Глава 9 КАРДАННЫЕ ВАЛЫ

Назначение, схема действия и классификация  карданных передач троллейбуса

Карданная передача применяется для передачи вращающего момента от  одного вала к другому при наличии между валами некоторого постоянного или переменного угла.

В современных троллейбусах тяговые электродвигатели подвешиваются  к раме или к кузову, а редукторы обычно размещаются в картере заднего моста. Ввиду этого при различной нагрузке кузова» а также при колебаниях его в процессе движения троллейбуса наблюдается постоянное перемещение вала якоря тягового электродвигателя по отношению к валу редуктора.

Карданная передача на троллейбусе предназначена для соединения вала якоря тягового электродвигателя с валом редуктора для передачи вращающего момента от первого вала ко второму при изменении положения этих валов относительно Друг друга.

Различают два типа карданов: жесткие карданы, допускающие отклонение осей валов до 35°, и мягкие карданы, или полукарданы, допускающие отклонение осей валов до 3—5°.

Жесткими карданами называют механизмы, которые передают вращающий момент от одного вала к другому посредством шарнирного соединения.

Мягкими карданами называют устройства, передающие вращающий момент от одного вала к другому при помощи упругих элементов за счет их гибкости.

По конструктивным признакам жесткие карданы разделяются на три группы: а) простые карданы с явно выраженными осями вращения; б) шаровые карданы и в) карданы прочих конструкций.

Мягкие карданы подразделяются на: а) карданы с металлическими дисками и б) карданы с дисками из прорезиненной ткани. Эти типы карданных передач в большинстве случаев устанавливаются только для компенсации погрешностей сборки и деформаций рамы, вызывающих смещение осей двух валов.

В современных троллейбусах отечественного производства МТБ-82Д и ЗИУ-5 применяются жесткие карданы. Мягкие карданы применялись лишь на троллейбусах типа Л К и ЯТБ-1.

Наиболее распространенная схема жесткого кардана представлена на рис. 39.

Рис. 39. Схема кардана

Кардан состоит из двух вилок 1 и 2, жестко соединенных с валами 3 и 4, и крестовины 5. При помощи своих четырех шипов крестовина кардана шарнирно связывает обе вилки, соединяя тем самым валы 3 и 4. Шарнирное соединение шипов крестовины с вилками позволяет ей вращаться относительно осей MN и PL, благодаря чему достигается передача вращающего момента от вала 3 к валу 4 как при постоянном, так и при переменном значениях угла между осями этих валов.

Во время движения троллейбуса одновременно с изменением углов между валами якоря тягового электродвигателя и редуктора и происходит изменение расстояния между ними.

Для того чтобы карданные передачи могли нормально работать при меняющемся

расстоянии между центрами карданов, валы снабжаются шлицевыми соединениями, позволяющими в известных пределах свободно изменять их длину. Шлицевые соединения дают также возможность компенсировать неточности монтажа, чем создают удобства при установке карданных передач, не требуя точной подгонки их в продольном направлении.

На рис. 40 приведена схема, иллюстрирующая назначение шлицевого соединения карданного вала для случая, когда тяговые и тормозные усилия передаются на раму через рессоры.

При изменении стрелы прогиба задних рессор ведущий мост и, следовательно, червяк редуктора перемещаются по отношению к раме по дуге окружности радиуса R1 вокруг центра O1 — места крепления переднего конца задней рессоры.

Если бы при этом перемещение заднего кардана происходило по дуге окружности R2 вокруг центра О2 переднего кардана, то длина карданного вала оставалась бы неизменной. В действительности же задний кардан перемещается по дуге окружности радиуса R3 вокруг центра О1.

Ввиду этого при каждом изменении стрелы прогиба рессор задних колес должна изменяться и длина карданного вала.

Постоянное изменение стрелы прогиба рессор при движении троллейбуса вызывает перемещение в осевом направлении шлицевого наконечника карданного вала в шлицевой втулке. Поскольку во время осевых перемещений карданный вал передает определенный вращающий момент, обусловливающий нажатие шлиц втулки на шлицы наконечника, в шлицевом соединении вала возникает сила трения, направленная вдоль его оси. Величину осевого усилия Т, действующего на механизмы карданной передачи, а также на подшипники тягового электродвигателя и редуктора, можно определить на основании следующих соображений.

Окружная сила, действующая на шлицевое соединение,

Сила Т при неблагоприятных условиях может достигать значительной величины (до 6000 н) и поэтому должна учитываться при расчете подшипника карданов, тягового электродвигателя и редуктора.