Из чего состоит кардан основные компоненты и принцип работы (2 видео)

Кардан – это основной механизм передачи крутящего момента от двигателя на задний или передний мост автомобиля. Рассмотрим его основные компоненты и принцип работы.

Основными компонентами кардана являются:

кулачки, крестовины и промежуточный шарнир. Кулачки представляют собой цилиндрические стержни с шлицами на концах, которые соединяются с валами. Крестовины – это крестообразные соединители, на каждую из которых надеты шарнирные втулки. Промежуточный шарнир служит для соединения крестовин и обеспечивает их взаимодействие с кулачками.

Принцип работы кардана заключается в следующем:

двигатель передает крутящий момент на первую кулачку, которая передает его на крестовины через промежуточный шарнир. Крестовины, в свою очередь, передают крутящий момент на вторую кулачку. Вращение второй кулачки передается на передний или задний мост, что позволяет приводить в движение задние или передние колеса автомобиля.

Содержание

Составляющие кардана
Карданный вал
Крестовина
Шарнирные вилки
Принцип работы кардана
Преобразование угловых скоростей
Передача крутящего момента
Смягчение вибраций и перегрузок
Преимущества и недостатки
🎬 Видео

Видео:Как работает кардан?Скачать

Составляющие кардана

Одной из главных составляющих кардана является осевой шарнир, который разделяет вал на две половинки. Он позволяет валу гибко двигаться и компенсировать угловые перемещения, которые могут возникнуть при передаче крутящего момента между двигателем и приводной осью.

Второй важной составляющей кардана является крестовина. Крестовина является соединительным элементом между двумя половинками вала и осевым шарниром. Она обеспечивает гибкость и позволяет передать крутящий момент от одной половинки вала к другой без существенных потерь.

Третьей составляющей кардана являются подшипники. Они используются для поддержания карданной оси в нужном положении и уменьшения трения при вращении вала. Благодаря подшипникам кардан работает более плавно и эффективно.

Четвертая и последняя составляющая кардана — это шестерни и зубчатые колеса. Они используются для передачи вращения от одной половинки вала к другой. Шестерни и колеса должны быть тщательно смазаны и правильно подогнаны, чтобы обеспечить надежность и эффективность работы системы.

Все эти составляющие кардана взаимодействуют друг с другом для обеспечения надежной передачи крутящего момента и гибкости движения. Правильное функционирование каждой составляющей является важным для безопасной и эффективной работы автомобиля.

Составляющая	Функция
Осевой шарнир	Гибкое движение вала и компенсация угловых перемещений
Крестовина	Соединение половинок вала и передача крутящего момента
Подшипники	Поддержка карданной оси и уменьшение трения
Шестерни и зубчатые колеса	Передача вращения от одной половинки вала к другой

Карданный вал

Внутреннее сочленение карданного вала представляет собой крестовину, выполненную из материала с высокой прочностью, например, стали. Она имеет четыре равноотстоящих отверстия, в которых установлены шарниры. Это позволяет передавать крутящий момент между двумя частями вала, обеспечивая их вращение в одной плоскости. Внутреннее сочленение также имеет центральный обгонный шарнир, который позволяет компенсировать разницу в углах между валами и предотвращает возникновение вибрации.

Внешнее сочленение карданного вала также состоит из крестовины и шарниров. Внутри внешнего сочленения вставлен второй подвижный вал, который может свободно вращаться. Это позволяет карданным валам приспосабливаться к изменениям углов поворота осей и компенсировать небольшие прогибы и вибрации.

В принципе, работа карданного вала заключается в передаче крутящего момента от двигателя к задним или передним колесам автомобиля. Когда двигатель работает, он создает крутящий момент, который передается через карданный вал. Крестовины, установленные на каждом конце вала, позволяют компенсировать изменение углов поворота осей и гарантировать плавную передачу мощности.

Карданный вал является ключевым компонентом в системе передачи крутящего момента и обеспечивает эффективную передачу силы от двигателя к колесам автомобиля. Благодаря своей конструкции, он позволяет автомобилю с задним приводом или полным приводом успешно передвигаться по дорогам, обеспечивая стабильность и плавность движения.

Крестовина

Крестовина обычно имеет форму креста или крестообразной звезды. Она состоит из четырех равных и перпендикулярно расположенных друг к другу пластин, которые образуют основу крестовины. Посредине крестовины находится центральное отверстие, куда вставляется шлицевая шпонка для соединения с валами.

Каждая из пластин крестовины имеет свое отверстие для крепления на валах. Обычно эти отверстия имеют форму шлицев или квадратов, так что валы тоже имеют соответствующую форму для крепления.

Крестовина позволяет передавать вращательное движение от одного вала к другому, сохраняя при этом угол между ними, то есть компенсируя некие неровности и колебания. Благодаря крестовине, кардан способен работать в угловых положениях, позволяя передавать вращение даже при небольшом отклонении валов друг от друга.

Крестовины изготавливаются из высокопрочной стали или специальных сплавов, чтобы обеспечить надежность и долговечность работы кардана. Они должны быть достаточно прочными, чтобы выдерживать большие нагрузки и вибрации, которые часто возникают при передаче вращения в автомобильных системах передачи.

В общем, крестовина является важной частью кардана, которая обеспечивает надежную передачу вращения между валами и позволяет работать кардану в различных угловых положениях.

Шарнирные вилки

Типичный пример шарнирной вилки — крестовина. Крестовина состоит из четырех вилок, соединенных между собой внутренними шарнирами. Одна часть крестовины соединяется с пропеллерным валом, а другая — с карданной вилкой.

Шарнирные вилки обеспечивают гибкость кардана и позволяют ему передавать крутящий момент в разных направлениях. Они также помогают компенсировать небольшие углы отклонения между осью входного и выходного валов.

Для обеспечения надежной работы шарнирных вилок они должны быть изготовлены из прочных материалов, способных выдерживать высокие нагрузки. Также шарнирные вилки должны быть смазаны для снижения трения и износа.

Шарнирные вилки являются неотъемлемой частью кардана и обеспечивают его гибкость и производительность. Их правильное функционирование критически важно для эффективной работы кардана и его долгого срока службы.

Преимущества использования шарнирных вилок:
Гибкость кардана в разных направлениях
Компенсация небольших углов отклонения
Высокая надежность и прочность
Снижение трения и износа при наличии смазки
Обеспечение эффективной работы кардана

Видео:Карданная передача, основы. Карданные шарниры не равных и равных угловых скоростей (ШРУСы)Скачать

Принцип работы кардана

Основной принцип работы кардана основан на использовании трех шарниров и двух карданных валов. Это позволяет компенсировать разницу в угле наклона между двумя соединенными валами.

Первый карданный вал осуществляет передачу крутящего момента от двигателя к другому концу карданного вала. Второй карданный вал, в свою очередь, передает крутящий момент до заднего моста автомобиля.

Углы наклона, под которыми установлены валы, могут изменяться в зависимости от движения подвески и передней оси автомобиля. благодаря шарнирам осуществляется плавный и непрерывный переход крутящего момента от одного вала к другому с минимальными потерями.

Кардан является надежным и эффективным механизмом передачи мощности, который применяется во многих типах автомобилей. Он позволяет достичь эффективности и точности передачи крутящего момента при перемещении между вращающимися валами.

Однако, карданный вал может вызывать некоторые вибрации и шум при работе автомобиля. Чтобы уменьшить эти нежелательные эффекты, может быть использован дополнительный компонент — блокировка валов, которая помогает компенсировать разность углов наклона валов.

Преобразование угловых скоростей

Процесс преобразования угловых скоростей включает в себя две основные операции — умножение и деление угловых скоростей на косинус угла, образованного между осями. Причем, углы измеряются в радианах.

Применение преобразования угловых скоростей позволяет корректно передавать энергию от одного карданного вала к другому, даже при работе с элементами, имеющими разную ориентацию осей. Это позволяет обеспечивать плавную и эффективную работу всего механизма в целом.

Передача крутящего момента

Основными компонентами кардана являются:

Валы. Карданный вал — основной элемент кардана, который передает крутящий момент от двигателя к приводным осям. Он состоит из нескольких секций, соединенных шарнирами. Вальцы карданного вала обеспечивают передачу вращения от одной секции к другой.
Карданные шарниры. Карданный шарнир — это соединительный элемент карданного вала, который обеспечивает его гибкость и позволяет компенсировать изменения угла между валами. Шарниры имеют шаровидную форму с внутренней полостью, в которой находится шарик, обеспечивающий гибкость валов.
Подпорная втулка. Подпорная втулка — это приспособление, которое фиксирует карданный вал относительно оси вращения. Она устанавливается на вал и позволяет предотвратить его боковое смещение, обеспечивая стабильную работу карданного механизма.
Крестовина. Крестовина — это элемент карданного вала, который соединяет его с приводными осями автомобиля. Она имеет форму креста с отверстиями, через которые проходят приводные валы. Крестовина обеспечивает передачу крутящего момента от карданного вала к приводным осям.

Принцип работы кардана основан на передаче вращения от двигателя к колесам автомобиля. Когда двигатель вращается, он передает крутящий момент на карданный вал через трансмиссию. Вальцы карданного вала переносят вращение от одной секции к другой, а карданные шарниры позволяют компенсировать изменения угла между валами.

Вращение карданного вала передается на приводные оси через крестовину, которая соединяет их. Крестовина обеспечивает надежную передачу крутящего момента без смещения осей. Таким образом, кардан позволяет эффективно передавать крутящий момент от двигателя к приводным осям автомобиля, обеспечивая его движение.

Важно отметить, что регулярная проверка и обслуживание карданного вала являются важными мерами по поддержанию его надежной работы. Различные компоненты кардана подвержены износу, поэтому регулярная замена и смазка необходимы для обеспечения длительного срока службы и безопасности автомобиля.

Смягчение вибраций и перегрузок

Один из таких компонентов – шлицевой соединитель, который позволяет гибко передавать вращательное движение между сегментами вала. Шлицевое соединение может вращаться в любом направлении, а также компенсировать некоторые вибрации и перегрузки, что делает его особенно полезным при езде по неровным дорогам или при резком разгоне. Кроме того, шлицевой соединитель обеспечивает гибкость карданного вала, что позволяет ему адаптироваться к изменениям угла между двигателем и задним мостом.

Другим важным компонентом карданного вала является крестовина. Крестовина представляет собой крестообразную структуру, на каждом конце которой установлены шарниры. Когда вал вращается, крестовина позволяет передавать вращательное движение между шлангами, одновременно смягчая вибрации и перегрузки. Крестовина также помогает обеспечить угловую компенсацию вала, так как шарниры позволяют крестовине свободно двигаться в разных направлениях.

Таким образом, с помощью шлицевого соединителя и крестовины карданный вал выполняет функцию смягчения вибраций и перегрузок. Благодаря гибкости и компенсации угловых изменений, карданный вал позволяет повысить комфорт и надежность передачи вращательного движения от двигателя к заднему мосту автомобиля.

Основные компоненты карданного вала
Компонент	Описание
Шлицевой соединитель	Обеспечивает гибкую передачу вращательного движения, компенсацию вибраций и перегрузок
Крестовина	Позволяет передавать вращательное движение между шлангами, смягчая вибрации и перегрузки, компенсируя угловые изменения

Видео:ИСТОРИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ карданного вала. Принцип работы и разновидностиСкачать

Преимущества и недостатки

Преимущества кардана:

Высокая прочность и долговечность. Карданный вал изготавливается из металла и способен выдерживать высокие нагрузки и вибрации.
Отсутствие трения. Подшипники кардана снижают трение и обеспечивают плавный и бесшумный ход системы.
Универсальность. Карданное соединение позволяет передавать вращение под разными углами, что делает его подходящим для использования в различных трансмиссиях.
Простота обслуживания. Карданный вал не требует сложного технического обслуживания и регулярной замены деталей.

Недостатки кардана:

Угловые исключения. При больших углах исключения кардан может приводить к пульсациям и вибрациям, а также износу и повреждениям компонентов.
Высокие требования к сборке. Корректная установка и сборка кардана требует определенного опыта и навыков.
Снижение эффективности передачи мощности. Карданный вал обладает некоторыми потерями мощности из-за трения и изгибов.
Возможность попадания грязи и влаги. Карданное соединение не имеет защиты от внешних воздействий, что может приводить к преждевременному износу и поломкам.