Ремонт карданного вала автомобиля ГАЗ 32217
Дипломная работа - Транспорт, логистика
Другие дипломы по предмету Транспорт, логистика
оединяемыми валами. С увеличением угла у КПД резко снижается. В некоторых автомобилях для уменьшения этого угла двигатель располагают с наклоном 2...3. Иногда для той же цели задний мост устанавливают так, что ведущий вал главной передачи получает небольшой наклон. Однако уменьшать угол между валами до нуля недопустимо, так как это может привести к быстрому выходу шарнира из строя вследствие бринеллирующего воздействия игл подшипников на поверхности, с которыми они соприкасаются.
Бринеллирующее воздействие игл увеличивается при большом суммарном межигловом зазоре, когда иглы подшипника перекашиваются и создают высокое давление на шип крестовины. Суммарный межигловой зазор в карданных шарнирах различных автомобилей колеблется в широких пределах (0,1...1,5 мм). Считается, что суммарный межигловой зазор должен быть меньше половины диаметра иглы подшипника. В большинстве карданных шарниров легковых и грузовых автомобилей применяют подшипники, диаметр игл которых 2...3 мм (допуск по диаметру не свыше 5 мкм, а по длине - не свыше 0,1 мм). Иглы для подшипника подбираются с одинаковыми размерами по допускам. Перестановка или замена отдельных игл не допускается.
Крестовина карданного шарнира должна строго центрироваться. Это достигается точной фиксацией стаканчиков подшипников при помощи стопорных колец. Наличие зазора между торцами шипов крестовины и днищами стаканчиков недопустимо, так как это приводит к переменному дисбалансу карданного вала при его вращении. В то же время чрезмерная затяжка стаканчиков может вызвать задиры торцов шипов и днища стаканчиков, а также перекос игл.
Надежность карданного шарнира определяется в первую очередь надежностью игольчатых подшипников, их ресурсом. Помимо бринеллирования возможно также усталостное выкрашивание (питтинг) на соприкасающихся с иголками поверхностях, что объясняется высокими контактными напряжениями. В связи с этим шипы крестовины карданного шарнира выполняются из высоколегированной стали, а рабочая поверхность стаканчиков и шипов цементуется.
1.4 Анализ работоспособности карданной передачи
Анализ работоспособности конструкции состоит из количественного анализа параметров, которые определяют надежность конструкции. Анализ карданной передачи должен дать оценку степени синхронизации вращения валов, которые ей соединяются, как обеспечивается отсутствие биения валов и резонансных явлений, а также обеспечение жесткости и надежности карданной передачи данного автомобиля.
1.4.1 Определение синхронности вращения валов
Для карданной передачи с двумя карданными шарнирами и валами, расположенными в одной плоскости (рис. 1.3) принято ведущие вилки шарниров располагать под углом p/2 одну относительно другой.
Для первого шарнира, у которого ведущая вилка лежит в плоскости чертежа, являющейся началом отсчета угла поворота валов, справедливо соотношение углов поворота ведущего и ведомого валов:
tgb = tga /cosg1 или 1/ tgb = cosg1 / tga(1.1)
Для второго шарнира, у которого ведущая вилка повернута на угол p/2 относительно плоскости чертежа,
(л/2 + ?) = tg(л/2 + ?) / cosg2 или 1 / tgb = cosg2 / tga(1.2)
Рис. 1.3.Схемы двухшарнирной карданной передачи:
А - плоской; б - пространственной
Приравняв правые части равенств для первого и второго шарниров, получим
cosg1 / tga = cosg2 / tgj(1.3)
откудаa / tgj = cosg2 / cosg1 (1.4)
Следовательно, равенство углов поворота (синхронность вращения ведущего и ведомого валов) карданной передачи с двумя шарнирами, ведущие вилки которых повернуты относительно друг друга на угол л/2, возможно в случае, если
g1 = g2 (1.5)
Для карданной передачи автомобиля ГАЗ - 32217 характерны следующие углы установки g1 = g2 = 3, значит неравномерность вращения в данном случае не наблюдается, т. е. ведущий и ведомый валы будут вращаться синхронно.
1.4.2 Определение нагрузочных режимов карданной передачи
Если пренебречь потерями в карданном шарнире, то можно считать, что мощности на ведущем и ведомом валах равны:
N1=N2; M1w1=M2w2(1.6)
где M1, M2 - моменты соответственно на ведущем и ведомом валах.
Моменты M1 и M2 включают в себя инерционные моменты, возникающие в результате вращения масс, связанных карданным шарниром.
M2 = M1w1 / w2 = M1 (1 - sin2g cos2a) / cosg(1.7)
Наибольшего значения момент M2 достигает при a = p/2 + pk (k = 0, 1, 2,..,n).
2max = M1 / cosg(1.8)
Наименьшее значение M2 - при a = pk (k = 0, 1, 2, ..., n)
M2min = M1 cosg(1.9)
Из уравнения (1.8) следует, что карданный шарнир передает переменный по величине момент на ведомый вал, т. е. карданный шарнир можно рассматривать в качестве редуктора с переменным передаточным числом.
На рис. 1.4. представлен график, иллюстрирующий увеличение момента на ведомом валу в зависимости от угла ? между валами.
Если принять, что массы, связанные с ведущим и ведомым валами карданной передачи, вращаются равномерно, то дополнительный момент Mдоп., вызванный неравномерностью вращения ведомого вала, будет закручивать карданный вал на угол, соответствующий разности b - a (см. рис 1.3):
Рис. 1.4 График изменения момента на ведомом валу карданного шарнира в зависимости от угла между валами
Mдоп. = M2max - M1= M1 /cosg - M1 = M1 (1 - cosg) / cosg(1.10)
Дополнительный угол закрутки вала
b - a = Mдоп. / свв,(1.11)
где Свв - крутильная жесткость ведомого вала.
Карданная передача является элементом сложной крутильной системы трансмиссии, в