Что такое шарнир неравных угловых скоростей
Перейти к содержимому

Что такое шарнир неравных угловых скоростей

  • автор:

Шарниры неравных угловых скоростей

Схема привода передних колес. Устройство и описание

Карданные шарниры неравных угловых скоростей:

а—в — неравных угловых скоростей; г и д — равных угловых скоростей; 1, 2, 24 и 28— вилки; 2— карданный вал; 3— крышка; 4— стопорная пластина; 5— стакан подшипника; 6— иголки; 7— войлочные уплотнения; 8— масленка; 9— крестовина; 10 — предохранительный клапан; 12 — отражатель; 13 — самоподжимная уплотнительная манжета; 14 — стопорное кольцо; 15 и 16 — радиальные и торцевые уплотнительные манжеты; 17— ведущие шарики; 18— наружный кулак; 19— центральный шарик; 20— внутренний кулак; 21 — штифт; 22— шпилька; 23— полуось; 25 и 27— полуцилиндрические кулаки; 26 — центральный диск.

Карданные шарниры неравных угловых скоростей

Карданные шарниры неравных угловых скоростей (рис. 92, а—в) применяются в карданных передачах для передачи крутящего момента от коробки передач (раздаточной коробки) на главную передачу ведущего моста под постоянно изменяющимся углом.

Карданный шарнир неравных угловых скоростей отличается тем, что при равномерном вращении ведущего вала скорость ведомого вала постоянно изменяется. За один оборот карданного вала ведомая вилка при вращении дважды обгоняет ведущую и дважды отстает от нее. Вследствие неравномерности возникают дополнительные нагрузки на детали механизмов ведущего моста, увеличивая интенсивность изнашивания. Чтобы устранить неравномерность вращения ведомой части, устанавливают несколько карданных шарниров (в автомобиле ЗИЛ-4314.10 их три). Для компенсации осевых удлинений используют шлицевое соединение одной из вилок кар-

Карданные шарниры

Рис. 92. Карданные шарниры: а—в — неравных угловых скоростей; гид — равных угловых скоростей; /, 11, 24 и 28 — вилки; 2 — карданный вал; 3 — крышка; 4 — стопорная пластина; 5 — стакан подшипника; 6 — иголки; 7 — войлочные уплотнения; 8 — масленка; 9 — крестовина; 10 — предохранительный клапан; 12 — отражатель; 13 — самоподжимная уплотнительная манжета; 14 — стопорное кольцо; 15 и 16 — радиальные и торцевые уплотнительные манжеты; 17— ведущие шарики; 18— наружный кулак; 19— центральный шарик; 20— внутренний кулак; 21 — штифт; 22 — шпилька; 23 — полуось; 25 и 27 — полуцилиндрические кулаки;

26 — центральный диск данного шарнира с валом. Промежуточная опора снижает вибрацию и предотвращает возникновение нагрузок в промежуточном валу, которые возникают из-за неточности монтажа опоры и деформации рамы.

Шарниры равных угловых скоростей

Шарниры равных угловых скоростей (рис. 92, г—д) применяются для передачи крутящего момента от дифференциала на ведущие управляемые колеса. При соединении валов шарнирами равных угловых скоростей ведомый вал вращается равномерно с постоянной угловой скоростью, соответствующей угловой скорости ведущего вала. Чаще применяют шариковые, кулачковые и трехшиповые шарниры (рис. 93, 94).

Шариковый шарнир равных угловых скоростей (шарнир Вейса) состоит из следующих элементов (см. рис. 92, г):

Привод передних колес

  • • ведущего вала со шлицами, входящими в зацепление с полуосевым зубчатым колесом дифференциала и вилкой с делительными канавками;
  • • ведомого вала со шлицами, входящими в зацепление с ведущим фланцем ступицы колеса и вилкой с делительными канавками;
  • • четырех ведущих шариков, расположенных в делительных канавках вилок;
  • • центрирующего шарика вилок, помещенного в сферические углубления на торцах вилок.

Рис. 93. Привод передних колес: 1 — корпус внутреннего шарнира; 2 — фиксатор внутреннего шарнира; 3 — кольцо крепления чехла; 4 — вал привода передних колес; 5 — защитный кожух чехла; 6 — защитный чехол; 7 — упорное кольцо обоймы; 8 — сепаратор; 9 — хомут; 10 — шарик; II — обойма; 12 — стопорное кольцо обоймы; 13 — корпус наружного шарнира

Детали наружного шарнира привода передних колес

Рис. 94. Детали наружного шарнира привода передних колес:

1 — корпус шарнира; 2 — сепаратор; 3 — обойма; 4 — шарики

Центрирующий шарик имеет лыску, которая располагается при сборке против вставленного ведущего шарика. Шарик стопорят шпилькой, расположенной в осевом канале ведомой вилки, одним концом входящей в отверстие центрирующего шарика, таким образом запирая собранный карданный шарнир. Делительные канавки имеют специальную форму, при которой ведущие шарики независимо от угловых перемещений вилок всегда располагаются в плоскости, делящей пополам угол (биссекторная плоскость) между осями ведущей и ведомой вилок. Благодаря этому обе вилки имеют одинаковую частоту вращения. Предельный угол между осями валов 32—33°.

Шариковый шарнир равных угловых скоростей (шарнир Рцеппа) состоит из двух кулаков: внутреннего, связанного с ведущим валом, и наружного, связанного с ведомым валом. В обоих кулаках имеется по шесть тороидных канавок, расположенных в плоскостях, проходящих через оси валов. В канавках находятся шарики, положение которых задается сепаратором, взаимодействующим с валами через делительный рычажок. Один конец рычажка поджимается пружиной к гнезду внутреннего кулака, другой скользит в цилиндрическом отверстии ведомого вала. При изменении относительного положения валов рычажок наклоняется и поворачивает сепаратор, который в свою очередь, изменяя положение шариков, обеспечивает их расположение в бисекторной плоскости. В данном шарнире крутящий момент передается через все шесть шариков. Предельный угол между осями валов 35—38°.

Шариковый шарнир Рцеппа без делительного рычажка (см. рис. 94). Установка шариков в бисекторную плоскость происходит благодаря эксцентричности сфер, в которых располагаются оси тороидальных канавок кулаков. Центры сфер, в которых лежат оси канавок наружного (ведомого) и внутреннего (ведущего) кулаков, расположены так, что при повороте оси ведомого вала по часовой стрелке верхний шарик выталкивается из сужающегося пространства между кулаками, а нижний с помощью сепаратора перемещается в увеличивающееся пространство с другой стороны шарнира. Остальные шарики занимают промежуточное положение. Работа данного шарнира подобна работе шарнира Рцеппа, имеющего делительный рычажок, однако характеризуется менее точной кинематикой. Простота и надежность конструкций, высокая несущая способность при небольших габаритных размерах способствуют их широкому применению на переднеприводных автомобилях.

Кулачково-дисковый шарнир равных угловых скоростей (шарнир Тракта)

(см. рис. 92, д) состоит из связанных с ведущим и ведомым валами полуци- линдрических вилок и вставленных в них цилиндрических кулаков, в пазы которых входит диск, передающий крутящий момент от ведущей вилки к ведомой. Максимальное значение угла между валами до 45°. Большая контактная поверхность деталей, воспринимающая усилия, и высокая несущая способность обуславливают их применение на тяжелых грузовых автомобилях.

Трехшиповые шарниры. В трехшиповом шарнире крутящий момент от ведущего вала передают три сферических ролика, которые установлены на радиальных шипах, жестко связанных с корпусом шарнира ведомого вала. Шипы относительно друг друга располагаются под углом 120°. Ведущий вал имеет трехпальцевую вилку, в цилиндрические пазы которой входят ролики. При передаче момента между несоосными валами ролики перекатываются со скольжением вдоль пазов и одновременно скользят в радиальном направлении относительно шипов. Предельный угол между осями валов до 40°. Особенностью данного шарнира является то, что в отличие от шариковых шарниров передача момента от ведущих элементов на ведомые происходит не в бисекторной плоскости, а в полости, проходящей через оси шипов. Равенство частот вращения ведущего и ведомого валов обеспечивается при любом взаиморасположении их осей.

Шарнир неравных угловых скоростей

шарнир неравных угловых скоростей

Мы уже рассматривали шарнир равных угловых скоростей, а в этой статье мы рассмотрим шарнир неравных угловых скоростей. Шарнир неравных угловых скоростей используется для передачи крутящего момента от КПП до главной передачи ведущего моста.

Шарнир неравных угловых скоростей имеет отличие от равного в том, что при равномерном вращении ведущего вала, скорость ведомого вала находится в постоянном изменении. Это происходит из-за того, что за один оборот вала, ведомая вилка дважды обгоняет ведущую, а затем дважды отстаёт. Из-за этой неравномерности, ведущий мост подвергается сильным нагрузкам, что в последствии приводит к быстрому износу деталей.

Для того чтобы компенсировать эту неравномерность, устанавливают несколько шарниров неравных угловых скоростей.

А для того, чтобы ещё минимизировать появление избыточной нагрузки в промежуточном карданном вале, устанавливают промежуточную опору.

  • Укорачивание карданного вала
  • Особенности ремонта карданных валов в Европе и России
  • Ремонт грузовых карданных валов

Добавить комментарий Отменить ответ

Для отправки комментария вам необходимо авторизоваться.

  • Запчасти для кардана — в ассортименте!
  • GKN крестовины немецкого производства
  • Классификация легковых автомобилей
  • Ремонт карданного вала Субару (Subaru Forester, Legacy, Outback)
  • Ремонт карданных валов МАН (MAN)

Новости!

Открыли ещё 2 сервиса в Липецке и в Перми — Звоните! Скидки в честь открытия!
Мы работаем с 9:00 до 21:00, в любой день недели!
Мы ремонтируем карданные валы заводскими методами восстановления деталей

Запасные части и услуги:

  • — Балансировка карданного вала
  • — Крестовина карданного вала
  • — Подвесной подшипник (опора) карданного вала
  • — Шлицевое соединение карданного вала
  • — Эластичная муфта
  • — Вилка карданного вала
  • — Пыльник кардана
  • — Фланец карданного вала

Полезные статьи

  • Ремонт карданного вала в Тюмени
  • Ремонт карданных валов в Екатеринбурге
  • Карданный вал Рено Дастер
  • Ремонт карданных валов в Воронеже
  • Проектирование и расчет карданной передачи
  • Углы наклона валов карданной передачи
  • Ремонт карданных валов Scania

Карданные шарниры

Расположение карданного шарнира

Одновальные и двухвальные карданные передачи, используемые для соединения коробки передач, раздаточной коробки и ведущих мостов автомобилей, имеют карданные шарниры неравных угловых скоростей. Карданные передачи с шарнирами равных угловых скоростей на автомобилях применяются для привода передних управляемых и одновременно ведущих колес.

Карданным шарниром, или карданом, называется подвижное соединение, обеспечивающее передачу вращения между валами, оси которых пересекаются под углом. В автомобилях применяются карданные шарниры неравных и равных угловых скоростей.

Карданный шарнир неравных угловых скоростей (асинхронный) состоит из вилки 1 (рисунок 1, а) ведущего вала, вилки 3 ведомого вала и крестовины 2, соединяющей вилки с помощью игольчатых подшипников. Вилка 3 может поворачиваться относительно оси ОО крестовины и одновременно с крестовиной поворачиваться относительно оси О1О1 при передаче вращения с ведущего вала на ведомый при изменяющемся угле γ между валами.

Карданные шарниры

Рисунок 1 — Карданные шарниры

а — неравных угловых скоростей; б — равных угловых скоростей; 1, 3 — вилки; 2 — крестовина; 4, 5 — валы; 6, 7 — шарики; ω1, ω2 — угловые скорости ведущего и ведомого валов соответственно; γ, Θ — углы между валами

Если ведущий вал повернется на некоторый угол α, то ведомый вал за это время повернется на какой-то другой угол β и соотношение между углами поворота валов будет:

tg α = tg β cos γ.

Следовательно, валы вращаются с разными скоростями1 ≠ ω2), а ведомый вал — еще и неравномерно. Неравномерность вращения валов тем больше, чем больше угол γ между валами. При этом неравномерное вращение валов вызывает дополнительную динамическую нагрузку на детали трансмиссии и увеличивает их изнашивание.

Для устранения неравномерного вращения используют два карданных шарнира неравных угловых скоростей, которые устанавливают на концах карданного вала. При этом вилки карданных шарниров, соединенные с карданным валом, располагаются в одной плоскости. Тогда неравномерность вращения, создаваемая первым карданным шарниром, выравнивается вторым карданным шарниром, и ведомый вал вращается равномерно со скоростью ведущего вала.

Карданные шарниры неравных угловых скоростей допускают передачу вращения при углах γ между валами до 15. 20º.

Карданный шарнир равных угловых скоростей (синхронный) состоит из фасонных вилок (рисунок 1, б), изготовленных за одно целое с ведущим 4 и ведомым 5 валами. Вилки имеют овальные делительные канавки, в которых находятся рабочие шарики 6. Центрирование вилок осуществляется шариком 7, размещенным в сферических углублениях внутренних торцов вилок.

Вращение с вала 4 на вал 5 передается через рабочие шарики 6. Канавки вилок имеют специальную форму, которая независимо от изменения угла γ между валами обеспечивает расположение рабочих шариков в плоскости АА, делящей угол Θ пополам. В результате этого оба вала вращаются с равными скоростями (ω1 = ω2).

Шариковый шарнир такого типа может передавать вращение при углах γ между валами, достигающих 30. 32º.

Шарнир прост по конструкции и сравнительно недорог при изготовлении. Однако он имеет ускоренное изнашивание из-за наличия скольжения рабочих шариков относительно канавок и высокого давления между шариками и канавками.

Другие статьи по карданной передаче

  • Карданная передача — назначение и типы
  • Примеры конструкций карданных передач

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *