شفت و کابرد در خودرو - نسخه‌ی قابل چاپ +- تالار گفتگوی کیش تک/ kishtech forum (http://forum.kishtech.ir) +-- انجمن: پردیس فناوری کیش (http://forum.kishtech.ir/forumdisplay.php?fid=1) +--- انجمن: مهندسی مکانیک (http://forum.kishtech.ir/forumdisplay.php?fid=205) +--- موضوع: شفت و کابرد در خودرو (/showthread.php?tid=43120)

شفت و کابرد در خودرو - amirhossein toranjian - 26-07-2020 شفت شفت یا میل عضو دورانی یا رفت و برگشتی است که برای انتقال نیروو گشتاوربکار می‌رود و تحت تأثیر تنش پیچشی و خمش قرار دارد و به سه گروه ثابت، مفصلی و قابل خمش تقسیم می‌شود. شافت‌های ثابت برای سوار کردن چرخ دنده‌ها، کلاچ‌ها، چرخ تسمه و دسته لنگها مورد استفاده قرار می‌گیرد.میل لنگ ها نیز جزء شافت‌های ثابت هستند و از آن‌ها برای تبدیل حرکت دورانی به خطی یا برعکس استفاده می‌شود. شافت‌های مفصلی میله‌هایی هستند که امتداد آن‌ها نسبت به هم دارای زاویه باشند و از آن‌ها برای انتقال نیروهای پیچشی بین دو شافت که در یک امتداد نیستند و تحت زاویه‌های مختلف قرار دارند استفاده می‌شود. بیشترین مورد استفاده شافت‌های مفصلی در ماشین‌های فرز، ماشین‌های کشاورزی، ماشین‌های حمل نقل و اتومبیل‌ها می‌باشد. باید توجه داشت که برای تنظیم شافتهای با ارتباط مفصلی، زوایای دو مفصل باید با یک دیگر مساوی باشند. شفت ها برای کارایی بهتر با لایه ای از کروم پوشیده میشوند که ضد زنگ است. و برای حرکت بهتر بلبرینگ روی شفت این کار انجام میشود. [font=Oswald]شفت خودرو چیست؟[/font] [font=Oswald][font=Oswald]به عضوی مکانیکی که به جهت انتقال نیروی گشتاور و چرخش تایر نیز مورد استفاده قرار می گیرد. همچنین در قسمت درایو به دلیل وجود فاصله یا نیاز به حرکت نسبی بین آن ها که به صورت مستقیم امکان آن وجود ندارد از شفت خودرو یا شفت کاردان استفاده می شود. این عضو مکانیکی متحرک بوده و در متحمل تنش های برشی و پیچشی می باشند که این تنش ها برابر با اختلاف بین گشتاور ورودی و بار می باشد. به همین ترتیب لازم است این محصولات را با وزن کم ولی با استحکام بسیار بالا تولید کنند. چرا که وزن بالای این محصولات به خودی خود موجب کاهش عملکرد مثبت این محصولات شده ضمن آنکه استقامت بالای آن باید متحمل تنش های وارد بر آن شود.  شفت در خودرو نیز برای آن که بتواند به خوبی بین اجزا تراز ایجاد کنند از اتصال چند قطعه به یکدیگر ساخته می شود و محصولی یکسره نیست. این اتصالات شامل اتصالات خرنده، اتصالات فک، مفصل منشور و در برخی موارد مفصل خمیده می شود.[/font][/font] [font=Oswald][font=Oswald][font=Oswald]انواع شافت درایو در خودرو[/font][/font][/font] شافت درایو به شافت عرضی که نیرو را اکثرا به چرخ های جلو اعمال می کند گفته می شود. این قطعه در واقع گیربکس را به دیفرانسیل عقب متصل خواهد کرد. 1) شافت درایو یک تکه 2)شافت درایو دو تکه 3) شافت محور لوله کاربرد شفت در خودرو جهت ارسال نیرو از دیفرانسیل مرکزی، گیربکس یا ترانسبل به چرخ ها از یک جفت شفت درایو کوتاه استفاده می شود. همچنین از شفت طولی برای انتقال نیرو از موتور/ گیربکس به انتهای دیگر خودرو پیش از انتقال به چرخ ها استفاده می شود. نوع استفاده از شفت در خودرو ها متفاوت است. به عنوان مثال محور پروانه کامیون به دو بخش موتور جلو و درایو چرخ عقب تقسیم می شود. همچنین در اتومبیل های دارای موتور جلو و عقب جهت انتقال نیروی برق به طول خودرو به شفت محرک طولانی تر مورد نیاز است. به این منظور لوله گشتاور با یک مفصل واحد جهانی و رایج ترین درایو با دو یا چند اتصال مورد نیاز است. در اتومبیل های اسپرت و خودروهای مدل های آلفا رومئو یا پورشه که حفظ تعادل وزنی در دو محور عقب و جلو از اهمیت ویژه ای برخوردار است از ترابری مجهز به عقب استفاده می شود. پورشه های مدل ۹۲۸ نیز دارای کلاچ سوار بر قسمت پشت موتور در محفظه ای زنگ زده و شافت محرک از خروجی کلاچ، موجود در داخل لوله گشتاور محافظ توخالی می باشد، قدرت را به ترانسفر مجهز به عقب منتقل می کند. این اتفاقا در مواقعی رخ خواهد داد که چرخ های عقب و چرخ محور اتومبیل نیز در حال چرخش است. چرا که کلاچی که بر موتور سوار است توانایی جدا کردن چرخش میل لنگ موتور را از چرخ دنده دارد. به همین دلیل در پورشه زمانی که راننده از کلاچ خودرو استفاده خواهد کرد در حالیکه با سرعت بسیار زیاد به سمت بالا یا پایین حرکت می کند و موتور می تواند با اعمال نیرو به پدال شتاب دهنده نبرو به راحتی آزاد می شود. لوله گشتاور پورشه نیز در هر دو محفظه زنگ موتور و جعبه دیفرانسیل محکم می شود و طول و تراز بین زنگ و تراشه را ثابت می کند علاوه بر آن گشتاور واکنش چرخ درایو عقب را به حداقل خواهد رساند. برخی اتومبیل های غیر پورشه نیز این عاملی است تا کلاچ و گیربکس را در قسمت عقب اتومبیل قرار گیرد ضمن آن که محور راننده بین آن و موتور قرار دارد. این حالت باعث می شود محور راننده حتی در زمانی که ماشین ثابت بوده و از دنده خارج است مدام با موتور درگیر خواهد شد. در تمامی اتومبیل ها گیربکس یا جعبه دنده و یک کلاچ وجود دارد که بر روی موتور نصب می شود ولی شفت گیربکس عضوی محرک است که به محور عقب خودرو منتهی می شود. این وسیله در زمان ثابت بودن خودرو ثابت بوده و هیچ چرخشی ندارد. نیم شافت به شافت درایوی گفته می شود که دیفرانسیل عقب را به چرخ جلو متصل می کند. ناگفته نماند برای این کار به دو شافت نیاز است که به همین دلیل به آن نیم شافت می گویند [font=Oswald]شفت خودرو پراید جعبه دنده موجود در خودروها از شفت ، یاتاقان، چرخ دنده، پوسته، مکانیزم تعویض دنده تشکیل می شود. شفت مورد استفاده در جعبه دنده معمولا از جنس فولاد آلیاژی تولید می شود که برای بالا بردن مقاومت آن محل های تماس را سخت کاری می کنند.[/font] محور یا شفت خودرو های محرک عقب جعبه دنده ها در هر نوع خودرویی که محور عقب باشد یا به واضح بگوییم چرخ های عقب آن محرک باشد دارای سه محور یا شفت می باشد. شفت ورودی : محور یا شفت ورودی متصل کننده کلاچ به جعله دنده است و گشتاوری تولیدی موتور را از طریق دنده تعبیه شده روی آن به شفت زیر منتقل می کند. شفت زیر : محور یا شفت زیر نقش مقسم گشتاور را دارد که در حالت های مختلف جعبه دنده عمل خواهد کرد. شفت خروج : محور یا شفت خروجی محل نصب دنده های محرک و مجموعه های یکسان کننده سنکرونیزه سرعت می باشد. اصطلاح شفت درایو برای اولین بار در اواسط قرن 19 ظاهر شد. در استفاده مجدد از ثبت اختراع استور در سال 1861 برای یک دستگاه برنامه ریزی و تطبیق بیان شد، این اصطلاح برای اشاره به شفت محور کمربند که توسط آن دستگاه هدایت می شود ، استفاده می شود. این اصطلاح در ثبت اختراع اصلی وی استفاده نشده است. استفاده  اولیه از این اصطلاح در چاپ مجدد ثبت اختراع در سال 1861 برای دستگاه تراش اسب واتکینز و برایسون رخ داده است. در اینجا، این اصطلاح به قدرت انتقال دهنده شفت از چرخ های دستگاه به قطار دنده ای که مکانیسم برش را کار می کند ، اشاره دارد. در دهه 1890 این اصطلاح به روشی نزدیک تر به معنای مدرن شروع شد. به عنوان مثال ، در سال 1891 ، بتلز از شفت بین کامیون های انتقال و رانندگی موتور لوکوموتیو Climax به عنوان شفت محرک نام برد ، و استیلمن از شفتی که اتصال میل لنگ به میل محور عقب دوچرخه محور راننده خود را عنوان می کند ، نام برد. شافت محرک : در سال 1899 ، بوکی از این اصطلاح برای توصیف نیروی انتقال دهنده شافت از چرخ به ماشینهای رانده شده توسط یک مفصل جهانی در اسب بخار خود استفاده کرد. در همان سال ، کلارک Velocipede دریایی خود را با استفاده از این اصطلاح برای اشاره به نیروی انتقال نیرو از طریق یک مفصل جهانی به شفت خودرو توصیف کرد.  كروپتون از این اصطلاح برای اشاره به شافت بین انتقال موتور موتور بخار خود در سال 1903 و محور استفاده كرد. شرکت پیشگام صنعت خودرو ، اتوکار ، اولین نفری بود که از یک شافت درایو در اتومبیل بنزینی استفاده کرد. این وسیله نقلیه که در سال 1901 ساخته شد ، در مجموعه موسسه اسمیتسونیان قرار دارد. [font=Oswald][font=Oswald]خودروی محور جلو[/font][/font] در انگلیسی ، اصطلاح “شافت درایو” به شافت عرضی محدود شده است كه نیرو را به چرخها ، به ویژه چرخهای جلو منتقل می كند. شافت درایو که گیربکس را به دیفرانسیل عقب متصل می کند ، به محور راننده یا محور پروانه می گویند. مونتاژ پیشرانه‌ی شافت شامل یک شاخه پروانه ، یک مفاصل لغزش و یک یا چند اتصال است. در جایی که موتور و محورها از یکدیگر جدا شده اند ، مانند وسایل نقلیه محرک چهار چرخ و چرخ عقب ، این شاخه پروانه است که برای انتقال نیروی محرکه تولید شده توسط موتور به محورها خدمت می کند. محور توان دهی (کاربرد شفت در خودرو) محور توان‌دهی عبارت است از توان کشی از موتور به منظور راه اندازی دستگاه‌های ثابت زراعی یا دستگاه‌های پیرو تراکتور در زمین‌های کشاورزی یا کامیون و کشنده که این امر به وسیلهٔ محور تواندهی انتهایی وسیله مقدور است که توان مورد نیاز خود را از موتور دریافت کرده که به صورت کاملاً مکانیکی کار می‌کند و شامل تعدادی چرخ دنده است که می‌تواند به یکی از سه صورت زیر باشد : ۱- در این حالت که شفتهای ابتدایی می باشند ، توان خود را از قسمت جعبه دنده میگرفتند که در این صورت گردش این شفتها کاملاً وابسته به حرکت کردن تراکتور بر روی زمین بوده‌است و سرعت گردش این شفت‌ها به وسیلهٔ یک سری چرخ تنظیم میشده‌ است ، که در یک دور موتور مشخص تأمین میشده‌است . ۲- نوع دیگر این شفتها که به شفتهای LPTO معروف شدند و مخفف عبارت Live Power take-off است از برتری خاصی نسبت به گونه قبلی خود برخوردار بوده که از یک کلاچ دومرحله ای بر روی تراکتور بهره میبرد که همین امر باعث شد تا بتوان از این قابلیت در هنگام توقف تراکتور بر روی زمین نیز استفاده کرد که در این حالت دو کلاچ بر روی فلایویل نصب می‌شود که در صورت خلاص شدن جعبه دنده اصلی به وسیلهٔ یک شفت تو در تو توان از موتور به شفت PTO انتقال یابد . ۳- این نوع شفت که خود نیز یک نوع دیگر از شفتهای LPTO است ، دارای یک جعبه دنده جداگانه بوده که در این صورت دارای کلاچ جداگانه هستند .