Střední odborná škola a Střední odborné učiliště, Vocelova 1338 Hradec Králové Registrační číslo projektu: CZ.1.07/1.5.00/34.0245 Číslo DUM: VY_32_INOVACE_11_C_02.

Prezentace na téma: "Střední odborná škola a Střední odborné učiliště, Vocelova 1338 Hradec Králové Registrační číslo projektu: CZ.1.07/1.5.00/34.0245 Číslo DUM: VY_32_INOVACE_11_C_02."— Transkript prezentace:

1 Střední odborná škola a Střední odborné učiliště, Vocelova 1338 Hradec Králové Registrační číslo projektu: CZ.1.07/1.5.00/34.0245 Číslo DUM: VY_32_INOVACE_11_C_02 Tematická oblast: SPOJOVACÍ A KLOUBOVÉ HŘÍDELE, JEJICH KLOUBY, ROZVODOVKY A DIFERENCIÁLY Téma: Kloubové hřídele, kinematika Autor: Ing. Miroslav Bodlák Datum vytvoření: prosinec 2012

2 Anotace Materiál je určen pro 3. ročník studijního oboru Silniční doprava, předmět SILNIČNÍ VOZIDLA. Inovuje výuku použitím multimediálních pomůcek – prezentace s názornými obrázky a schématy doplněných textem podporujícím výklad učitele. Metodický pokyn Materiál používá učitel při výkladu – pro větší názornost a atraktivnost výuky a zároveň jej mohou využívat žáci pro domácí přípravu na výuku.

3 KLOUBOVÉ HŘÍDELE, KINEMATIKA Používají se k přenosu točivého momentu: - mezi nesouosými skupinami převodového ústrojí, - mezi skupinami, které svou vzájemnou polohu při provozu vozidla mění. Kloubové hřídele jsou opatřeny klouby, které umožňují obvykle výklon 15 o až 20 o. Kloubové hřídele nejčastěji najdeme mezi skupinami převodového ústrojí, které patří k odpérovaným hmotám (např. převodovka) a skupinami, které patří do neodpérovaných hmot (např. rozvodovka):

4 KLOUBOVÉ HŘÍDELE, KINEMATIKA Kinematika kloubových hřídelů: Použitím jednoduchého křížového kloubu se nesplňuje požadavek synchronního pohybu jeho hnací a hnané části. Osy hřídelů jsou vzájemně vykloněny o úhel . Natočíme-li hnacím hřídelem 1 o úhel , natočí se hnaný hřídel 2 o úhel , přičemž platí: Obvodová rychlost v bodě C je:

5 Poměr úhlových rychlostí ω 1 /ω 2 je tedy dán poměrem ramen r 1 /r 2. Aby se dosáhlo synchronního pohybu obou hřídelů, muselo by platit: r 1 = r 2. KLOUBOVÉ HŘÍDELE, KINEMATIKA Podmínkou platnosti tohoto vztahu je, aby bod C ležel neustále v průběhu otáčení ve střední rovině souměrnosti úsečky To však není možné konstrukčně zajistit. Rozborem kinematiky otáčení kloubu lze odvodit základní kinematickou rovnici nesynchronního kloubu: Pohyb hřídelů spojených kloubem není shodný. Rozdíl v pohybu hnacího a hnaného hřídele: Je zřejmé, že rozdíl závisí: na velikosti pootočení hnacího hřídele (  ), na úhlu výklonu os obou hřídelů (úhel  ).

6 KLOUBOVÉ HŘÍDELE, KINEMATIKA Obr. znázorňuje, jak se mění rozdíl mezi úhly  a  během jedné otáčky kloubového hřídele. Při rovnoměrném otáčení hnacího hřídele 1 se hnaný hřídel 2 otáčí nerovnoměrně. Za jednu otáčku (360 0 ) se 2x zpomaluje a 2x zrychluje. Nerovnoměrnost se zvyšuje s úhlem výklonu obou hřídelů . Pro poměr úhlových rychlostí a otáček hnacího a hnaného hřídele lze odvodit rovnici:

7 KLOUBOVÉ HŘÍDELE, KINEMATIKA Uvedenou problematiku si můžeme znázornit pomocí následující představy: Za předpokladu konstantních otáček hnacího hřídele n1 = 1000 min -1 má hnaný hřídel kolísavé otáčky n 2. Konkrétní velikost těchto otáček v min -1 pro úhel  = 30 o je u jednotlivých poloh natočení hnacího hřídele vepsaná do obrázku.

8 KLOUBOVÉ HŘÍDELE, KINEMATIKA Aby se odstranila nebo zmenšila uvedená nerovnoměrnost otáčení kloubových hřídelů, mají hřídele dva klouby, jejichž vhodnou polohou lze nerovnoměrnost eliminovat. Možná uspořádání: U kloubů K 1 jsou hřídele 1 hnací a hřídele 2 hnané. U kloubů K 2 jsou hřídele 2 hnací a hřídele 3 hnané. Vidlice hnacích hřídelů obou kloubů jsou pootočeny o 90 o. Tím je nerovnoměrnost otáčení obou kloubů fázově posunuta o 90 o a na hřídeli 3 se vyruší. Hřídele 1 a 3 se tedy otáčejí synchronně a hřídel 2 nerovnoměrně.

9 KLOUBOVÉ HŘÍDELE, KINEMATIKA Pokud vychází délka kloubového hřídele příliš velká, hrozí jeho snadné rozechvívání průhybem. Pro zkrácení jeho délky nebo z prostorových důvodů se kloubové hřídele někdy dělí na dvě části. Hřídel má potom tři klouby a je uprostřed uložen v opěrném ložisku. Konkrétní uspořádání:

10 KLOUBOVÉ HŘÍDELE, KINEMATIKA Konstrukční provedení kloubového hřídele podélného: Hřídel je obvykle tvořen dutou tenkostěnnou trubkou s dostatečně velkým průměrem, která má na koncích přivařena zakončení pro připojení kloubů. Ten je tvořen podélně drážkovaným čepem zasunutým do drážkované díry v hnaném unášeči prvního kloubu. Posuvem v axiálním směru je umožněna změna délky kloubového hřídele, která je nezbytná při propérování. Za prvním kloubem je hřídelová trouba opatřena posuvným členem.

11 KLOUBOVÉ HŘÍDELE, KINEMATIKA Používají se k přenosu momentu na hnací vozidlová kola. Podle typu náprav a podle toho, jde-li o nápravu řídicí, nebo neřízenou, mohou být: a) Spojovací - u výkyvných kyvadlových neřízených náprav a u tuhých neřízených náprav (s výjimkou nápravy De Dijon). b) Kloubové – u řídicích náprav (se stejnoběžnými klouby, které umožňují výklon 25 o až 45 o ) a u nezávislého zavěšení kol. Mívají posuvný člen. Hnací hřídele kol: U nezávislého zavěšení kol a u řídicích náprav se jako hnací hřídele kol používají kloubové hřídele. U neřízených náprav - hřídele se dvěma klouby. U řízených náprav - hřídele se stejnoběžnými (homokinetickými) klouby.

12 KLOUBOVÉ HŘÍDELE, KINEMATIKA Jako hnací hřídele kol se dále používají spojovací hřídele u zadních náprav (neřízených) výkyvných kyvadlových a u tuhých náprav. Typická provedení spojovacích hnacích hřídelů kol: Vnitřní (na obr. levé) konce hřídelů jsou upraveny pro spojení s planetovým kolem diferenciálu obvykle pomocí drážek, u některých kyvadlových náprav rovněž pomocí kamenových kloubů. Vnější (na obr. pravé) konce hřídelů jsou upraveny pro spojení s hlavou kola, případně pro jejich uložení na vnějším konci nosníku nápravy.

13 OPAKOVÁNÍ: 1. Kde se na vozidlech používají kloubové hřídele? 2. Vysvětlete kinematiku kloubového hřídele. 3. K čemu slouží posuvný člen a z čeho se skládá? 4. Jaké jsou druhy hnacích hřídelů kol a u jakých náprav se používají? KLOUBOVÉ HŘÍDELE, KINEMATIKA

14 Použité zdroje:  VLK Klaus a kol. PŘÍRUČKA PRO ELEKTROTECHNIKA. Praha: Europa-Sobotáles cz, s.r.o., 2006, ISBN 80-86706-13-3.  JAN, ŽDÁNSKÝ, ČUPERA: Automobily – Převodná ústrojí motorových vozidel (2). Nakladatelství Avid s.r.o. Brno 2007, ISBN 978- 80-87143-04-9.  Příručka pro automech.  Pokud není uvedeno jinak, použitý materiál je z vlastních zdrojů autora.