UA28160U

UA28160U - Propeller shaft of land-based vehicle

Info

Publication number: UA28160U
Application number: UAU200708656U
Authority: UA
Inventors: Mykola Petrovych Nakonechnyi
Priority date: 2007-07-27
Filing date: 2007-07-27
Publication date: 2007-11-26

Abstract

A propeller shaft of land-based vehicle, in which a slip joint of the parts of the shaft is located in a cavity of rigid supporting-centering tube installed with possibility of limiting the longitudinal-and-flexural vibrations of the shaft in the area of the slip joint of its parts. One end of the supporting-centering tube is rigidly fastened to one of the parts of the shaft, and the second end is installed by easy-push fit on the external surface of the slip joint of the parts of shaft.

Description

Опис винаходуDescription of the invention

Пропонована корисна модель відноситься до транспортного машинобудування, а більш точно, до конструкції 2 карданного валу наземного транспортного засобу.The proposed useful model refers to transport engineering, and more precisely, to the design of the 2 cardan shaft of a land vehicle.

Найбільш близьким до пропонованого по технічній суті є карданний вал наземного транспортного засобу, призначений для передачі крутного моменту, який включає вал, шарніри, закріплені на його кінцях, а також рухоме шліцьове з'єднання частин валу І(Лукин Л.П., Гаспарян Г.А., Родионов В.Ф. Конструирование и расчет автомобиля. - М.: Машиностроение. -1984. - С.153-1621. 70 Недоліком описаної конструкції є її обмежений ресурс, обумовлений підвищеним зносом рухомого шліцьового з'єднання. При цьому підвищений знос елементів рухомого шліцьового з'єднання пов'язаний з тим, що в процесі експлуатації карданного валу шліцьове з'єднання зазнає різних видів механічних навантажень - це і циклічні розтяг-стиск, і вигин, і крутіння. Як показали експерименти, найбільш небезпечними є циклічні поздовжньо-згинаючі навантаження, яким піддається карданний вал, які створюють у зоні рухомого шліцьового 72 з'єднання напруження критичних значень. Суттєве збільшення розмірів шліцьового з'єднання з метою підвищення його міцності веде до збільшення габаритів і ваги карданного валу в цілому, що підвищує його вартість, збільшення моменту інерції гіроскопічного ефекту, вібрації, але не може гарантувати зниження зносу елементів рухомого шліцьового з'єднання при всіх видах експлуатаційних навантажень.The closest to the proposed one in terms of technical essence is the cardan shaft of a ground vehicle, intended for torque transmission, which includes a shaft, hinges fixed at its ends, as well as a movable spline connection of parts of the shaft I (L.P. Lukin, G. Gasparyan .A., Rodionov V.F. Construction and calculation of the car. - M.: Mashinostroenie. - 1984. - P.153-1621. 70 The disadvantage of the described design is its limited resource due to increased wear of the movable splined joint. At the same time the increased wear of the elements of the movable spline joint is due to the fact that during the operation of the cardan shaft, the spline joint is subjected to various types of mechanical loads - these are cyclic tension-compression, and bending, and twisting. As experiments have shown, the most dangerous are cyclic longitudinal bending loads to which the cardan shaft is subjected, which create stress values of critical values in the area of the movable spline connection 72. A significant increase in the dimensions of the spline connection in order to increase its strength leads to an increase in the dimensions and weight of the cardan shaft as a whole, which increases its cost, an increase in the moment of inertia of the gyroscopic effect, vibration, but cannot guarantee a reduction in the wear of the elements of the movable spline connection under all types of operational loads.

Тому, в основу пропонованої корисної моделі поставлено задачу створення такого карданного валу наземного транспортного засобу, який би дозволив збільшити його ресурс, а також зменшити рівень вібрацій.Therefore, the basis of the proposed useful model is the task of creating such a cardan shaft of a land vehicle that would allow to increase its resource, as well as to reduce the level of vibrations.

Поставлена задача вирішується в конструкції пропонованого карданного валу шляхом створення умов для зменшення рівня поздовжньо-згинаючих напружень і вібрацій, яких зазнає карданний вал в зоні рухомого шліцьового з'єднання.The task is solved in the design of the proposed cardan shaft by creating conditions for reducing the level of longitudinal bending stresses and vibrations experienced by the cardan shaft in the area of the movable spline connection.

Пропонований, як і відомий карданний вал наземного транспортного засобу, призначений для передачі 29 крутного моменту, включає шарніри, закріплені на його кінцях, а також рухоме шліцьове з'єднання частин вала, -о а, відповідно до пропозиції рухоме шліцьове з'єднання частин вала розміщено в порожнині жорсткої опорно-центруючої труби, встановленої з можливістю обмеження поздовжньо-згинаючих коливань валу в зоні шліцьового з'єднання його частин, один кінець опорно-центруючої труби жорстко прикріплений до одної з частин валу, а другий - встановлений по ковзній посадці на зовнішній поверхні рухомого шліцьового з'єднання частин о 30 вала. Ге)The proposed, as well as the known cardan shaft of a land vehicle, designed to transmit 29 torque, includes hinges fixed at its ends, as well as a movable spline connection of the shaft parts, -o a, according to the proposal, a movable spline connection of the shaft parts is placed in the cavity of a rigid support-centering pipe, installed with the possibility of limiting the longitudinal bending vibrations of the shaft in the zone of the splined connection of its parts, one end of the support-centering pipe is rigidly attached to one of the parts of the shaft, and the other is installed by a sliding fit on the outer surfaces of the movable spline connection of the parts by 30 shaft. Gee)

Особливістю пропонованого карданного валу наземного транспортного засобу є і те, що між зовнішньою поверхнею рухомого шліцьового з'єднання і внутрішньою циліндричною поверхнею опорно-центруючої труби -- встановлена проміжна втулка. Ге)A feature of the proposed cardan shaft of a ground vehicle is that an intermediate sleeve is installed between the outer surface of the movable spline joint and the inner cylindrical surface of the support-centering pipe. Gee)

Особливістю пропонованого карданного валу наземного транспортного засобу є і те, що, принаймні, на одній 3о циліндричній поверхні проміжної втулки є антифрикційне покриття. счA feature of the proposed cardan shaft of a ground vehicle is that at least one 3o cylindrical surface of the intermediate sleeve has an anti-friction coating. high school

Опорно-центруюча труба дозволяє суттєво зменшити амплітуду поздовжньо-згинаючих коливань карданного валу в зоні шліцьового з'єднання його частин і питомі навантаження на його частини, оскільки встановлена співвісно з валом і вільно - по ковзній посадці - із зовнішньою поверхнею шліцьової втулки або проміжної « втулки, що сприяє збільшенню ресурсу карданного валу наземного транспортного засобу. З 50 Застосування в конструкції пропонованого карданного валу проміжної втулки з антифрикційним покриттям на с її зовнішній поверхні підвищує ремонтноздатність конструкції, що також сприяє збільшенню її ресурсу. з» Пропонований карданний вал наземного транспортного засобу показаний на схематичному кресленні.The support-centering tube allows you to significantly reduce the amplitude of longitudinal bending vibrations of the cardan shaft in the zone of the splined connection of its parts and the specific load on its parts, since it is installed coaxially with the shaft and freely - by sliding fit - with the outer surface of the splined sleeve or intermediate "sleeve" , which helps to increase the resource of the cardan shaft of the ground vehicle. C 50 The use of an intermediate sleeve with an anti-friction coating on its outer surface in the design of the proposed cardan shaft increases the repairability of the structure, which also contributes to increasing its service life. from" The proposed cardan shaft of a ground vehicle is shown in the schematic drawing.

Пропонований карданний вал включає шарніри - хрестовини 1 і 2, закріплені на кінцях валу З і призначені для передачі крутного моменту від роздавальної коробки автомобіля до редуктора ведучого моста (не показані). 45 Карданний вал має рухоме шліцьове з'єднання, що містить шліцьову втулку 4 і шліцьовий вал 5 з фланцем 6. На о шліцьовій втулці 4 закріплена проміжна втулка 7. На зовнішню поверхню проміжної втулки 7 нанесенеThe proposed cardan shaft includes hinges - crosspieces 1 and 2, fixed at the ends of the C shaft and designed to transmit torque from the transfer case of the car to the gearbox of the drive axle (not shown). 45 The cardan shaft has a movable splined connection containing a splined sleeve 4 and a splined shaft 5 with a flange 6. An intermediate sleeve 7 is fixed to the splined sleeve 4. On the outer surface of the intermediate sleeve 7 is applied

Ге | антифрикційне покриття на основі міді (не показане). Рухоме шліцьове з'єднання розміщене в порожнині опорно-центруючої труби 8. Один кінець опорно-центруючої труби 8 жорстко прикріплений за допомогою - зварювання до фланця 6 шліцьового валу 5 рухомого шліцьового з'єднання. б 20 Як приклад був узятий карданний вал автомобіля ВАЗ-2123. Попередньо зовні на шліцьовій втулці 4 рухомого шліцьового з'єднання встановлювали по пресовій посадці проміжну втулку 7, виготовлену з с загартованої сталі, на зовнішню поверхню якої було нанесено антифрикційне покриття на основі міді. Потім на карданному валу в зоні рухомого шліцьового з'єднання встановлювали опорно-центруючу трубу 8, виготовлену зі сталі 45. Один кінець опорно-центруючої труби 8 прикріплювали зварюванням до фланця 6 шліцьового валу 5 рухомого шліцьового з'єднання. При цьому рухоме шліцьове з'єднання розташовувалося в порожнині с опорно-центруючої труби 8. Опорно-центруюча труба 8 і проміжна втулка 7 рухомого шліцьового з'єднання були з'єднані по ковзній посадці.Ge | copper-based anti-friction coating (not shown). The movable spline connection is placed in the cavity of the support-centering pipe 8. One end of the support-centering pipe 8 is rigidly attached by welding to the flange 6 of the spline shaft 5 of the movable spline connection. b 20 The cardan shaft of the VAZ-2123 car was taken as an example. Previously, on the outside of the splined sleeve 4 of the movable splined connection, an intermediate sleeve 7, made of hardened steel, was installed with a press fit, on the outer surface of which an anti-friction coating based on copper was applied. Then, a support-centering pipe 8 made of steel 45 was installed on the cardan shaft in the area of the movable spline joint. One end of the support-centering pipe 8 was attached by welding to the flange 6 of the spline shaft 5 of the movable spline joint. At the same time, the movable splined joint was located in the cavity of the support-centering pipe 8. The support-centering pipe 8 and the intermediate sleeve 7 of the movable spline joint were connected by a sliding fit.

Пропонований карданний вал автомобіля працював так.The proposed cardan shaft of the car worked like this.

У процесі експлуатації автомобіля карданний вал піддавався впливу різних навантажень, які приводили до 60 утворення в зоні рухомого шліцьового з'єднання механічних напружень різної величини і напрямку аж до граничних значень. Однак, завдяки застосуванню в конструкції опорно-центруючої труби 8, рівень таких, особливо поздовжньо-згинаючих напружень у зоні рухомого шліцьового з'єднання виявлявся незначним. Цей позитивний результат вдалося досягти за рахунок того, що поверхня труби 8, що охоплює проміжну втулку 7, була більша за поверхні з'єднуваних елементів рухомого шліцьового з'єднання, які сполучаються. У процесі бо експлуатації, завдяки антифрикційному покриттю на зовнішній поверхні проміжної втулки 7 знос поверхонь проміжної втулки 7 і опорно-центруючої труби 8, які сполучаються, виявився у межах допуску.During the operation of the car, the cardan shaft was exposed to various loads, which led to the formation of mechanical stresses of various magnitudes and directions up to extreme values in the area of the movable spline joint. However, due to the use of the support-centering pipe 8 in the design, the level of such, especially longitudinal bending stresses in the area of the movable spline connection was insignificant. This positive result was achieved due to the fact that the surface of the pipe 8, covering the intermediate sleeve 7, was larger than the surfaces of the connecting elements of the movable spline connection, which are connected. In the process of operation, due to the anti-friction coating on the outer surface of the intermediate sleeve 7, the wear of the surfaces of the intermediate sleeve 7 and the support-centering pipe 8, which are connected, was within tolerance.

Авторами були проведені експерименти з карданними валами автомобілів марки ВАЗ. Ресурс карданного валу пропонованої конструкції виявився вищим на 50...7090, ніж у карданних валів традиційної конструкції.The authors conducted experiments with cardan shafts of VAZ cars. The resource of the cardan shaft of the proposed design turned out to be higher by 50...7090 than that of the cardan shafts of the traditional design.

Крім того, пропонована конструкція дозволила суттєво зменшити рівень шуму і вібрації при русі автомобіля за рахунок зниження амплітуди поздовжньо-згинаючих коливань карданного валу пропонованої конструкції в зоні рухомого шліцьового з'єднання. При цьому експлуатаційний знос елементів рухомого шліцьового з'єднання частин вала не приводив до виникнення відчутних вібрацій карданного вала.In addition, the proposed design made it possible to significantly reduce the level of noise and vibration when the car is moving due to the reduction of the amplitude of longitudinal bending vibrations of the cardan shaft of the proposed design in the area of the movable spline connection. At the same time, the operational wear of the elements of the movable spline connection of the shaft parts did not cause noticeable vibrations of the cardan shaft.

Claims

The formula of the invention

1. A cardan shaft of a land vehicle, intended for the transmission of torque, which includes hinges fixed at its ends, as well as a movable spline connection of the shaft parts, which differs /5 THAT the movable spline connection of the shaft parts is located in a cavity rigid support-centering pipe, installed with the possibility of limiting longitudinal bending vibrations of the shaft in the area of splined connection of its parts, one end of the support-centering pipe is rigidly attached to one of the parts of the shaft, and the other is installed by a sliding fit on the outer surface of the movable spline connection of shaft parts.

2. Cardan shaft according to claim 1, which differs in that an intermediate sleeve is installed between the outer surface of the movable spline connection and the inner cylindrical surface of the support-centering pipe.

C. A cardan shaft according to claim 1 or 2, characterized in that at least one cylindrical surface of the intermediate sleeve has an anti-friction coating. that 2 "c) (Se) "- s s

- and? ime) (ee) - (22) (42) 60 b5