Елементи карданної передачі та параметри розрахунку

Перелік робочих процесів карданної передачі

Робочі процеси та основи розрахунку

№ пп	Найменування процесів	Позитивні (+), негативні (-) наслідки	Заходи по усуненню
	Передача крутного моменту між осями, що розташовані в різних площинах.	(-)Нерівномірність частот обертання валів в асинхронних карданних передачах.	Застосування шарнірів рівних кутових швидкостей.
	Осьове переміщення валів	(-)Знос шліцевихз’єднань.
	Поперечні вібрації, биття та резонансні явища.	(-)	Балансування валів.
	Тертя робочих поверхонь при передачі зусиль.	Знос поверхонь підшипників, кульок.

№ пп	Елементи карданної передачі	Параметри (види) розрахунку та визначення	Примітка
	Карданний вал.	Міцності,кутів відхилення валів, критичної частоти обертання, величини відцентрової сили (прогину) яка повинна врівноважуватися силою пружності вала.
	Вилка.	Міцності на згинання та кручення.
	Хрестовина	Міцності на розрив в небезпечній площині. Міцності на згинання та зріз шипів хрестовини.
	Шліцьове з’єднання.	Міцності шліців на зріз та зминання.
	Підшипники	Підбирають.

Рис 16. Графік залежності кутових швидкостей.

За кінематичною характеристикою карданні шарніри поділяються на асин-хронні та синхронні, а за конструкцією на повні та напівкарданні шарніри.

З теорії механізмів і машин відомо, що для асинхронного карданного шарніра існує рівність

(1), де

α , α -кути повороту ведучого та веденого валів,

γ – кут між осями валів, що з’єднуються.

Продиференціруємо рівняння 1, прийнявши γ = cosnt і отримаємо

або

(2)

Оскільки , отримаємо

звідки

(3)

Замінимо α на α враховуючи, що , (4)

Но (5)

Підставивши (5) у (4) отримаємо

(6)

Після підставлення (6) у (3) отримаємо

(7)

З цієї рівності видно, що при рівномірному обертанні ведучого вала, ведений вал обертається нерівномірно. При цьому нерівномірність збільшується із зростанням кута γ.

Розглянемо кінематичні залежності в карданній передачі, яка має два асин-хронні карданні шарніри.

Рис 17. Схема карданної передачі з двома асинхронними шарнірами.

Для вала 1 рівняння (1) має вигляд

Звідки (8)

Звідки цей самий вираз для вала 3 можна записати

Звідки (9)

Порівнявши праві частини рівнянь (8) та (9), одержимо

Звідки умову рівності кутів повороту (частот обертання) веденого та веду-чого валів можна записати у вигляді

(10)

З рівняння (10) витікає, що в карданній передачі з двума асинхронними карданними шарнірами умова α = α буде забезпечена при │ γ │ =│ γ │.

Крім того, для синхронного обертання валів 1 і 3 необхідно, щоб вилки карданних валів, прикріплені до проміжного вала 2, знаходились в одній площині, а вали 1, 2, 3 теж лежали в одній площині.

У багато шарнірній передачі з асинхронними карданними шарнірами умовою синхронного обертання веденого та ведучого валів, крім того, є парна кількість шарнірів.

Рівність частот обертання валів, що з’єднуються, забезпечують синхронні карданні шарніри.

Рис 18. Схема шарніра рівних кутових швидкостей.

де , - кутові швидкості валів 1,2, 0- точка контакта важелів вала,

, - радіуси обертання важелів вала 1,2, 0, - бісектриса кута.

Лінійна швидкість точки 0 може бути визначена з виразів та

з яких витікає рівність. (11) З цього рисунка видно, що Підставивши значення r , r , отримаємо

(12)

Частоти обертання валів ω і = ω будуть одинакові при АО =ВО та

α = β, тобто, коли точка О незалежно від кута між валами, що з’єднані синхронними карданними шарнірами, знаходитиметься в бісекторній площині.

В карданних передачах внаслідок нерівноваженості карданного вала при його обертанні виникає відцентрова сила, яка згинає вал.

m- маса вала

f – прогин вала під дією відцентрової сили.

Рис 19. Схема розташування центру мас С карданного вала

та геометричного центру 0 поперечного перерізу.

Відцентрова сила врівновішується силою пружності вала. де

С – жорсткість вала при згинанні.

Для валів, котрі займають горизонтальне або близьке до нього положення

де G – сила тяжіння вала. - статичний прогин вала.

Таким чином, цілісність вала буде зберігатися до того часу, поки виконуватиметься умова тобто

13)

з чого витікає

Дата добавления: 2014-12-25