2 Расчет карданной передачи с шарнирами равных угловых скоростей

Расчетная схема шарикового шарнира равных угловых скоростей (синхронного) приведена на рисунке 2.3.

Максимальный момент по сцеплению , Нм, передаваемый шарниром, определяют по формуле

, (1.19)

где – вес, приходящийся на колесо, Н;  – максимальный коэффициент сцепления.

Рисунок 2.3 – Расчетная схема шарикового карданного шарнира равных угловых скоростей:

1 – шарик; 2 – наружная обойма; 3 – сепаратор; 4 – внутренняя обойма

Максимальный коэффициент сцепления при расчете синхронных карданных шарниров принимается –  = 1,0 [3].

По рассчитанному крутящему моменту из таблицы 2.4 [5] выбирают диаметр шарика шарнира равных угловых скоростей, а также наружный диаметр вала.

Для обеспечения необходимой плавности работы и равномерного распределения нагрузки число шариков в шариковом карданном шарнире с делительным механизмом должно быть четным, поэтому на практике устанавливают четыре (шесть) шариков, равномерно распределенных по окружности.

Допустимое окружное усилие , Па, рассчитывают по формуле

, (1.20)

где Р – окружная сила, действующая на шарик, Н.

Окружную силу Р, Н, действующую на шарик, определяют по формуле

, (1.21)

где R – радиус расположения шариков, м.

Таблица 2.4 – Параметры карданных шарниров равных угловых скоростей

Параметр	Значение
Расчетный крутящий момент, кН·м	1,37	2,20	4,50	7,75
Диаметр шарика, мм	25,32 (25,50)	29,50	40,0	42,86
Максимальный диаметр вращения шарнира, мм	98	109	142	156
Расстояние между наружными торцами, мм	96	109	134	144
Наружный диаметр вала, мм	32,0	35,0	44,5	50,0
Нагрузка на передний мост не более, кН	10,0	15,0	27,5	30,0

Размеры внутренней обоймы должны обеспечить надежную связь с ведущим валом, и это предопределяет радиус расположения шариков. Соотношение между радиусом расположения шариков и их диаметрами для обеспечения заданного срока службы рекомендуют [3] определять по эмпирической зависимости:

.

Угол между осями валов   = 35  40.

Карданный вал в приводе передних колес – цельнолитой. Поэтому рассчитывают его только по углу закручивания по формуле (1.6), при этом полярный момент инерции для сплошного сечения определяют по формуле

. (1.22)

Длину карданного вала можно принять равной половине колеи передних колес.

При выборе основных параметров элементов карданных передач сцеплений могут быть использованы данные таблицы 2.5 5.

Таблица 2.5 – Основные размеры элементов карданных передач

Автомобиль	Соединяемые агрегаты	, Н·м	, мм	, мм	, мм	Типоразмер шарнира
ВАЗ-2101	КП – ПО ПО – ЗМ	324 324	66	2,0	606 785	– I
"Москвич-2140"	КП – ЗМ	386	71	1,8	1164	II
ГАЗ-24	КП – ЗМ	540	69	2,5	1208	III
ГАЗ-53А	КП – ПО ПО – ЗМ	1842 1842	71	2,1	1240 1295	IV
ЗИЛ-130	КП – ПО ПО – ЗМ	2960 2960	71	3,0	711 1425	V
КамАЗ-5320	КП – ПрМ ПрМ – ЗМ	4930 2465	82 71	3,5 3,0	862 517	VI V
МАЗ-5335	КП – ЗМ	3740	82	3,5	1704	VI
КрАЗ-255Б1	РК – ПО ПО – ЗМ РК – ПМ	3064 3064 2348	82	3,5	1168 863 1083	VII

Примечание: КП – коробка передач; ПО – промежуточная опора; РК – раздаточная коробка; ПрМ – промежуточный мост; ЗМ – задний мост; ПМ – передний мост.