U – передаточное число от кардана к ведущим колесам.

2. Определяется расчетный крутящий момент на низшей передаче КП:

,

где М – момент на ведущем валу КП;

U_н – передаточное число низшей передачи.

3. Определяются размеры наружного и внутреннего диаметров. Для них используют данные рекомендуемых значений размеров диаметров труб согласно ГОСТу и расчетного момента на валу, исходя из значений статического напряжения кручения. Для грузовых – [t_к]=100…120МПа, для легковых [t_к]=25…55МПа.

4. Определяют длину кардана:

Углы установки не должны быть меньше 1° из-за опасности возникновения бринеллирования, и при номинальной нагрузке с статическом состоянии автомобиля не должны превышать 3° для легковых, 4°для грузовых и автобусов, 8° для автомобилей повышенной проходимости. Эти ограничения существуют для обеспечения высоких значений КПД передачи, большего срока службы и уменьшения неравномерности вращения. Как отмечалось ранее, равномерное вращение достигается в 2-х шарнирной передаче, равенством углов g₁ и g₂, установкой шарниров в одной плоскости.

В 3-х шарнирной карданной передаче с промежуточной опорой синхронное вращение ведущего и ведомого валов (1 и 4) в зависимости от расположения вилок на вазах (2 и 3) достигается благодаря подбору величин углов между валами (1-2 и 3-4), произведение косинусов которых будет:

 - с учетом, что валы ежат в одной плоскости, а вилки на концах вала 2 располагаются под углом 90°, а вала 3 в одной плоскости.

Если вилки вала 2 лежат в одной плоскости, а вала 3 под углом 90°, то

.

Если все вилки всех вала в одной плоскости, то

.

Т.к. при движении автомобиля углы g₂₃ и g₃₄ постоянно меняются при неизменном g₁₂, то достигнуть критического значения полной синхронизации вращения невозможно. Однако, синхронизация тем ближе к полной, чем меньше угол g₁₂. Поэтому рекомендуется угол g₁₂ в пределах 1-2°.

Для 4-х шарнирной карданной передачи (с промежуточной опорой) синхронной вращение конечных валов (1 и 5), а также вала 3 промежуточной опоры достигается при соблюдении отмеченных условий для каждой из двух 2-х шарнирных передач, составляющих 4-х шарнирную в отдельности. Если углы установки кардана указаны в 2-х взаимно перпендикулярных плоскостях, то

.

Расчет крестовин.

Основные размеры крестовин стандартизованы соответственно ОСТ 37.001.068-76. В качестве определяющего размера определяют размер Н (высота). Значение Н должно быт равно ил больше (меньше) величин:

- ;

- .

М – момент определяемый по формуле .

G –вес приходящийся на мост, к которому подводиться момент (при полной нагрузке), кН;

j- коэффициент сцепления шин с дорогой, 0,85;

U – передаточное число главной передачи;

Определяемый размер соответствует шарнирам (крестовинам) передач карбюраторных АТС. Для дизеля величину момента умножают на 1,2. Зная величину Н по таблицам принимают ближайшее к ГОСТам. Предварительный типоразмер шарнира можно проектировать, ориентируясь на существующие конструкции.

Шлицевые соединения принимаются с ориентацией на существующие конструкции. После выбора основных значений проводят проверку путем выполнения расчетов проверочного характера. При расчете крестовин определяем крутящий момент на валу. Для карданной передачи АТС с колесной формулой 4´2 а также карданных передач между КП и раздаточной коробкой или проходным мостом в качестве расчетного принимают меньший из 2-х моментов определяемых по:

- сцеплению ведущих колес с дорогой;

- крутящему моменту двигателя.

При расчете передач многоприводных АТС расчетным является момент по сцеплению ведущих колес. Сила, действующая в середине шипа крестовины в виде условно сосредоточенной нормальной силы Р_ш:

,

g - угол установки кардана;