 |
|
 |  |
|
|
| |
 | Aeronautica | Comunicatii | Constructii | Electronica | Navigatie | Pompieri |
| Tehnica mecanica |
Transmisa cardanica are rolul de a transmite un moment, fara amplificare, intre diferite organe ale automobilului, a caror pozitie relativa este, in general, variabila. Transmisiile cardanice se compun dintr-un ansamblu de organe (articulatii, arbori, cuplaje de compensare, amortizoare, suporturi intermediare etc.), care constituie o unitate functionala independenta.
La constructiile de automobile, transmisiile cardanice se folosesc ca transmisii de forta, pentru a transmite momentul motor intre diferite ansambluri ale transmisiei si ca transmisii de comanda (la sistemul de directie etc.). in cazul cand se folosesc ca transmisii de forta, transmit momentul motor astfel: de la ambreiaj la cutia de viteze, atunci cand cutia de viteze este asezata pe cadrul automobilului, separat de motor; de la cutia de viteze la reductorul-distribuitor, cand acestea sunt montate separat pe cadrul automobilului; de la cutia de viteze sau reductorul-distribuitor la transmisia principala; de la diferential la roti in cazul automobilelor cu suspensie independenta a rotilor motoare; de la diferential la rotile de directie si motoare.
Conditiile principale impuse transmisiilor cardanice sunt urmatoarele: sa asigure sincronismul miscarii transmise; sa realizeze compensarile axiale si unghiulare necesare; sa realizeze amortizarea vibratiilor; sa atenueze solicitarile dinamice; sa asigure unghiurile necesare intre axele arborilor; sa aiba o durabilitate mare si un randament cat mai ridicat; constructia sa fie simpla si economica; montarea si demontarea, sa fie usoare; intretinerea sa fie simpla; ansamblul transmisiei sa fie echilibrat dinamic; tehnologia de executie sa fie simpla.
Clasificarea transmisiilor cardanice se poate face in functie de: destinatie, legea de transmitere a miscarii, modul de constructie. Dupa destinatie, pot fi: transmisii de forta si transmisii de comanda. In functie de legea de transmitere a miscarii, pot fi: transmisii asincrone si transmisii sincrone. Din punctul de vedere constructiv, transmisiile cardanice pot fi: rigide sau elastice, cu lungime, arborilor variabila sau constanta; cu configuratie plana sau spatiala, cu pozitia relativa a arborilor invariabila sau variabila; bicardanice ,tricardanice, tetracardanice etc.
Transmisia longitudinala are rolul de a transmite momentul motor de la cutia de viteze la transmisia principala in cazul automobilelor organizate dupa solutia clasica, precum si de la cutia de viteze la reductorul-distribuitor si de la acesta la puntile motoare, si intre punti, in cazul automobilelor cu mai multe punti motoare. Rezulta, deci, ca transmisia longitudinala asigura transmiterea momentului motor intre diferite ansambluri ale transmisiei automobilului, a caror pozitie relativa este, in general, variabila.
Cutia de viteze 5 (fig.1.1) este montata pe cadrul 6, iar transmisia principala impreuna cu puntea motoare este legata de cadru prin intermediul arcurilor 7. In acelasi timp, axa geometrica a arborelui secundar 4 al cutiei de viteze este asezata sub un anumit unghi in raport cu axa geometrica a arborelui conductor 8 al transmisiei principale, unghi care variaza in timpul deplasarii automobilului, deoarece variaza distanta dintre cei doi arbori in functie de sarcina utila, rigiditatea suspensiei si denivelarile drumului. De aceea, pentru a transmite momentul motor de la un arbore la altul, care au axele geometrice, dispuse sub un unghi variabil y, se foloseste transmisia longitudinala compusa din articulatiile cardanice l si 2, arborele longitudinal 3 si cuplajul de compensare axiala 9.
Clasificarea transmisiilor longitudinale se poate face dupa mai multe criterii:
dupa legea de transmitere a miscarii, transmisiile longitudinale pot fi: asincrone si sincrone. La transmisiile asincrone, raportul de transmitere este o marime periodica, avand valoarea medie egala cu unu; la cele sincrone, raportul de transmitere este constant si egal cu unu;
din punct de vedere constructiv, transmisiile longitudinale pot fi: deschise sau inchise, transmisiile longitudinale inchise sunt dispuse intr-un tub central;
dupa numarul de articulatii cardanice, se deosebesc transmisii monocardanice, bicardanice, tricardanice etc.
In figura 1.2 se prezinta schemele
diverselor transmisii longitudinale utilizate
la automobilele 4X2. Solutia cu tub central (fig.1.2 a) utilizeaza o singura articulatie
cardanica. Transmiterea fortelor si a momentelor de la rotile motoare la cadrul
automobilului se face prin intermediul tubului central (trompei cardanice) 4, in interiorul
Fig.1.1
Compunerea transmisiei longitudinale
caruia se afla 'arborele longitudinal 2. in cazul transmisiei longitudinale deschise, sunt utilizate doua,
articulatii cardanice 1 (fig.1.2
b) montate la capatul arborelui longitudinal. Deoarece, in timpul
deplasarii automobilului, distanta
dintre cele doua articulatii
cardanice este variabila, transmisia longitudinala este
prevazuta cu un cuplaj de compensare
axiala 5. in cazul automobilelor
cu ampatament mare, pentru a mari
rigiditatea arborelui longitudinal si pentru a-i micsora tendinta de
vibrare, transmisia
longitudinala este prevazuta
cu un arbore principal 2 si unul
sau doi arbori intermediari 3 (fig.1.2
c si d), care au un suport
intermediar 6, fixat pe cadrul
automobilului.
Fig.1.2 Scheme de transmisii longitudinale, utilitate la automobilele 4X2.
In figura 1.3 se reprezinta schema transmisiei longitudinale utilizata la automobilele 4X4; in figura 1.4 schema de transmisii longitudinale utilizate la automobilele 6X4, iar in figura 1.5 scheme de transmisii longitudinale utilizate la automobilele 6X6.
In figura 1.6., a este reprezentata schema unei articulatii cardanice la care arborele 1 este conducator, iar arborele 2 condus si formeaza cu primul unghiul y - in timpul rotatiei, punctele AA' ale furcii arborelui 1 descriu cercul 3, care se gaseste intr-un plan perpendicular pe arborele 1.
Punctele BB' ale furcii arborelui condus descriu cercul 4, care se gaseste intr-un plan ce face unghiul y cu planul cercului 3. Baca se considera ca arborele 1 se roteste pana cand punctul A ajunge in A1 , in acelasi timp punctul B va ajunge in B1.
Intre deplasarile unghiulare ale celor
doi arbori exista urmatoarea
relatie:
tg a=tg β cos γ, (1.1)
in care: a este deplasarea unghiulara a arborelui conducator; β deplasarea unghiulara a arborelui condus; γ - unghiul dintre cei doi arbori.
Fig.1.6. Schema de functionare a articulatiei cardanice rigide si variatia decalajului unghiular dintre furci in functie de unghiul de rotire al furcii conducatoare.
Din relatia (1.1) rezulta ca, la o rotire uniforma a arborelui conducator 1, arborele condus 2 se roteste neuniform si aceasta neuniformitate este cu atat mai mare, cu cat unghiul y dintre cei doi arbori este mai mare.
Asincronismul miscarii furcilor articulatiei cardanice poate fi apreciat prin deplasarea unghiulara relativa a furcilor α-β (decalajul unghiular). In figura 1.6, b este reprezentata dependenta decalajului unghiular (α-β) in functie de unghiul a pentru diferite valori ale unghiului y. Din figura rezulta ca, la o rotatie completa a arborelui conducator (α=0 360°), arborele condus ramane in urma de doua ori si intrece tot de doua ori arborele conducator. De asemenea, asincronismul miscarii este cu atat mai mare cu cat unghiul Y dintre cei doi arbori este mai mare.
Legatura dintre vitezele unghiulare ω1 si ω2 ale celor doi arbori se poate obtine prin diferentierea relatiei (1.1), considerand unghiul y constant:
(1.2)
Prin impartirea ambelor parti ale ecuatiei cu dt si tinand seama ca dα/dt=ω1 iar dβ/dt=ω2, rezulta:
(1.3)
Daca se considera relatia trigonometrica cos2 a=l/(l+tg2 α) in care se inlocuieste din relatia (1) tg ω= tg α/cos y, rezulta dupa transformari:
(1.4)
Inlocuind in relatia (1.3) pe cos2β dat de relatia (1.4) si tinand seama ca tg2 α cos2 α=sin2 α, se obtine:
(1.5)
Valoarea maxima a raportului ω2/ω1 se obtine pentru α=0, π,2π rezultand :
(1.6)
Raportul ω2/ω1 are valoarea minima, pentru α=π/2,3π/2 rezultand:
(1.7)
Limita maxima si limita minima a raportului ω2/ω1 sunt cu atat mai apropiate una de alta, cu cat unghiul y dintre cei doi arbori este mai mic.
Dependenta dintre diferenta vitezelor unghiulare
ω1-ω2 si viteza unghiulara ω1
a arborelui conducator se
obtine pornind de la relatia
(1.5). (prin schimbarea semnului
ambelor parti, carora
li se adauga apoi o unitate), rezultand:
(1.8)
In figura 1.7 se reprezinta grafic
relatia (1.8), din care
rezulta ca si viteza unghiulara a arborelui condus in timpul unei rotatii
ramane in urma de
doua ori si intrece tot de doua ori viteza unghiulara a arborelui
conducator.
Fig. 1.7. Variatia decalajului vitezelor unghiulare ale articulatiei cardanice rigide.
Pentru a inlatura dezavantajul articulatiei cardanice, transmisiile longitudinale cele mai raspandite la automobile utilizeaza doua articulatii 4 si 5, asezate la extremitatile arborelui longitudinali (fig.1.8).La o deplasare unghiulara a arborelui conducator 1, arborelui longitudinal 2 ii va corespunde deplasarea unghiulara φ1 iar relatia dintre ele este:
tg α=tg φ1 cosγ1 (1.9)
De la arborele longitudinal 2, miscarea se transmite, prin articulatia cardanica de la celalalt capat, arborelui condus 3. Daca q>i este deplasarea unghiulara a arborelui 2 si l a arborelui 3, atunci se poate scrie:
tg α=tgφ1cosγ1 (1.10)
Daca se inlocuieste tg φ1 din relatia (1.10) in relatia (1.9), rezulta:
(1.11)
Din relatia (1.11) rezulta ca transmisia bicardanica devine sincrona daca γ1=γ2 . In cazul in care unghiul γ1 este diferit de unghiul γ2 ,decalajul unghiular α-β dintre arborii 1 si 3 variaza in functie de unghiurile de inclinare dintre arborele longitudinal si arborele conducator si condus, conform figurii 1.9, a. Din figura rezulta ca decalajul unghiular (α-β) este maxim pentru γ2=0 si are valoarea zero cand γ1=γ2.
Fig.8. Schema cinematica a transmisiei longitudinale bicardanice.
Trebuie subliniat faptul ca, si in cazul in care γ1=γ2 arborele longitudinal 3 se va roti cu o viteza unghiulara variabila, daca furcile 4 si 5, montate la extremitatile arborelui longitudinal, nu sant in acelasi plan ci fac intre ele un unghi φ. In figura 1.9, b este reprezentata variatia decalajului unghiular (α-β) in functie de unghiul de rotatie a al arborelui conducator pentru diferite unghiuri de decalare φ ale furcilor, cand γ1=γ2
Din cele de mai sus rezulta ca sincronismul transmisiei longitudinale bicardanice se obtine daca sunt indeplinite conditiile: unghiurile γ1 si γ2 pe care le face arborele longitudinal cu arborele conducator si condus sunt egale; furcile montate la extremitatile arborelui longitudinal sunt in acelasi plan; axele furcilor arborelui conducator si condus sunt coplanare.
In practica, transmisia longitudinala bicardanica se intalneste fie in varianta Z - cea mai utilizata (fig.1.10, a), fie in varianta M (fig.1.10, b).
Fig.1.10. Transmisii longitudinale bicardanice:
1 - arbore conducator; 2 - arbore condus; 3 - arbore longitudinal; Y1 si Y2 - unghiurile dintre axele arborilor.
Copyright © 2024 - Toate drepturile rezervate
