На автобусе «Волжанин-3290» устанавливается карданная передача типа Dana-Spicer серии 1550 с двумя валами и промежуточной опорой. Особенностью карданной передачи автобуса «Волжанин-3290» является расположение валов под углом по отношению друг к другу и к валу КПП как в горизонтальной, так и в вертикальной плоскостях. В данной статье приведен кинематический анализ карданной передачи в горизонтальной и вертикальной плоскостях.
Из теории механизмов и машин для одиночного шарнира I справедливо соотношение (если ось ведущей вилки расположена в плоскости осей валов шарнира):
tg a = tg b × cos g1. (1)
В результате преобразований формулы (1) получаем зависимость между угловой скоростью ведомого вала КПП и угловой скоростью ведомого вала карданной передачи:
. (2)
Из формулы (2) видно, что угловая скорость карданного вала ωB зависит от угла g1 между ведущим и ведомым валами, а также от угла поворота a ведущего вала (ведомого вала КПП). Значение угла поворота a изменяется от 0° до 360°.
Основным законодательным актом в котором прописаны все основные требования к карданным передачам является ГОСТ Р 52430-2005, который распространяется на карданные передачи с шарнирами неравных угловых скоростей, их узлы и детали.
Рекомендуемые значения углов наклона валов карданной передачи согласно требованиям международного стандарта не более 6…8°.
Используя формулу (2) составили графики изменения угловых скоростей ведомого вала КПП, который является ведущим для карданной передачи и угловых скоростей двух валов карданной передачи. На графиках по оси ординат даны значения угловых скоростей в радианах (1/с), по оси абсцисс даны углы поворота вала от 0º до 180º.
На рис. 1 представлен результирующий график зависимости угловых скоростей в горизонтальной плоскости.
На рис. 2 представлен результирующий график зависимости угловых скоростей в вертикальной плоскости.
В таблице представлены углы наклона валов карданной передачи в горизонтальной и вертикальной плоскостях.
Рис. 1. График зависимостей угловых скоростей от углов поворота валов
Рис. 2. График зависимостей угловых скоростей от углов поворота валов
Сводная таблица углов наклона валов карданной передачи автобуса «Волжанин-3290»
|
Искомый параметр |
Формула |
Результат |
Рекомендуемые значения |
||||
|
Углы в горизонтальной плоскости |
Углы в вертикальной плоскости |
||||||
|
Абсолютные углы γВ γГ |
γn= γn– γn-1 |
γ 1Г |
0,0º |
γ 1В |
6,0º |
||
|
γ 2Г |
2,8º |
γ 2В |
2,5º |
||||
|
γ 3Г |
4,1º |
γ 3В |
3,5º |
||||
|
γ 4Г |
0,0º |
γ 4В |
6,0º |
||||
|
Результирующий угол γ |
γ1 |
|
6,0º |
В норме |
|||
|
γ2 |
3,75º |
В норме |
|||||
|
γ3 |
5,39º |
В норме |
|||||
|
γ4 |
6,0º |
В норме |
|||||
|
Угловая скорость на вторичном валу КПП, ωа |
|
31,62 об/мин |
|||||
Исследовательская работа позволила расчетным путем показать, что в применяемой карданной передаче невозможно получить такие же значения угловых скоростей как на выходном валу КПП.
Основные неисправности карданной передачи, выявленные на автобусе «Волжанин-3290»: вибрация карданного вала, обрыв карданного вала, износ деталей подвесной опоры, срез болтов крепления фланцев могут образовываться из-за неравномерности вращения крестовин.
С целью обеспечения надежности карданной передачи необходимо проведение исследования вибрационных характеристик карданных валов.
Рис. 3. Болт крепления подвесной опоры
Рис. 4. Соединение карданных валов