(наприклад, ВАЗ - 21013 - 22 г см; КамАЗ - 5320 - 50 г см; МАЗ - 5 335 - 65 г см). Для балансування до валу приварюють пластини в місцях, які автоматично визначаються балансувальним верстатом. Крім цього перевіряється биття карданного валу в зборі з шарнірами. Допустиме биття встановлюється заводом-виробником (для автомобіля ГАЗ - 3102 воно становить 0,3 мм, МАЗ - 5 335 - 1,5 мм). Деякі заводи передбачають перевірку биття карданного валу без шарнірів.
Слід мати на увазі, що навіть добре врівноважений вал в результаті природного прогину, викликаного власною вагою, при деякій кутової швидкості, званої критичної, втрачає стійкість; його прогин зростає настільки, що можливе руйнування валу.
Нехай в статичному положенні вісь вала зміщена на відстань е від осі обертання, а при кутової швидкості отримує прогин f. Тоді при обертанні карданного валу відцентрова сила
P=m в (e + f 2, (3.1)
де m в - маса валу.
Відцентрова сила врівноважується силою пружності вала
P у=с і f, (3.2)
де з і - згинальна жорсткість.
Тому
m в 2 (e + f)=с і f або f =. (3.3)
Якщо c і m в 2, то f.
Критична кутова швидкість, що викликає нескінченно великою прогин,
кр =, (3.4)
відповідно критична частота обертання валу
n кр=30, (3.5)
де c і=q в l в f (q в - вага вала, віднесений до його довжини; l в - довжина валу).
Прогин валу визначається залежно від прийнятої схеми його навантаження. Будемо вважати карданний вал навантаженої рівномірно балкою на двох опорах з вільними кінцями. Прогин балки
f=5q в l в 4/(384EJ і), (3.6)
де E=2 +5 Мпа - модуль пружності першого роду; J і=/ 64 () - момент інерції поперечного перерізу валу (d н і d вн - відповідно зовнішній і внутрішній діаметр валу).
Маса валу визначається з виразу
m в=() l в, (3.7)
де - щільність матеріалу валу.
Підставивши значення з і і m в, отримаємо вираз для критичної частоти обертання валу за умовами міцності.
n кр=12 4 (3.8)
Максимальна швидкість обертання укороченого колінчастого валу переобладнаного автомобіля на вищій передачі дорівнює
n кард max===7804 об/хв (3.9)
Допускаемая кінематична критична частота обертання повинна бути в 1,5, 2,0 рази вище n кард max
n=7804 2=15608 об/хв (3.10)
за умовами міцності n кр max=20333 об/хв, що більше n=15608 об/хв. Таким чином, за умовами міцності міцність карданного валу знаходиться в межах норми. Скручують навантаження, які сприймає карданний вал, залежать від крутного моменту, що передається валом. крім того будучи елементом багатомасової пружної системи трансмісії, карданний вал бере участь у крутильних і сприймає додатково скручивающие навантаження, які у разі резонансу можуть бути значними, а іноді і руйнують. Правильний підбір елементів трансмісії повинен виключати виникнення резонансних крутильних коливань або передбачати можливість гасіння виникаючих коливань. Крутильні коливання трансмісії, як відомо, гасяться демпфером, розташованим в механізмі зчеплення. Застосування пружних карданних шарнірів (автомобілі ВАЗ) також сприяє поглинанню енергії крутильних коливань і, крім того, в значній мірі знижує скручивающие навантаження в карданної передачі при різкому включенні зчеплення і гальмуванні автомобіля з невимкненим двигуном. Трубчастий вал виготовляють з маловуглецевої сталі (сталь 15, сталь 20), не піддаючи її загартуванню. Товщина стінок зазвичай не перевищує 3,5 мм (для автомобілів ВАЗ - 2 мм; КамАЗ - 3,5 мм).
Напруга крутіння трубчастого валу.
кр =; | Кр |=100 ... 120 Мпа. (4.1)
Приварені до труби шлицованной наконечник і вилку виготовляють з легованих або вуглецевої конструкційної сталі 30, 35Х або 40.
В останні роки починають отримувати деякі застосування трубчасті карданні вали, виготовлені з композиційних матеріалів: склопластиків, вуглепластиків або боропластіков. Щільність композиційних матеріалів приблизно в 4 рази менше щільності сталі, а по міцності вони їй не поступаються. За мабуть, більш широкому поширенню цих матеріалів перешкоджає поки їх висока вартість.
Суцільний карданний ва...
