Вікіпедія:Пісочниця: відмінності між версіями
Вилучено вміст Додано вміст
м Відкинуто редагування 78.128.47.204 (обговорення) до зробленого Mykola7 Мітка: Відкіт |
Olexos (обговорення | внесок) Немає опису редагування Мітка: Скасовано |
||
Рядок 1:
'''Шарнір рівних кутових швидкостей''' (''синхронний карданний шарнір'', ''гомокінетичний шарнір'', ''сленг «граната»'') — механізм призначений передавати [[потужність]] ([[обертовий момент]] та [[Кутова швидкість|кутову швидкість]]) між валами, що знаходяться під кутом, причому цей кут, у процесі роботи, змінюється. На відміну від [[Карданна передача|шарніра нерівних кутових швидкостей]] (асинхронного карданного шарніра), що виконує аналогічну фунцію, кутові швидкості ведучої та ведної ланок є рівними та співпадають.
Деякі синхронні карданні шарніри забезпечують не тільки передачу моменту під кутом, а й осьове переміщення вала (універсальні шарніри).
Використовується у [[Трансмісія|трансмісії]] автомобіля, у приводі передніх ведучих та керованих коліс чи задніх ведучих коліс при незалежній [[Підвіска автомобіля|підвісці]]. Подекуди можуть використовуватись для передачі потужності від [[Коробка передач|коробки передач]] до [[Головна передача|головної передачі]] з [[Диференціал (механіка)|диференціалом]] (замість карданних шарнірів Гука).
== Різновиди синхронних карданних шарнірів ==
=== Здвоєний карданний шарнір ===
[[Файл:Double Cardan Joint (animated).gif|міні|ліворуч|200пкс|Здвоєний карданний шарнір]]
Перші конструкції синхронних карданних шарнірів створювались шляхом спарювання звичайних карданних шарнірів, через що й називаються здвоєними. Частота обертання валів на вході та виході шарніра буде рівною, якщо внутрішні вилки двох послідовно з'єднаних шарнірів лежать у одній площині, а кут між осями вилок однаковий. Іншими словами — точка, де перетинаються осі вилок, має знаходитись на бісектрисі кута, котрий вони утворюють. Два простих шарніри з'єднуються або безпосередньо, або через проміжну (її називають ділильною) ланку, всередині котрої є центрувальний пристрій. Призначення останнього — постійно ділити навпіл кут між віссю внутрішньої здвоєної вилки та зовнішніми вилками.
Здвоєний карданний шарнір може працювати при кутах між валами до 42°. Його перевага — відсутність пильників для утримання мастила, недолік — порівняно невеликий пробіг, що обмежується 50-70 тис. км. Такі шарніри можна було зустріти на перших передньопривідних автомобілях, тривалий час (до 1960-их) їх застосовували на деяких французьких автомобілях.
=== Шарнір «Тракта» ===
[[Файл:Tracta Constant Velocity Joint.jpg|міні|ліворуч|200пкс|Шарнір «Тракта»]]
Подальшим розвитком цієї конструкції став кулачковий шарнір типу «Тракта». У такого шарніра вилки виконані разом з валами та з'єднуються через два фігурні кулачки. При роботі шарніру кулачки зміщуються один відносно іншого у горизонтальній площині, а вилки у вертикальній по канавках відповідного кулачка. Між собою кулачки з'єднані у шип. Усі деталі шарніру знаходяться у корпусі, що постійно задає таке взаємне розташування вилок, при якому точка, де перетинаються осі валів, завжди лежать на бісектрисі кута між ними. У зв'язку з тим, що кулачки шарніру при поворотах займають різні положення відносно інших його частин, виникає циклічний дисбаланс, котрий на високих обертах може прискорити знос шарніра. Тому з'єднання «Тракта» застосовують переважно на вантажівках підвищеної прохідності, де шарніри працюють з меншою швидкістю.
=== Кулачково-дисковий шарнір ===
Різновидом кулачкового шарніру є кулачково-дисковий, який встановлюють, зокрема, на повнопривідних автомобілях КрАЗ, Урал, КамАЗ. Він складається із з'єднаних з ведучим та веденим валами вилок, а також вставлених у них циліндричних кулачків. У їх пази входить диск, що передає обертання від ведучої вилки до веденої. При роботі кожен з кулачків пвертається водночас відносно вилки та осі диску. У вертикальній площині вилки повертаються відносно кулачків, а у горизонтальній — разом з ними навколо диска, оскільки вісь паза в кулачку перпендикулярна осі його зовнішньої циліндричної поверхні. Осі отворів вилок знаходяться у одній площині, котра співпадає з середньою площиною диску. Вони розташовані на рівних відстанях від точки, де перетинаються осі валів, та завжди перпендикулярні їм. Точка перетину осей отворів при будь-якому розташуванні вилок розташовується у бісекторній площині, тобто у площин, що ділить кут між вилками навпіл.
Завдяки значній контактній поверхні деталей, що сприймають зусилля, кулачково-дисковий, як і будь-який кулачковий шарнір, має компактні розміри. Він особливо зручний на вантажних автомобілях, де потрібно передавати значний обертовий момент. Основним недоліком конструкції є, те що деталі працюють в умовах тертя ковзання. Це призводить до підвищеного нагріву усього вузла та знижує його ККД. Однак при хорошому мащенні зносостійкість та надійність роботи цих шарнірів прийнятні. Максимальний кут, при якому може працювати шарнір 45-55°.
=== Шарнір «Бендикс-Вейс» ===
[[Файл:ШРУСы автомобилей УАЗ в магазине ф2.jpg|міні|ліворуч|200пкс|Шарнір «Бендикс-Вейс»]]
Шарнір «Бендикс-Вейс» допускає кут між валами до 40°. Вали закінчуються вилками (які також називають кулаками), на внутрішній поверхні яких у взаємноперпендикулярних площинах виконані чотири канавки напівкруглого профілю. У місцях, де перетинаються канавки двох вилок, розташовано по одній кульці.
Середні лінії канавок являють собою кола однакового радіуса, центри яких лежать на відповідних вилках та рівновіддалені від центру всього шарніра. При обертанні ці лінії утворюють дві сферичні поверхні, що перетинаються одна з іншою по колу, яке є траекторією руху кульок. Завдяки симетричному розташуванню канавок у обох вилках центри кульок завжди знаходяться у бісекторній площі, чим і досягається рівномірність обертання валів. Однак навіть незначне осьове переміщення однієї вилки відносно іншої викликає зміну траекторії руху кульок. Тому вилки фіксують від переміщення під дією осьових сил, встановлюючи між ними центруючу кульку.
Оскільки шарнір такого типу не є самостійним вузлом, його важко виготовити з малими зазорами між канавками та кулькою та відбалансувати. Цей факт негативно відображається на високій частоті обертання, й дана конструкція застосовується тільки на автомобілях підвищеної прохідності, де така швидкість не досягається. Зокрема, у ньому обертовий момент передають тільки дві кульки, що визначає високі питомі тиски на контактних поверхнях та швидкий знос (через 15-25 тис. км) шарнірів. Це не дозволяє використовувати їх на тих автомобілях, у яких привід до передніх коліс є постійним.
=== Шарнір «Рцеппа» ===
У шарнірі «Рцеппа» обертовий момент у обох напрямах передається усіма шістьома кульками, що збільшує його довговічність (понад 100 тис. км). У результаті при менших розмірах шарніра можна передавати більший обертовий момент та використовувати його при постійному приводі коліс.
Деталі шарніра знаходяться у сферичному корпусі, на внутрішній поверхні якого нарізані шість рівнорозташованих напівкруглих канавок. Такі ж канавки зроблені у обоймі, у внутрішні шліци якої входить ведений вал. Обертовий момент передається від обойми до корпуса через кульки. При зміні кута між валами ділильний пристрій автоматично встановлює кульки у бісекторну площину. Цей пристрій складається із сепаратора у котрому розташовані кульки, сферичної опорної шайби та ділильного важеля. Важіль, проходячи через отвір у опорній шайбі, входить сферичними поверхнями у сферичні гнізда ведучого та веденого валів, а пружина притискає його до вала.
=== Шарнір «Рцеппа-Бірфілд» ===
[[Файл:CV-Joint-WithTransparency.gif|міні|ліворуч|200пкс|Шарнір «Рцеппа-Бірфілд»]]
У спрощених варіантах цієї конструкції роль ділильного механізму виконують канавки. У шарнірі «Рцеппа-Бірфілд» центр, з якого описані дуги канавок корпуса та обойми, зміщений на 1-1,5 мм.
=== Шарнір «Рцеппа-Лебро» (універсальний) ===
У «Рцеппа-Лебро», канавки еліптичного профілю попарно симетричні та розташовані під кутом 16° до твірних внутрішньої поверхні корпуса та зовнішньої поверхні обойми. У результаті у просторі різнонаправлених канавок корпуса та зірочки кульки завжди знаходяться у бісекторній поверхні.
=== Шарнір «Рцеппа-ГКН» (універсальний) ===
Аналогічно до попередників такий шарнір має зовнішню та внутрішню обойми (зовнішній і внутрішній кулаки чи корпус та обойму), кульки та сепаратор. Однак форма обойм допускає осьове зміщення вала на 13-55 мм, що потрібно для компенсації зміни довжини приводу: при ходах підвіски відстань між колесом та головною передачею з диференціалом змінюється. Кут між валами до 25°. Відповідно, використовується як внутрішній синхронний карданний шарнір.
=== Шарнір «Трипод» ===
[[Файл:Tripod half axle.png|міні|ліворуч|200пкс|Частина шарніру «Трипод»]]
У шарнірі типу «Трипод» обертовий момент передають три сферичні ролики, котрі насаджені на шипи хрестовини, з'єднаної з ведучим валом, і ковзають у циліндричних пазах вилки веденого вала. Ролики завжди знаходяться у бісекторній площині шарніра. Він технологічно простіший за кулькові шарніри, допускає кути між валами до 45°, однак його кінематика не допускає повної синхронності передачі обертання.
| |||