, должна составлять не более 80% критической частоты с учетом упругости опор.

Приложение Б

(справочное)

РАСЧЕТ ДИСБАЛАНСА КАРДАННОГО ВАЛА

1. Дисбаланс карданного вала зависит от его массы и зазоров в шарнирах и механизме изменения длины.

2. Дисбаланс D, г x см, в сечении опоры карданной передачи рассчитывают по формулам:

Для вала без механизма изменения длины; (1)

Для вала с механизмом изменения длины, (2)

где m - масса карданного вала, приходящаяся на опору, г ;

Суммарное смещение оси вала, обусловленное осевыми зазорами в шарнире между торцами крестовины и донышками подшипников и радиальным зазором в соединении "цапфа крестовины - подшипник крестовины", см ;

Смещение оси вала, обусловленное зазорами в механизме изменения длины, см .

Массу m определяют взвешиванием на весах, размещаемых под каждой опорой горизонтально расположенного вала.

Суммарное смещение оси вала , см , рассчитывают по формуле

, (3)

где H - осевой зазор в шарнире между торцами крестовины и донышками подшипников, см ;

Внутренний диаметр в подшипнике по иглам, см ;

Диаметр цапфы крестовины, см .

Смещение оси вала , см , определяют с учетом конструкции механизма изменения длины. Например, для подвижного шлицевого соединения с центрированием по наружному или внутреннему диаметру определяют по формуле

, (4)

где - диаметр шлицевого отверстия во втулке, см ;

Диаметр шлицевого вала, см .

Примечание. Для карданного вала без механизма изменения длины = 0.

Минимальный и максимальный дисбаланс D рассчитывают с учетом поля допуска сопрягаемых элементов карданной передачи или карданного вала.

Действительный дисбаланс карданного вала, определяемый точностью изготовления посадочных и присоединительных поверхностей балансировочного оборудования, а также посадочных поверхностей агрегатов трансмиссии, больше расчетного значения.

Приложение В

ДОПУСТИМЫЕ УГЛЫ УСТАНОВКИ КАРДАННЫХ ВАЛОВ

Углы установки карданного вала в трансмиссии в статическом состоянии автомобиля полной массы должны быть не более:

3° - для легковых АТС;

5° - для грузовых АТС и автобусов;

8° - для полноприводных АТС.

Минимальные углы установки карданного вала с шарнирами на игольчатых подшипниках должны быть не менее 0,5°.

Для карданных валов, установленных между мостами тележки, допускается угол установки, равный нулю.

Приложение Г

ДОПУСТИМЫЕ ОТКЛОНЕНИЯ ФОРМЫ

ПРИСОЕДИНИТЕЛЬНЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ ФЛАНЦЕВ

Таблица Г.1

Допустимые отклонения формы присоединительных

поверхностей фланцев

┌─────────────────────────┬──────────────┬─────────────┬──────────────────┐

│Максимальная частота│Допуск│Допуск │Допуск радиального│

│вращения карданного вала │плоскостности,│торцевого│биения посадочного│

│-1│ мм, не более │ биения, мм, │пояска, мм,│

│в трансмиссии, мин││не более│не более│

├─────────────────────────┼──────────────┼─────────────┼──────────────────┤

│До 500включ . │0,08│0,08│0,08│

│Св.500"3500"│0,05 │0,05│0,05│

│"3500 "5000"│0,04│0,04│0,04│

│"5000│0,03│0,03│0,03│

└─────────────────────────┴──────────────┴─────────────┴──────────────────┘

Таблица Г.2

Допустимые отклонения формы присоединительных поверхностей

фланцев с торцевыми зубьями

Допуск плоскостности, мм ,
не более

Допуск торцевого биения, мм ,
не более

0,12

Примечание. Проверку допустимых отклонений проводят по роликам диаметром 3,5 мм.

Приложение Д

(обязательное)

ПАРАМЕТРЫ, ПРОВЕРЯЕМЫЕ ПРИ ИСПЫТАНИЯХ

Таблица Д.1

Наименование параметра
и показателя качества

Приемочный
контроль

Приемо -
сдаточные

испытания

Периодические
испытания

Карданная передача или карданный вал

Комплектность

Правильность сборки

Внешний вид сварных швов

Внешнее состояние защитного покрытия

Отсутствие на поверхности труб и
сопряженных деталей трещин, вмятин
и других механических повреждений

Крепление балансировочных пластин

Момент затяжки резьбовых соединений

Углы в карданных шарнирах

Момент поворота шарнира

Наличие смазки в каждом шипе, в
подшипниках и в шлицевом соединении

Усилие осевого перемещения в механизме
изменения длины

Величина остаточного дисбаланса

Минимальная длина

Максимальная длина

Угол разворота вилок

Радиальное биение трубы

Радиальный и осевой зазоры в шарнире
или их суммарная величина

Прочность при кручении

Крестовина с игольчатыми подшипниками

Прочность при кручении