8. cvičení Rámy, nápravy, pérování, kloubové hřídele 1.Podle obrazů a modelů v laboratoři vysvětlete funkci kloubových hřídelů a kloubů Hnací hřídele Kloubový hnací hřídel = Transmise = Přenáší točivý moment mezi dvěma převodovými ústrojími = Převodové ústrojí na výstupu je obvykle pohyblivé po definované dráze (pohyb v čase nestacionární) Důvody využití kloubových hnacích hřídelů - Přenos momentu mezi polohově variabilními převodovými ústrojími - Přenos momentu mezi konstrukčně vzdálenými ústrojími Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti
Transcript
8. cvičení
Rámy, nápravy, pérování, kloubové hřídele
1. Podle obrazů a modelů v laboratoři vysvětlete funkci kloubových hřídelů a kloubů
Hnací hřídeleKloubový hnací hřídel= Transmise= Přenáší točivý moment mezi dvěma převodovými ústrojími= Převodové ústrojí na výstupu je obvykle pohyblivé po definované dráze(pohyb v čase nestacionární)
Důvody využití kloubových hnacích hřídelů- Přenos momentu mezi polohově variabilními převodovými ústrojími- Přenos momentu mezi konstrukčně vzdálenými ústrojími
Požadavky kladené na kloubové hnací hřídele- Přenos momentu s vysokou účinností- Přenos momentu s konstantním převodem- Dlouhá životnost- Provoz bez údržby (s minimální údržbou)
Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti
- Nízký moment setrvačnosti
Rozdělení kloubových hnacích hřídelů podle převodu- S konstantním převodem (stejnoběžné - homokinetické)- S periodicky proměnlivým převodem (Kardanovy)
Podélné hnací hřídeleJde o hřídele určené především pro klasické pohony. Jsou obvykle tvořeny tenkostěnnou trubkou, kde na jejím předním konci je drážkování pro připojení na hnaný unašeč předního kloubu a k zadnímu konci je přivařen unašeč druhého kloubu. Nejčastěji používaným konstrukčním řešením je dvoudílný kloubový hřídel.
Příčné hnací hřídelePříčné hnací hřídele přenášejí kroutící moment z diferenciálu na hnací kola a plní požadavek vyrovnávat rozdíly délek náprav při propružení.
Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti
,,Zatímco u hnacích hřídelů pro zadní kola je tento požadavek poměrně snadno splnitelný, vyskytují se u hnacích hřídelů pro přední kola některé další problémy, které souvisejí s řiditelností předních kol. Hnací hřídele pro přední kola musí splňovat tři funkce :- přenos sil z diferenciálu na hnací kola,- vyrovnání délek při propružení,- stejný chod předních kol při jejich natočení do rejdu.
2. Znázorněte a popište kardanův hřídel Používá se jako spojka pro přenos točivého momentu tam, kde osy hnacího a
hnaného hřídele mohou být různoběžné, případně se vůči sobě pohybují v rozsahu daném možným úhlem vychýlení kloubu. Kardanův kloub není homokinetický (stejnoběžný). Je zachován směr otáčení, ale vzhledem ke konstrukci Kardanova kloubu dochází v průběhu jedné půlotáčky k periodické odchylce úhlové rychlosti hnaného hřídele vůči rychlosti hnacího hřídele. Jinými slovy, když se hnací hřídel otáčí konstantní rychlostí, úhlová rychlost hnaného hřídele kolísá tím více, čím více se osy hřídelů odchylují.
Nejčastějším použitím je Kardanův hřídel nebo stručně kardan v pohonech, u kterých je třeba počítat s většími vzájemnými pohyby jednotlivých částí. Typickým příkladem je pohon kol vozidla (automobil, tramvaj, lokomotiva atd.). Skládá se ze dvou za sebou řazených Kardanových kloubů, obvykle ještě doplněných úpravou umožňující malou změnu délky hřídele (střední část bývá dělená pomocí drážkovaného spoje). Pokud jsou oba klouby zalomeny o stejný úhel (v absolutní hodnotě, v téže rovině), pak je Kardanův hřídel jako celek homokinetický - odchylky rotace obou kloubů se navzájem ruší.
Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti
Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti
3. Výpočet kloubových hřídelů
• Výpočet garantuje výrobní firma• Vlastní pevnostní výpočet se obvykle neprovádí• Zpravidla se kontrolují jen kritické otáčky hřídele z jeho vlastní frekvence
4. Popište provedení rámů
Karoserie:
Polonosná karoserie:• Rám složí pouze k uchycení podvozkových orgánů• Statické namáhání a síly způsobené jízdou zachycuje rám i karoserie• Karoserie musí být pevně spojena s rámem (rozebiratelný spoj)• Rám není schopen samostatného pohybu
Samonosná karoserie:• Nemá samostaný rám• Orgány podvozku jsou ke karoserii upevněny přímo nebo pomocí pomocných konstrukcípřípadně pomocí rámů pevně spojených s karoserií• Konstrukce karoserie zachycuje veškeré síly (od hnacího ústrojí a způsobené jízdou)• Konstrukce je lehká• Lepší možnost automatizace výroby• Levnější výroba• Vyšší nároky na mechanické vlastnosti karoserie• Komplikovanější možnost modifikací karoserie
Rám vozidla představuje jeho nosnou část, která má za úkol spojovat a udržovat v potřebnévzájemné poloze jednotlivé části hnacího ústrojí a zbylých částí vozidla. Funkci rámu může
Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti
plnit samonosná karoserie.
Hlavní úkoly rámů:- vést nápravy (realizovat závislé a nezávislé zavěšení)- nést karosérii a náklad a přenášet jejich tíhu na nápravu (pevnostní funkce)- umožnit funkci hnacího ústrojí,- přenášet hnací a brzdné síly z/na hnací ústrojí,- zajistit bezpečnost posádky vozidla (prvek pasivní bezpečnosti)
Požadavky na rámy:- tuhost, pevnost a pružnost (především vůči ohybu a krutu), únavová životnost,- nízká hmotnost,- bezkonfliktnost vůči konstrukčním částem vozidla,- dlouhá životnost (odolnost proti korozi)
Rám žebřinový Skládá se ze dvou podélných nosníků, které mají nejčastější otevřený průřez U nebo I . Tyjsou vzájemně spojeny příčnými nosníky. Spoje jsou nýtované nebo svařovanés případnými šroubovými spoji.Podélníky mohou být v místě náprav tvarovány pro umožnění propružení.
Úhlopříčkový rám Skládá se ze dvou podélníků. Ty jsou vzájemně spojeny příčnými nosníky (vpředu avzadu, případně na dalších místech). Uprostřed konstrukce je dvojice úhlopříček.Úhlopříčky zvyšují tuhost rámu.
Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti
Křížový rám „X“ Skládá se ze dvou podélníků. Ty se ve střední části vzájemně sbližují. Příčníky vyčnívají z podélníků do stran.
Páteřový rám Jedná se o označení konkrétního provedení automobilového podvozku, využívajícímodulovou konstrukci nosné roury a náprav s výkyvnými poloosami (kyvadlové nápravy).
Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti
Rám páteřový rozvidlený Umožňuje pružné uložení motoru. Tato konstrukční úprava odstraňuje nevýhodu předchozíkonstrukce.
Rám plošinový
Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti
• Ocelová podlaha karosérie tvoří nedílný celek s rámem• Rám může být tvořen zahnutými okraji plošiny, je tady z jednoho kusu• nebo je plošina vytvořená samostatně a spojena s obdélníky rámu.• Tato konstrukce představuje přechod mezi samonosnou karosérií a rámem.
Rám příhradový Tento rám je tvořen příhradovou konstrukcí z plechových výlisků. Používá se mimo jiné u novějších autobusů a formulí.
Rám obvodový (perimetrický) • Podélníky jsou ve střední části rozšířené až na šířku karoserie v místě přední a zadní nápravy se sužují.• Karoserie je ve své střední části podepřena a proto může mít lehčí nosnou konstrukci.
Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti
Smíšený rám Je kombinací vybraných konstrukčních prvků z předchozích rámů.
Rámy autobusů • Nosným prvkem autobusu bývá prostorový rám.• Tvoří jej dva obdélníkové rámy nad sebou, propojené svislými příčkami. Prostor mezi oběma rámy je určen např. k umístění zavazadel ve střední části autobusu, pohonné jednotky, převodovky a hnací nápravy v zadní části autobusu a řídicí nápravy, výměníků tepla, rezervního kola a nezávislého topení v přední části autobusu.• Na horní stranu rámu je namontována podlaha se sedadly pro cestující.• K bokům jsou montovány jednotlivé stěny autobusu, které spolu se střechou tvoří karosérii.
Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti
5. Popište provedení náprav a pérování s tlumiči
a) podle pružicích prvkůU většiny automobilů se používají ocelové pružiny a to :- listové- vinuté- torzní
Vlastnosti listových per:• pera kladou zvýšené nároky na opravy a údržbu,• pero je značně rozměrné i hmotné,• schopnost vést nápravu při běžném způsobu uložení
Pokud je pero pouze opřeno o patky, musí být doplněnoústrojím pro přenos sil mezi nápravou a rámem,• progresivita pérování je dosažena konstrukčními úpravami,• samotlumící účinky má pero dobré
Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti
Pérování vinutými pružinami Vyrobeny z ocelového drátu navinutého do šroubovice
Pérování torzní (zkrutné tyče) spočívá na zkrucování tyče, obvykle kruhového průřezu, po délce. Tyč je po celé délce broušena na stejný průměr. Konce tyče jsou zesíleny a opatřeny šestihranem nebo jemným drážkováním.
Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti
Vzduchové pérování – popis:Vzduchovým pérováním jsou vybaveny nákladní vozidla, přípojná vozidla nebo autobus.
Dále se používá i odpružení pomoci pryžové pružinyVyužití elastických vlastností pryže.Materiálem pro výrobu může být použita jakpřírodní pryž, tak i syntetická pryž. Všeobecně je pryžová pružina namáhána na krut, střih nebo tlak.
Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti
Odpružení hydraulickéTlumiče pérování jsou zařízení, která zabraňují kmitání náprav a kol po nárazu kola na nerovnou vozovku.
Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti
Pístnice 1 je přes dva pryžové tlumicí válečky, popřípadě přesoko silentbloku a čep uchycena na karosérii (nápravnici atd.),tj. je spojena s odpruženými hmotami. Na spodní části má píst3 s horním destičkovým ventilem 4, který je přitlačovánpružinou do sedel pístu, s vybráním na vnitřním průměru, adolní destičkový ventil 5 s vybráním na vnějším průměru.Horní ventil těsní na vnějším a středním průměru, dolní těsnína středním a vnitřním průměru a je přitlačován silnějšípružinou 6 do sedel na pístu.Prostor mezi horními sedly je pomocí kanálky spojen sprostorem pod pístem. Prostor mezi dolními sedly je spojen sprostorem nad pístem.Plášť 2 má na spodním konci oko se silentblokem. Přes čep jepřipojen k nápravě, popřípadě k dolnímu kyvnému ramenu, tj.k hmotám neodpruženým. Horní konec je uzavřen šroubovouzátkou, která má kuželové vybrání pro pryžovou těsnicímanžetu 9 s lichoběžníkovým profilem k utěsnění pístnice 1navenek. Vnitřní povrch těsnění je lehce drážkován. Těsněníje přitlačováno k zátce, a tím i k pístnici plechovou příložkou.O ní se opírá horním koncem pružina sedící na opěrce v plášti2. Uvnitř pláště 2 je vedení 7 pro píst 3, které na hornímkonci vede pístnici, na spodním je spojeno s pláštěm a mápřisávací ventilek 8, vymezující netěsnost kolem horníhovedení pístnice.Volný konec pístnice je chráněn proti znečištění krytem 10.
Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti
6. Znázorněte změnu světlé výšky, rozchodu kol a dosažení nižšího tlaku stroje na podložku.
