Специальные конструкции карданного вала

Для экономии материала фирма «Кляйн» накатывает требуемый для компенсации изменения длины карданной передачи шлицевой профиль непосредственно на наружной и внутренней трубах (рис. 2.96). Фирма «Фольксваген» на автомобиле «Пассат вариант синхро» 1984 г. выпуска предусматривает шарниры равных угловых скоростей с осевой подвижностью на обоих концах карданного вала, а на промежуточной опоре, по соображениям стабильности, применяется карданный шарнир.

Для улучшения распределения нагрузок по осям коробка передач может быть отделена от двигателя и помещена перед главной передачей или за ней. Тогда оба этих агрегата объединяются в единый блок. В таких случаях карданный вал нагружается только крутящим моментом двигателя, но момент инерции вала должен быть чрезвычайно малым, чтобы не оказывать сопротивления быстрому угловому ускорению. Для этого можно применять трубу из алюминиевого сплава (рис. 2.99), в расширенных концах которой установлены нагружаемые на сдвиг резиновые муфты. Привулканизированные внутренние втулки имеют мелкошлицевой профиль, а стальные наружные оболочки — продольные канавки, в которые вдавлена указанная алюминиевая труба.

Карданный шарнир является, пожалуй, самой экономичной конструкцией, способной под углом передавать крутящий момент на автомобилях классической компоновки и полноприводных. Он располагается по концам продольных валов практически всех грузовых автомобилей. На легковых же автомобилях для обеспечения требуемой плавности трансмиссии карданные шарниры применяются за редким исключением только в сочетании с упругими дисковыми муфтами и высокоскоростными подвижными шарнирами. Карданный шарнир состоит из штампованной крестовины 5 и вилок 1 и 7 (рис. 2.100). Корпус 6 каждого подшипника фиксируется стопорным кольцом 2. Внутренние уплотнения плотно прилегают к крестовине. Торцы шипов крестовины опираются на армированные стекловолокном пластмассовые шайбы 4 со спиральными канавками. Прессмасленка 8 требуется для заполнения смазкой полостей 3 на случай большого нагружения. Вилки и 7 изготавливаются из улучшенной стали 34Cr4V с σв = 800/950 МПа, а крестовина — из стали 25 МоСг4 с поверхностной твердостью HRC62±2 и глубиной закалки около 1,2 мм.

Корпус 6 игольчатого подшипника перемещается относительно шипа крестовины 5 на величину, которая зависит от угла в шарнире. К тому же при повышенных скоростях движения карданный вал вращается с большой скоростью, что обусловливает соответствующий центробежный эффект. По этим причинам нетрудно сделать для легковых и дорожных грузовых автомобилей подшипники, не требующие обслуживания. На 2.101 и 2.102 показаны две такие конструкции фирмы SKF.

Рис. 2.96. Карданный вал облегченной конструкции, изготовляемый из стали фирмой «Кляйн



Рис. 2.99. Карданный вал мод. 343/360 фирмы «Вольво». На этих автомобилях автоматическая коробка передач, называемая «Вариоматик», размещена сзади и образует единый блок с главной передачей. Труба карданного вала выполнена из алюминиевого сплава. 1—алюминиевая труба; 2—резиновая муфта



Рис. 2.100. Смазываемый карданный шарнир фирмы ГВБ для грузовых автомобилей



Рис. 2.101. Подшипник крестовины, не требующий обслуживания, выпускаемый фирмой СКФ для установки на грузовых автомобилях. Уплотнительная манжета 4 имеет двойную кромку и привулканизированное кольцо 2 U-образного сечения, с помощью которого она закреплена в корпусе 8 игольчатого подшипника. Во внутреннюю полость U-образного сечения входят лапки 5 внешнего уплотнения 3, которое выполнено из полиуретана и прижимается крестовиной снаружи к корпусу 8 подшипника. При относительных перемещениях этих деталей лапки скользят по U-образному кольцу, а само уплотнение 3 — снаружи по корпусу 8. Диафрагменная пружина 1 прижимает иголки 6 к пластмассовой шайбе 7, армированной стекловолокном и имеющей спиральную канавку. Эта шайба служит одновременно для удержания смазочного материала. С ней контактирует также торец шипа крестовины



Рис. 2.102. Подшипник крестовины кардана производства фирмы СКФ для легковых автомобилей с корпусом, получаемым без снятия стружки. Донышко, с которым контактирует торец шипа крестовины, имеет «вафельную» сетку, котора я смягчает толчки и одновременно служит для удержания смазочного материала. Иголки прижимаются к донышку внешним уплотнением