memoriu tehnic CCA2 Transmisie cardanica

12
1. Memoriu tehnic 1.1. Rol, cerinte impuse si clasificarea transmisiilor cardanice Transmisia cardanica are rolul de a transmite momentul de la un arbore la altul in timpul deplasarii automobilului. La constructiile actuale, transmisia cardanica se foloseste pentru a transmite momentul de torsiune in urmatoarele cazuri: 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 cutia de distributie sau la cutia de viteze suplimentara, cand aceastea sunt asezate separat pe cadrul automobilului; de la cutia de viteze sau cutia de distributie la reductoarele centrale ale puntii motoare; de la arborii planetari la roti in cazul automobilelor cu suspensie independenta. Rezulta deci ca transmisia longitudinala asigura transmiterea momentului motor intre diferite organe ale transmisiei automobilului, a caror pozitie relative este, in general, variabila. Schimbatorul de viteze este montat pe cadru, iar transmisia principala in puntea spate, suspendata de cadru prin intermediul unor arcuri. Axa geometrica a arborelui secundar al schimbatorului de viteze este asezata sub un anumit unghi in raport cu axa geometrica a arborelui conducator al transmisiei principale, unghi care variaza in timpul deplasarii autovehiculului. De aceea pentru a transmite momentul motor de la un arbore la altul care au axele geometrice dispuse sub un unghi variabil se foloseste transmisia longitudinala compusa din articulatii cardanice, arbori longitudinali, cuplaje de compensare si paliere intermediare. Trebuie mentionat ca transmisia longitudinala transmite momentul motor fara sa-l modifice (randamentul transmisiei longitudinale fiind foarte mare, la proiectare nu se tine seama de pierderile acestei transmisii). Cerintele principale impuse transmisiilor cardanice sunt urmatoarele:

description

memoriu thenic CCA2 transmisie cardanica

Transcript of memoriu tehnic CCA2 Transmisie cardanica

1. Memoriu tehnic1.1. Rol, cerinte impuse si clasificarea transmisiilor cardaniceTransmisia cardanica are rolul de a transmite momentul de la un arbore la altul in timpul deplasarii automobilului. La constructiile actuale, transmisia cardanica se foloseste pentru a transmite momentul de torsiune in urmatoarele cazuri: 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 cutia de distributie sau la cutia de viteze suplimentara, cand aceastea sunt asezate separat pe cadrul automobilului; de la cutia de viteze sau cutia de distributie la reductoarele centrale ale puntii motoare; de la arborii planetari la roti in cazul automobilelor cu suspensie independenta.Rezulta deci ca transmisia longitudinala asigura transmiterea momentului motor intre diferite organe ale transmisiei automobilului, a caror pozitie relative este, in general, variabila. Schimbatorul de viteze este montat pe cadru, iar transmisia principala in puntea spate, suspendata de cadru prin intermediul unor arcuri. Axa geometrica a arborelui secundar al schimbatorului de viteze este asezata sub un anumit unghi in raport cu axa geometrica a arborelui conducator al transmisiei principale, unghi care variaza in timpul deplasarii autovehiculului. De aceea pentru a transmite momentul motor de la un arbore la altul care au axele geometrice dispuse sub un unghi variabil se foloseste transmisia longitudinala compusa din articulatii cardanice, arbori longitudinali, cuplaje de compensare si paliere intermediare. Trebuie mentionat ca transmisia longitudinala transmite momentul motor fara sa-l modifice (randamentul transmisiei longitudinale fiind foarte mare, la proiectare nu se tine seama de pierderile acestei transmisii).Cerintele principale impuse transmisiilor cardanice sunt urmatoarele: sa asigure o uniformiatate maxima a rotirii arborilor cuplati sa asigure sincronismul miscarii arborilor cuplati sa functioneze cu un randament ridicat sa asigure compensarile axiale si unghiulare necesare sa fie echilibrate dinamic pentru a nu rezulta solicitari suplimentare sa nu atinga in exploatare turatia critica corespunzatoare regimului de rezonanta sa asigure amortizarea vibratiilor sa prezinta siguranta in functionare uzura suprafetelor in frecare sa fie minima pierderile de frecare sa fie cat mai mici sa permita montarea si demontarea usoara a pieselor componente ungerea in puncte usor accesibile

Clasificarea transmisiilor longitudinale poate fi facuta dupa mai multe criterii: dupa legea de transmitere a miscarii sunt transmisii longitudinale asincrone si sincrone. La transmisiile asincrone raportul de transmitere este o marime periodica cu valoare medie egala cu 1; la cele sincrone raportul de transmitere este constant si egal cu 1. dupa modul de constructie transmisiile longitudinale pot fi inchise sau deschise. Transmisiile longitudinale se numesc inchise daca sunt dispuse intr-un tub cardanic sau intr-un carter. In celalalte cazuri se numesc deschise. dupa numarul articulatiilor cardanice se disting transmisii monocardanice, bicardanice, tricardanice etc.In figura 4.2 se prezinta schemele diverselor transmisii longitudinale utilizate la automobile 4X2. Solutia cu tub central (fig. 4.2 a) utilizeaza o singura articulatie cardanica. Transmiterea fortelor si a momentelor de la rotile motoare la cadrul automobilului se face prin intermediul tubului central (trompa cardanica) 4, in interiorul caruia se afla arborele longitudinal 2. In cazul transmisiei cardanice deschise sunt utilizate doua articulatii cardanice 1 (fig. 4.2 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-i mari rigiditatea arborelui longitdinal si pentru a-i micsora tendita de vibrare, transmisia longitudinala este prevazuta cu un arbore principal 2 s unul sau doi arbori intermediari (fig. 4.2 c si d) care au un suport intermediar 6 fixat pe cadrul automobilului.

1.2. Constructia transmisiei cardanice1.2.1. Constructia articulatiilor cardaniceArticulatiile cardanice sunt mecanisme care servesc la transmiterea miscarii de rotatie intre doi arbori concurenti cu unghiuri intre axe, in general, variabile si al caror raport de transmitere este egal cu 1.Din punct de vedere constructiv si al principiului de functionare, articulatiile cardanice pot fi asincrone sau sincrone. La randul lor, articulatiile cardanice asincrone se impart in in articulatii cardanice rigide si articulatii cardanice elastice. Articulatiile cardanice sincrone pot fi articulatii cardanice duble (obtinute prin dublarea celor asincrone) si articulatii cardanice cu viteze unghiulare egale (homocinematice).La transmisiile longitudinale alre automobilelor se folosesc articulatii cardanice asincrone rigide si elsatice. Articulatiile cardanice homocinematice se folosesc, in general, la rotile de directie ale automobilelor cu punte de directie si motoare.Articulatiile cardanice asincrone rigide pot fi cu lagare cu alunecare sau cu rulementi si permit transmiterea miscarii de roatatie datorita legaturii articulate a elementelor componente.Transmisiile longitudinale ale automobilelor moderne sunt prevazute cu articulatii cardanice asincrone rigide de tip deschis cu rulmenti cu role-ace. Aceste articulatii au o durata mare de functionare si permit, la dimensiuni constructive reduse, transmiterea unor sarcini mari la turatii ridicate.Articulatia cardanica asincrona de tip deschis se compune din furcile 1 si 3 (fig. 4.11 a) asamblate cu crucea 2 prin intermediul rulmentilor cu role-ace 9. Furca 1 este prevazuta in majoritatea cazurilor cu o flansa cu ajutorul careia se asambleaza, prin suruburi, de flansa arborelui secundar al cutiei de viteze sau de flansa arborelui pinionului transmisiei principale. Furca 3 este solidarizata la rotatie cu arborele longitudinal 5 fie prin sudura, fie printr-un butuc canelat care permite modificarea distantei axiale dintre cele doua articulatii cardanice ale arborelui (cuplaj cu compensare axiala). Crucea cardanica este prevazuta cu canale de ungere prin care lubrifiantul de la ungatorul 4 ajunge la rulmenti. Alezajele mari din fusurile crucii servesc la marirea elasticitatii acestora, uniformizand distributia eforturilor pe lungimea fusurilor, si ca rezervor de lubrifiant. Rulmentii cu role-ace sunt compusi dintr-o carcasa 10 in care s egaseste un numar mare de role-ace 9 care ruleaza direct pe fusul crucii. Carcasa rulemntilor este fixata in bratele furcii cu ajutorul capacelor 8 fixate cu suruburile 11 si asigurate cu saibele 7. Garnitura de etansare 6 nu permite scurgerea lubrifiantului din articulatia cardanica si in acelasi timp protejeaza rulemntii contra patrunderii murdariei. Supapa de siguranta 12 mentine presiunea lubrifiantului la o anumita valoare, permitand eliminarea surplusului de lubrifiant si a bulelor de aer in timpul gresarii. La unele tipuri constructive de articulatii cardanice fixarea carcasei rulmentilor in orificiile bratelor furcilor se face cu ajutorul unui inel de siguranta 13 (fig. 4.11 b si c) dispus la unul din capetele carcasei.

In figura 4.12 se prezinta sisteme de etansare cu inel de pasla (fig. 4.12 a) compuse din inelul de etansare 1 din pasla presata, montat in carcasa metalica 2 si din bucsa 3. Suprafata frontala a bucsei este apasata pe inelul de pasla realizand etansarea. In ultimul timp se utilizeaza mult articulatiile cardanice ce folosesc dispozitive de etansare cu mansoane de cauciuc montate pe fusul crucii cu o prestrangere initiala. La sistemul din figura 4.12 b, mansolul de cauciuc 3 este montat sub saiba 4 in carcasa 5, a carei margine exterioara este indoita in degajarea inelului exterior al rulmentului 6. Opritorul de praf 2 este montat prin presare pe protiunea fusului 1 de diametru mai mare. Canalele radiale 7 din manson servesc la eliminarea surplusului de lubrifiant si aerului in timpul gresarii conform traseului indicat de sageti. In cazul in care bratul crucii 1 are o forma tronconica (fig. 4.12 c) etansarea se face ajutorul mansonului de cauciuc 2 montat in carcasa 3. Mansoanele de cauciuc sunt prevazute cu locasuri pentru lubrifiant sub diferite forme (fig. 4.12 d). Locasul din manson se umple cu lubrifiant spre a proteja rulmentul impotriva coroziunii. Mansoanele de etansare se executa din cauciuc sintetic rezistent la temperaturi ridicate (80-90oC) si la actiunea lubrifiantului.Articulatiile cardanice asincrone elastice se monteaza, in general, intre cutia de viteze si reductorul-distribuitor cand acestea sunt montate in cartere diferite pentru compensarea sau eliminarea inexactitatilor montajului si deplasarile dintre acestea (datorita deformatiei cadrului automobilului). Aceste articulatii contribuie si la micsorarea sarcinilor dinamice, la amortizarea vibratiilor si a oscilatiilor de torsiune care apar la transmisia automobilului.

Articulatia cardanica asincrona elastica (fig. 4.13) se compune din furcile 2 si 4 cu trei brate dispuse la 120o unul fata de altul, fixate cu suruburile 6 de discul elastic 3. Deformatiile discului elastic 3 permit transmiterea miscarii de la un arbore la altul sub un unghi de 3-5o. Montarea articulatiei in transmisia automobilului se face prin solidazarea furcii 2 de arborele conducator 1 si montarea culisanta a furcii 4 pe arborele condus 5 pentru compensarea abaterilor axiale. Discul elastic, de obiei, se executa dintr-o textura cauciucata care rezista la o temperatura cuprinsa intre -45 si +60oC.

1.2.2. Constructia arborilor longitudinaliArborii longitudinali fac legatura intre doua articulatii cardanice sau intre articulatia cardanica si unul din ansamblul transmisiei automobilului, anvad rolul de a transmite la distanta momentul de torsiune. Arborii longitudinali sunt formati din partea centrala (arborele propriu-zis) de sectiune circulara si piese de legatura cu articulatiile cardanice sau ansamblul transmisiei.Partea centrala a arborelui longitudinal poate fi tubulara sau plina. Arborii tubulari sunt cei mai utilizati deoarece in comparatie cu arborii cu sectiune plina, au o rigiditate mai mare pentru aceeasi greutate permitand marirea turatiei de functionare. Forma constructiva a arborelui longitudinal depinde de lungimea dintre articulatiile cardanice, de regimul de incarcare si de locul de dispunere in cadrul transmisiei. In figura 4.14 a este prezentata constructia arborelui longitudinal executat dintr-un tub de otel 8 avnad la capatul dinspre cutia de viteze, montat prin presare si consolidat prin sudura un arbore canelat 5 pe care culiseaza furca 2 a articulatiei cardanice 1. La capatul dinspre puntea motoare este montata furca 10 a articulatiei cardanice 12. Montarea furcii 2 pe arborele 5, prin intermediul canelurilor, este necesara pentru a permite variatia distantei dintre axele crucilor cardanice 3 si 11 datorita variatei sagetii suspensiei. Aceasta imbinare poarta denumirea de cuplaj de compensare axiala. Pentru micsorarea frecarii dintre caneluri si a uzurii lor, acestea sunt unse prin intermediul ungatorului 4 montat in butucul furcii 2. Pentru ca unsoarea sa nu iasa din regiunea de ungere, precum si pentru a nu patrunde murdarie, butucul furcii 2 este prevazut la capat cu garnitura de etansare 6.

La alte tipuri constructive, cand arborii cardanici lucreaza in medii cu impuritati, cuplajul de compensare axiala, in afarad e inelul de etansare 1, este protejat de un manson gofrat din cauciuc 2 (fig. 4.14 b). In unele cazuri pentru etansare se utilizeaza un tub telecopic suplimentar 2 (fig. 4.14 c) fixat pe arbore printr-un inel de cauciuc 4. Etansarea suplimentara se obtine prin inelul 3 montat la celalalt capat al tubului metalic 2. Formarea pernelor de aer in timpul deplasarii relative se evita prin orificiul 5.Dupa fabricare, arborele longitudinal, impreuna cu articulatiile cardanice, este supus echilibrarii dinamice. Echilibrarea arborelui se realizeaza cu adaosuri de metal prin sudare prin puncte sub forma placutelor 7 si 9 (fig. 4.14 a). Dupa terminarea echilibrarii se marcheaza pe mansonul furcii alunecatoare 2 si pe arborele canelat 5 cate un reper pentru montare deoarece montarea fucrii 2 in alta pozitie ar putea duce la dezechilibrarea arborelui 8. Pentru a obtine o echilibrare corepsunzatoare a arborilor longitudinali se recomanda efectarea unei echilibrari de verificare la o turatie joasa (600-1000 rot/min) urmata de o verificare la turatia nominala.In cazul in care arborii longitudinali nu permit compensari axiale, lungimea lor este constanta, iar furcile articulatiilor 1 (fig. 4.15) sunt imbinate de arborele propriu-zis 2 prin sudura. Arborele poate avea acelasi diametru pe toata lungimea (fig. 4.15 a) sau un diametru marit in partea centrala (fig. 4.15 b).

In figura 4.16 se prezinta diferite tipuri constructive de arbori longitudinali telescopici. In mod obisnuit, imbinarea dintre un capat al arborelui si butucul furcii corespunzatoare se realizeaza prin caneluri (fig. 4.16 a si b), iar atunci cand lungimea arborelui este mai mare si sunt necesare compensari axiale maxi, acesta seexecuta din doua bucati (o teava si o bucsa canelata) imbinate prin sudura (fig. 4.16 a). Arborele din figura 4.16 c se utilizeaza in cazul transmiterii unor momente de torsiune mari.

1.2.3. Constructia suporturilor intermediareMotorul si reductorul central sunt fixate pe cadrul automobilului prin intermediul unor elemente elastice, deci pot avea fata de acesta deplasari relative. In cazul automobilelor cu distanta mica intre punti, aceste deplasari sunt permise de transmisia bicardanica telescopica. In cazul cand distanta dintre puntile automobilului este mare, utilizarea transmisiei bicardanice necesita arbori lungi, la care, pentru evitarea functionarii in regim de rezonanta, trebuie sa aia un diametru de dimensiuni prea mari. Din acest motiv arborele cardanic se imparte in doi arbori, principal si intermediar, rezultand o transmisie tricardanica cu un suport intermediar. Introducerea arborelui intermediar permite reducerea lungimii arborelui principal, marindu-se rigiditatea si micsorandu-se tendinta aparitiei rezonantei. In general, arborele cardanic se imparte in doua daca lungimea sa depaseste 1.8...2 metri. La transmisiile cardanice ale autoturismelor si autobuzelor, arborele se imparte si din motive de imbunatatire a indicilor de maniabilitate si de utilizare a spatiului interior.In afara rolului principal de rezemare a arborelui cardanic, suprotul intermediar trebuie sa amortizeze si sa izoleze vibratiile care iau nastere in transmisia cardanica si sa permita compensari axiale radiale si unghiulare ale arborilor.Din punct de vedere constructiv, suporturile intermediare utilizate in transmisia cardanica pot fi elastice sau rigide. De asemenea suportii intermediari pot fi cu un singur rulment sau cu doi rulmenti.Suportul intermediar elastic se compune, in principiu dintr-un rulment radial cu bile pe un singur rand, montat in carcasa suportului prin intermediul unui element elastic care prezinta proprietati bune de amortizare si permite compensari unghiulare.Suportul intermediar rigid poate fi simplu sau dublu. Suporturile intermediare simple sunt compuse dintr-un lagar fix cu rulmenti oscilanti cu bile sau cu role, iar cei dubli cu rulmenti conici sau rulmenti radiali-axiali cu bile.