| TieuBao | Ngày: Thứ 5, 11-Aug-11, 14:29:14 | Bài viết # 1 |
Nhóm: Administrator
Số bài viết: 3090
Khen thưởng: 3
Được cảm ơn: 10001
Trạng thái: Offline
| Khớp nối cacđăng
Khớp nối cacđăng còn được gọi là khớp nối chữ U là mội khớp nối móc vòng có khả năng truyền lực xuyên qua một góc. Một khớp nối cacđăng đơn giản được sản xuất có hai nạng chữ Y hoặc hai khớp tự động được nối bởi một bộ phận hình chữ thập. Các bạn đạn trên mỗi bộ chữ thập cho phép nạn quay tự do quay trong một góc giới hạn.
Hình 6-11. Khớp nối chữ thập:
1- Lực vào; 2- Nạng chủ động; 3- Chốt chũ thập; 4- Nạng bi động;
5- Lực ra; 6- Nắp bạc đạn; 7- Lực quay qua một góc.
Ngày nay trục chủ động dùng hai hay nhiều khớp nối chữ U. Một phần lớn chỉ dùng hai. Những khớp nối cacđăng tăng cường đôi khi cũng cần ở trục chủ động rất dài.
Có ba loại chính của khớp nối cacđăng trục chủ động trên động cơ: chữ thập và trục lăn bi, ngỗng trục và cacđăng kép (tốc độ không đổi).
a) b) c)
Hình 6-12
a) Chữ thập và trục lăn bi; b) Ngỗng trục; c) Cacđăng kép.
1- Chốt chữ thập; 2- Bạc đạn kim; 3- Chén bi; 4- Chổ bơm mỡ.
Chức năng của khớp nối cacđăng là hấp thụ sự thay đổi góc độ gây ra bởi sự thay đổi vị trí tướng đối của bộ vi sai so với hộp số. Như vậy lực truyền từ hộp số đến bộ vi sai êm hơn. Vì các nguyên nhân trên nó phải thoả mãn các yêu cầu sau:
§ Phải truyền lực mà không làm thay đổi vận tốc góc thậm chí khi góc trục cacđăng so với hộp số và bộ vi sai là lớn.
§ Phải truyền lực êm và không gây ồn.
§ Phải cấu tạo đơn giản và ít xảy ra sự cố.
Khớp cacđăng gồm: Khớp chữ thập, khớp nối mềm, khớp vận tốc không đổi.
4.1. Khớp chữ thập
Gồm 2 loại: Kiểu lắp vòng bi cứng và kiểu lắp vòng bi mềm.
Khớp chữ thập thường được sử dụng vì nó có cấu tạo đơn giản và chức năng chính xác. Nó có hai nạng, một nạng được hàn với trục cacđăng và nạng khác gắn liền với bích nối hoặc khớp trượt, còn trục chữ thập (trục bi chữ thập) được lắp vào giữa chúng qua các vòng bi. Trục chữ thập được rèn từ loại thép cacbon đặt biệt và có 4 cổ trục được biến cứng bề mặt có độ bền cao và chống mòn.
Vòng bi đũa kim được lắp vào trong nắp vòng bi, nắp vòng bi được lắp ép vào lỗ trên nạng để giảm đến mức tối thiểu sự cản trở khi hoặt động giữa các cổ trục và nạng.
Để ngăn cản vòng bi nhảy ra ngoài khi trục cacđăng quay ở tốc độ cao, hoặc là vòng hãm, hoặc là tấm hãm được dùng để xiết chặt nắp vòng bi trong nắp vòng bi kiểu cứng. Đối với nắp vòng bi kiểu mềm, thì nắp vòng bi được xẽ rãnh.
Vì vậy nắp vòng bi kiểu mềm không thể tháo ra được.
Hình 6-13. Khớp cacđăng loại lắp ổ bi mỏng (không thể tháo rời).
Hình 6-14. Khớp cacđăng loại nắp ổ bi cứng (có thể tháo rời).
4.1.1. Cacđăng khác tốc
Quan hệ động học
Kết cấu của một khớp cacđăng đơn có trục chữ thập.
Hình 6-15. Cấu tạo và nguyên lý của khớp cacđăng có trục chữ thập:
a- cấu tạo; b- sơ đồ nguyên lý.
a. Cấu tạo
Trục chủ động 1 có đầu nạng hình chữ U. Đầu nạng có hai lỗ trục lắp với hai đầu, trục chữ thập thông qua hai ổ. Trục bị động 2 cũng có đầu nạng và lắp với hai đầu trục còn lại của trục chữ thập.
b. Quan hệ động học
- 2 =wNếu hai trục đồng tâm thì tốc độ quay của chúng như nhau ( 1).w
- ) thì tốc độ quay củaaNếu hai trục không đồng tâm (góc lệch 1).w¹2 wchúng khác nhau (
- 1 )càng lớn.w2 -w càng lớn thì sự chênh lệch (aNếu góc lệch
Sự quay không điều trên trục bị động 2 làm tăng tải trọng động cho thân trục bị động và các chi tiết truyền lực sau nó, lớn.anhất là khi góc lệch
4.1.2. Cấu trúc trên hệ thống truyền lực của ô tô
Trên ô tô thường dùng liên hợp hai khớp dạng khác tốc (cacđăng kép), bố trí theo sơ đồ dạng chữ Z hay V.
Hình 6-16.Các dạng bố trí cacđăng trên ô tô:
a- dạng chữ Z;b- dạng chữ V; c- dạng thân dài.
Như vậy toàn bộ cacđăng có ba trục: Chủ động 1, trung gian 2 (thân cacđăng), trục bị động 3. Giữa trục 1 và trục 2 là một khớp các đăng khác tốc, giữa trục 2 và trục 3 là một khớp 2. Nếu trục 1 quaya1=anữa và chúng được đặt lệch với góc 1). Điềuw3=wđều, thì trục 2 quay không đều và trục 3 quay đều ( 2, và mặt phẳng các đầu nạnga1=akiện này chỉ đúng khi góc của trục trung gian 2 cùng nằm trên mặt phẳng, xem dấu trên trục.
Trên hình c là bố trí cacđăng kép cho cầu sau chủ động thường dùng cho các xe có dạng truyền thống với khoảng cách giữa các cụm lớn.
Cacđăng được chia thành nhiều đoạn. Đoạn đầu nối với hộp số chính (HSC). Đoạn giữa đặt treo trên khung xe bằng hai gối đỡ trung gian. Hai đầu của đoạn giữa bố trí hai khớp các đăng đơn. Đoạn sau nối với cầu chủ động thông qua một mặt bích.
Góc nghiêng giữa các đoạn thường nhỏ hơn 3o. Do vậy tốc độ quay của đoạn giữa thân trục có sai lệch rất nhỏ. Nhờ hai gối đỡ trung gian độ cứng vững của hệ thống cacđăng tăng lên đáng kể. Để giảm góc lệch của các đoạn thân trục, đường tâm trục động cơ đặt nghiêng dưới một góc thích hợp, đồng thời đường tâm trục cầu sâu nghiêng trên một góc trương ứng. Nhờ vậy mà đoạn thân trục giữa ít chịu ảnh hưởng do sự khác tốc nhỏ).agây nên (góc lệch
Trên một số xe, do góc lệch không lớn nên khớp cacđăng ngay sau ổ đở trung gian được thay thế bằng khớp nối cao su đàn hồi (xem phần khớp nối đàn hồi).
4.1.3. Một số cấu trúc cacđăng trên ô tô
a. Trục cacđăng sau của TOYOTA LAND CRUIZER 4WD
Các đăng thuộc kiểu cacđăng kép.
Các khớp lắp trên nạn nhờ các ổ thanh lăn kim, được bôi trơn bằng mỡ. Các ổ kim được cố định trên trục chữ thập bằng vòng khóa. Thân cacđăng chia làm hai đoạn ghép với nhau bằng then hoa di trượt, có vú mỡ để bôi trơn định kỳ. Đoạn ngắn ở phía trước xe. Đoạn dài chế tạo từ ống rỗng nhằm giảm trọng lượng của trục. Then hoa di trược trên thân trục cho phép có khả năng thây đổi chiều dài khi làm việc và dễ dàng lấp đúng mặt phẳng của hai đầu nạng.
Hình 6-17. Cacđăng sau của TOYOTA LAND CRUIZER 4WD.
b. Trục cacđăng cầu sau TOYOTA CROWN
Trục cacđăng chia làm hai phần. Phần trên đặt trên một khớp đơn và một gối treo qua ổ bi đúc liền và vỏ tựa cao su. Đuôi trục phần này có then hoa di trượt lắp mặt bích ghép với phần thân sau. Cấu trúc tạo điều kiện biến dạng cho phần thân trên, đồng thời có then hoa di trược. Khả năng di trượt thay đổi chiều dài thực hiện bằng cách nén một phần khối cao su bao ngoài của ổ đỡ trung gian.
Hình 6-18. Cacđăng cầu sau TOYOTA CROWN.
Phần thân sau là khớp các đăng kép kiểu chữ thập không có khả năng thay đổi chiều dài. Các ổ thanh lăn kim được bôi trơn bằng mở vĩnh cửu. Thân cacđăng chế tạo từ thép ống được cân băng tỉnh, động chu đáo.
Chiều nghiêng giữa các đường tâm trục khi bố trí cacđăng gần như bằng thân, vì động cơ và cầu sau hối hợp trên toàn bộ chiều dài hệ thống truyền lực (HTTL).
4.2. Khớp nối đồng tốc
4.2.1. Cấu tạo
Khớp đồng tốc truyền mômen xoắn êm hơn khớp chữ thập, nhưng giá thành đắt. Một số xe tải nhẹ 4WD dùng khớp cacđăng kép, còn xe khách 4WD dùng loại khớp chữ thập.
Ở các cầu trước chủ động, cần đảm bảo tốc độ quay đều và truyền mô men xoắn dưới góc độ lớn nên thường sử dụng khớp nối loại tốc độ đều. Khớp nối tốc độ đều gồm có 2 khớp vấu vối rãnh hình ô van, 4 hoàn bi chủ động và 1 hoàn bi định tâm, chốt và vít cấy (chốt hãm). Các hoàn bi chủ động lắp vào các rãnh và quay tự do, bi định tâm dùng chốt bắt chặt ở một vấu. Khớp nối loại này truyền với tốc độ đều mômen xoắn với góc độ 35o.
Hình 6-19. Khớp nối chữ thập:
a- khớp cứng ;b- khớp tốc độ đều.
4.2.2. Cacđăng đồng tốc
a. Nguyên lý hình thành cacđăng bi
Nguyên lý hình thành các đăng bi có thể xem xét trên cơ sở một bộ truyền bánh răng côn ăn khớp có kích thước hình học giống nhau hoàn toàn như trên (hình a).
a) b) c) d)
Hình 6-20. Nguyên lý hình thành cacđăng bi đồng tốc.
Khi hai đường tâm trục thay đổi. (tức là khi thay đổi góc 2 =wnghiêng truyền mômem) điều kiện đồng tốc ( 1) được thựcw hiện nếu:
+ Giữ nguyên khoảng cách từ điểm truyền lực tới điểm giao nhau của hai đường tâm trục.
+ Điểm truyền lực luôn luôn nằm trên mặt phẳng phân giác của góc tạo nên giữa hai đường tâm trục.
Trong tường hợp kết cấu bi tại chổ truyền lực thực hiện truyền lực thông qua các viên bi cầu. Các viên bi phải nằm giữa hai phần chủ động và bị động (hình b).
- Để giữ cho các viên bi truyền lực luôn luôn nằm trên mặt phẳng phân giác, các cấu cụ thể thực hiện theo các kiểu khác nhau:
+ Tự định vị trên các rãnh cong (hình c).
+ Dùng các vòng định vị (hình d).
Thường trên các cầu trước chủ động việc truyền lực đòi hỏi góc đánh lái lớn (30 - 400), vì vậy các dạng khớp cacđăng đồng tốc có khả năng đáp ứng tốt. Các dạng tiêu biểu cho cacđăng đồng tốc dùng trên ô tô.
• Cacđăng kiểu bi Veise.
• Cacđăng kiểu bi Rzeppa.
• Cacđăng kiểu Tripod.
• Cacđăng kiểu chữ thập kép.
• Cacđăng kiểu Tracta.
Các điều kiện lý thuyết khó thực hiện khi cơ cấu bị mòn, vì vậy cacđăng được chế tạo từ thép tốt, có độ bền và độ bền mòn cao, và đảm bảo bôi trơn tốt.
b. Cacđăng kiểu bi veise-bendix
Trên cầu trước chủ động có dầm cầu cứng, hệ treo phụ thuộc, thường gặp loại cacđăng bị kiểu này.
Trục chủ động có dạng nạng chữ C. Hai bên của một đầu nạng có các rãnh tròn chứa các viên bi truyền lực. Các rãnh tròn này được tạo với rãnh cong tròn có tâm là tâm của khớp với cung cong cho phép viên bi di chuyển trên nó xấp xỉ 300. Trong khớp có bốn viên bi nằm ngoài chịu trách nhiệm truyền lực. Khi quay theo một chiều chỉ có hai viên bi truyền lực.
Hình 6-21. Cấu tạo và nguyên lý làm việc cacđăng bi Veise-Bendix.
Trục bị động có cấu tạo tương tự, nhưng lắp đối diện với các viên bi, và tạo nên một rãnh ôm hai mặt với viên bi.
Một viên bi thứ 5 nằm giữa tâm khớp, hai phía được tỳ vào hai nửa trục truyền lực. Nhờ rãnh tròn, viên bi giữa định vị các đệm tựa trong khoang vỏ của khớp, mà các viên bi ngoài chỉ có thể nằm trong mặt phẳng phân giác. Khi góc tạo nên giữa hai đường tâm trục là 30o thì các viên bi nằm trong mặt phẳng lệch với trạng thái trung gian là 15o.
Kết cấu các đăng kiểu bi Veise-Bendix không cho phép thay đổi chiều dài truyền lực bởi vậy chỉ có trên cầu dẫn hướng dạng vỏ cầu liền.
Khớp được bôi trơn bằng mở và có các phớt chắn dầu kỹ lưỡng. Do điều kiện làm việc của khớp là truyền mômen xoắn tới bánh xe khi góc dẫn hướng thay đổi nên rãnh và bi bị mòn, điều đó có thể ảnh hưởng tới chất lượng truyền lực của xe.
Để đảm bảo điều kiện làm việc của khớp, cần thiết hạn chế góc quay lớn nhất các bánh xe dẫn hướng theo đúng tài liệu hướng dẫn sử dụng, nhằm tránh hiện tượng các viên bi bị chạy khỏi rãnh tròn của nạng.
c. Cacđăng kiểu Rzeppa
Cấu tạo của các đăng bi kiểu này dùng khá phổ biến trên ôtô con cả với cầu chủ động dầm liền và với hệ treo độc lập, chúng được miêu tả trên hình 6-2.
Trục chủ động nối liền với bánh răng bán trục của cầu xe và đầu ngoài lắp then hoa với một phần quả cầu, trên bờ mặt ngoài quả cầu có sáu nửa rãnh tròn. Trục bị động là một hốc cầu có sáu nữa rãnh tròn trong, chứa các viên bi. Các viên bi nằm trong rãnh tròn giữa các nửa rãnh tròn trong và ngoài và được định vị bằng vòng định vị dạng cầu. Vòng định vị nằm sát với hốc cầu của trục chủ động, đóng vai trò tạo nên mặt phẳng phân giác chứa các viên bi. Góc lệch tối đa cho phép giữa hai đường tâm trục khoảng 40o, tương tự ứng với góc xoay viên bi ra khỏi vị trí trung gian mỗi bên 20o.
Hình 6-22. Cấu tạo cacđăng bi Rzeppa trên xe MISUBISHI PAJARO).
Kết cấu cho phép thay đổi chiều dài trục bằng mối ghép then hoa giữa trục bị động với quả cầu trong, nhưng không lớn. Sự dịch chuyển của nó bị hạn chế bởi vòng hãm trên đầu trục bị động.
Một dạng kết cấu tương tự (khớp cacđăng bi Lobro) nhưng cho phép dịch chuyển dọc tối đa 12 mm.
Khớp được bôi trơn bằng dầu truyền lực, và được bọc bởi vỏ cao su xếp.
Một số kết cấu có thêm vỏ khớp chế tạo từ thép nhằm tạo nên các liên kết chịu tải và tăng khả năng bao kín.
d. Cacđăng kiểu Tripod (ba chạc)
Cấu tạo của cacđăng Tripod gồm: Một thân bao hình trụ, trên đó xẻ ba rãnh dọc theo đường sinh. (hình 6-23)
Thân bao hình trụ nối phần trục chủ động bằng then hoa. Trục bị động lắp then hoa với một chạc ba và được cố định nhờ hai vành hãm. Trên các đầu trục của chạc ba bố trí các con lăn với hình bao con lăn dạng cầu. Con lăn vừa quay trên trục và vừa di chuyển dọc theo trục. Các con lăn bị hạn chế không chạy ra ngoài bởi gờ cao trên rãnh của thân bao hình trụ. Toàn bộ khớp được bọc trong một vỏ bọc cao su đàn hồi.
Khớp có khả năng truyền lực với góc lệch của hai đường tâm trục 45o, có khả năng di chuyển dọc trục lớn. Với các góc truyền lớn hơn 25o không có khả năng giữ điểm truyền lực nằm trong mặt phẳng phân giác, vì vậy khó đảm bảo khả năng đồng tốc. Tuy vậy so với các kiểu cacđăng đồng tốc trình bày ở phần trên, công nghệ chế tạo đơn giản và giá thành thấp hơn. Chúng thường được bố trí trên xe Minibus hay Pick-up cùng với các dạng cacđăng bi khác và tạo nên trục truyền (hai đầu hai dạng khớp khác nhau) dùng với hệ thống treo độc lập.
a- Mặt cắt; b- Các chi tiết.
Trên ôtô con CITROEN C 32/35 và TOYOTA CROWN có cấu trúc dạng này. Một đầu là khớp cacđăng kiểu Tripod và một đầu là khớp kiểu Rzeppa. Đầu có cấu tạo kiểu Tripod ở phía ngoài tạo điều kiện liên kết động học với trụ đứng trong hệ treo độc lập, đồng thời có khả năng di chuyển dọc trục lớn để bù chiều dài khi bánh xe dao động theo phương đứng.
e. Cacđăng kiểu chữ thập kép
Cacđăng kiểu chữ thập kép là biến hình của cacđăng khác tốc kép, bố trí kiểu chữ V mà chiều dài đoạn giữa (phần có tốc độ quay không đều) nhỏ. Loại cacđăng này thường thấy trên cầu chủ động có dầm cầu liền của ôtô con tốc độ thấp. Các loại ôtô cao tốc không dùng.
Trên đoạn giữa của cacđăng đặt hai bộ ổ, trục chữ thập liền kề nhau, do vậy khoảng cách thu nhỏ lại hơn. Chiều dài đoạn giữa còn vừa đủ để nối hai trục chữ thập.
Hình 6-25.Cacđăng kiểu chữ thập kép:
a.mặt cắt; b,c – cấu tạo.
4.3. Khớp nối mềm
Đường nối các đường tâm hộp số, trục cacđăng và bộ vi sai được nắn thẳng, thì tiếng ồn và rung động sẽ ít hơn. Do đó, một vài xe khách đời mới với động cơ đặt trước – cầu sau chủ động dùng trục cacđăng thẳng hàng (có góc gần như một đường thẳng). Trục cacđăng như trên cũng có các khớp mền để giảm tiếng động và tiếng ồn.
Hình 6-26. Cấu tạo khớp nối mềm.
Trong HTTL ôtô con do truyền mômen không lớn do vậy đã dùng một số dạng khớp nối đàn hồi bằng cao su.
Các khớp này có khả năng: Giảm giật, hạn chế tối đa tiếng ồn trong HTTL, kết cấu đơn giản, cho phép truyền lực với góc nhỏ, khi bị hỏng dể thay thế. Có hai dạng
+ Dạng đĩa, với ba đầu nạng chia đều. Các đầu nạng xen kẽ và ép chặt với đĩa cao su nhờ mặt bích, tạo nên trạng thái cao su bị nén với áp lực ban đầu. Đầu khớp bắt ốc hạn chế di chuyển dọc trục. Việc di chuyển dọc thực hiện nhờ then hoa của mặt bích với thân trục. Tuổi thọ kết cấu thường thấp vì khi chịu kéo, một đầu nạng chịu tải.
+ Khớp cao su đã thay thế kết cấu dạng đĩa. Khớp cao su chế tạo liên khối, tạo điều kiện phân bố đều lực tác dụng, khả năng chịu kéo hay nén trên cung rộng của khối cao su đàn hồi.
v Chú ý: Khi tháo và lắp trục cacđăng:
- Vì có cơ cấu điều chỉnh chiều dài trục, đai ốc điều chỉnh phải được nới lỏng trước khi tháo trục cacđăng.
- Không được tháo bu lông bắt bích nối trục cacđăng ra.
- Cẩn thận không tác dụng lực quá lớn lên khớp nối mền khi sư dụng trục cacđăng và đảm bảo chắc chắn rằng hộp số, trục cacđăng và bộ vi sai luôn luôn thẳng hàng khi tháo và lắp lại trục cacđăng.
- sau khi lắp, phải kiểm tra các góc khớp. Nếu cần, thì điều chỉnh góc khớp bằng đệm điều chỉnh.
TRẺ DÙNG SỨC KHỎE KIẾM TIỀN-GIÁ DÙNG TIỀN MUA SỨC KHỎE
NHỮNG GÌ CON NGƯỜI KHÔNG NGHĨ TỚI LẠI XẢY RA TRONG ĐỜI
|
| |
|
|
