что такое универсальный шарнир
Универсальный шарнир между приводными валами
Несмотря на то, что универсальный шарнир карданного вала считается устаревшим решением, он все еще часто используется в современных автомобилях. Поперечины приводного вала — это асинхронные шарниры, соединяющие вал передачи крутящего момента и вал приема крутящего момента. Таким образом, они вызывают периодическое изменение скорости вращения вала, воспринимающего крутящий момент, дважды за один оборот.
Поперечные валы чаще всего устанавливаются на приводные валы, передающие мощность от двигателя в передней части автомобиля к задней оси, а также в обратной ситуации, когда двигатель установлен в задней части автомобиля и передает мощность на переднюю ось автомобиля. Универсальный шарнир является более эффективным решением, чем ШРУСы, поскольку он способен передавать гораздо больший крутящий момент на ведомую ось.
Универсальный шарнир в карданном вале
Универсальный шарнир — это простая конструкция, которая соединяет два вала и застревает в их вилках. Универсальный шарнир опирается на подшипники, обычно игольчатые, которые защищены с внешней стороны вилки кольцами. Существуют поперечины с герметичными конструкциями, в которых невозможно заменить смазку и другие компоненты.
Поперечины приводных валов — это очень прочные конструкции, способные эффективно работать даже после нескольких сотен тысяч километров пробега. Однако чрезмерное и интенсивное использование, особенно в спортивных автомобилях и внедорожниках, может значительно сократить это расстояние.
Наиболее частым признаком неисправности поперечного кузова является стук, доносящийся из-под шасси. Он особенно хорошо слышен во время ускорения и замедления. Также могут возникать вибрации при определенной скорости. Также известны случаи поломки поперечных распорок. С такой ситуацией обычно сталкиваются водители внедорожников, которые не щадят свои автомобили во время движения по бездорожью. Повреждение поперечного вала обычно происходит в результате повреждения подшипника, потери смазки или коррозии.
Шарнир Гука — описание и его функции
Шарнир Кардана, универсальный шарнир, приспособление для передачи вращения между двумя валами, стоящими под углом друг к другу. Предназначен для передачи крутящего момента от колонкового привода на задвижку.
Шарнир Гука применяется там, где угол между осями валов меняется вследствие относительной подвижности или перемещения их опор, например, в сельскохозяйственных машинах, автомобилях ( так называемый карданный вал), фрезерных станках и др.
Если соединить последовательно два шарнира Гука, то можно передать вращение между осями, не лежащими в одной плоскости. В этом случае опора среднего вала может быть устранена и механизм превращается в шестизвенный 4-го рода. В практике такой механизм применяется для получения постоянного передаточного числа. С этой целью обе вилки промежуточного вала монтируют в одной плоскости, а оси ведущего и ведомого валов располагают под равными углами к оси промежуточного вала.
Крестово-шарнирная муфта, или шарнир Гука, состоит из двух втулок, насаживаемых на соединяемые валы, и разъемного кольца, скрепляемого болтами. На втулках имеются по два отростка с цапфами на концах, которые охватываются разъемным кольцом. Смещение валов происходит за счет относительного перемещения деталей муфты во время работы.
Входит составной частью в некоторые гидроприводы, например в гидропривод, представляющий компактное соединение в одном корпусе насоса и мотора. Гука с диском 3, вращающимся в чашке 4, которая может устанавливаться под разными углами а к валу с помощью особого управления R. В диске 3 сделаны шаровые гнезда для головок шатунов 5, приводящих в движение поршни 6 последние же ходят в цилиндрических каналах барабана, заклиненного на ведущем валу. При вращении вала поршни засасывают масло и выталкивают его в каналы неподвижной распределительной шайбы, откуда она поступает под поршни мотора, имеющего такое же устройство, как и насос, но и с расположением. При совпадении осей диска 3 и вала 1 передаточное число шарнира Гука постоянно и равно единице, а потому поршни насоса не1 работают и мотор стоит. При отклонении чашки с диском вал мотора приходит во вращение со скоростью, доходящей до скорости ведущего вала при afl. При отклонении чашки в другую сторону вал мотора полу-чает обратное вращение, следовательно, механизм реверсивный.
Шарниры Гука и система приводных шестерен арматуры также проходят полную ревизию. Все электрооборудование арматуры и колонки дистанционного управления ( КДУ) передаются для ревизии электромонтажной организации.
Наличие шарнира Гука и направляющего стержня устраняет неизбежный при ручной притирке перекос инструмента. При помощи шарнира Гука достигается перпендикулярность разрывного усилия к плоскости склеивания.
универсальный шарнир
Смотреть что такое «универсальный шарнир» в других словарях:
универсальный шарнир — шарнир Гука Устройство из двух вилок, соединённых крестообразным элементом, образующих кинематические пары, оси которых пересекаются под прямым углом. [http://sl3d.ru/o slovare.html] Тематики машиностроение в целом Синонимы шарнир Гука … Справочник технического переводчика
универсальный шарнир — Kardano lankstas statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. Cardan joint; Hooke’s coupling; universal joint vok. Kardangelenk, n; Universalgelenk, n; Wellengelenk, n rus. кардан, m; карданный шарнир, m; универсальный шарнир, m pranc. cardan, m;… … Fizikos terminų žodynas
универсальный шарнир — Kardano pakaba statusas T sritis automatika atitikmenys: angl. gimbal vok. kardanische Aufhängung, f; Kardanring, m rus. карданный подвес, m; универсальный шарнир, m pranc. articulation à Cardan, f; Cardan, m; charnière universelle, f … Automatikos terminų žodynas
ШАРНИР ГУКА, УНИВЕРСАЛЬНЫЙ ШАРНИР — (Universal joint, coupling) подвижное (шарнирное) соединение валов, допускающее работу последних под изменяющимися углами. Концы валов снабжены вилками, соединяющимися с помощью жесткой крестовины, концы которой могут свободно вращаться в… … Морской словарь
двойной универсальный шарнир — Шарнир, состоящий из двух универсальных шарниров, имеющих одно общее звено. [http://sl3d.ru/o slovare.html] Тематики машиностроение в целом … Справочник технического переводчика
ШАРНИР ГУКА — шарнир Кардана, универсальный шарнир, приспособление для передачи вращения между двумя валами, стоящими под углом друг к другу (см. Карданный вал). Ш. Г. состоит из центральной крестовины и двух насаженных на концы валов вилок, которые шарнирно… … Сельскохозяйственный словарь-справочник
ШАРНИР ГУКА — универсальный шарнир, механизм Кардана, пространственный шарнирный механизм в виде креста, связывающий при помощи промежуточного звена 2 (фиг. 1) два вала 1 и 3, каждый из к рых оканчивается вилкой, вращающейся на противоположных концах креста.… … Технический железнодорожный словарь
Шарнир — Цилиндрический шарнир Шарнир (нем. Scharnier, от фр. charniere, от лат. c … Википедия
карданный шарнир — Kardano lankstas statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. Cardan joint; Hooke’s coupling; universal joint vok. Kardangelenk, n; Universalgelenk, n; Wellengelenk, n rus. кардан, m; карданный шарнир, m; универсальный шарнир, m pranc. cardan, m;… … Fizikos terminų žodynas
универсальный шарнир
Смотреть что такое «универсальный шарнир» в других словарях:
универсальный шарнир — шарнир Гука Устройство из двух вилок, соединённых крестообразным элементом, образующих кинематические пары, оси которых пересекаются под прямым углом. [http://sl3d.ru/o slovare.html] Тематики машиностроение в целом Синонимы шарнир Гука … Справочник технического переводчика
универсальный шарнир — Kardano lankstas statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. Cardan joint; Hooke’s coupling; universal joint vok. Kardangelenk, n; Universalgelenk, n; Wellengelenk, n rus. кардан, m; карданный шарнир, m; универсальный шарнир, m pranc. cardan, m;… … Fizikos terminų žodynas
универсальный шарнир — Kardano pakaba statusas T sritis automatika atitikmenys: angl. gimbal vok. kardanische Aufhängung, f; Kardanring, m rus. карданный подвес, m; универсальный шарнир, m pranc. articulation à Cardan, f; Cardan, m; charnière universelle, f … Automatikos terminų žodynas
универсальный шарнир — карданный шарнир universal [cardan] joint Трехзвенная кинематическая цепь для соединения двух валов с изменяемым углом пересечения их осей. Шифр IFToMM: 1.2.18 Раздел: СТРУКТУРА МЕХАНИЗМОВ … Теория механизмов и машин
ШАРНИР ГУКА, УНИВЕРСАЛЬНЫЙ ШАРНИР — (Universal joint, coupling) подвижное (шарнирное) соединение валов, допускающее работу последних под изменяющимися углами. Концы валов снабжены вилками, соединяющимися с помощью жесткой крестовины, концы которой могут свободно вращаться в… … Морской словарь
двойной универсальный шарнир — Шарнир, состоящий из двух универсальных шарниров, имеющих одно общее звено. [http://sl3d.ru/o slovare.html] Тематики машиностроение в целом … Справочник технического переводчика
ШАРНИР ГУКА — шарнир Кардана, универсальный шарнир, приспособление для передачи вращения между двумя валами, стоящими под углом друг к другу (см. Карданный вал). Ш. Г. состоит из центральной крестовины и двух насаженных на концы валов вилок, которые шарнирно… … Сельскохозяйственный словарь-справочник
ШАРНИР ГУКА — универсальный шарнир, механизм Кардана, пространственный шарнирный механизм в виде креста, связывающий при помощи промежуточного звена 2 (фиг. 1) два вала 1 и 3, каждый из к рых оканчивается вилкой, вращающейся на противоположных концах креста.… … Технический железнодорожный словарь
Шарнир — Цилиндрический шарнир Шарнир (нем. Scharnier, от фр. charniere, от лат. c … Википедия
карданный шарнир — Kardano lankstas statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. Cardan joint; Hooke’s coupling; universal joint vok. Kardangelenk, n; Universalgelenk, n; Wellengelenk, n rus. кардан, m; карданный шарнир, m; универсальный шарнир, m pranc. cardan, m;… … Fizikos terminų žodynas
Шарниры. Виды и применение. Принцип работы и особенности
Шарниры – подвижные соединения двух или более деталей, обеспечивающие выполнение ими вращательного движения относительно друг к другу. Являются узлом различных механизмов и простых конструкций, к примеру, дверных петель, карданной передачи автомобиля и т.д. Соединение, состоящее из последовательно скрепленных нескольких шарниров, называется кинематической цепью.
Что такое шарнир
Шарниры являются неотъемлемой конструктивной частью механизмов, предусматривающих возможность вращения одной детали относительно оси или точки второй. Это движение возможно в одном или нескольких направлениях, что зависит от типа крепления. Механика такого соединения используется не только при производстве сложных механизмов. Она заложена в устройстве скелета любого высшего существа. Суставы локтя, кисти, колена работают по принципу шарнира. Скорей всего, именно анатомия послужила источником идей для разработки более сложных механизмов шарниров. Последние используются сейчас в разных направлениях, таких как автомобилестроение, производство промышленного оборудования, дверных петель и т.д.
Наличие шарнира в конструкции позволяет элементам соединенной пары перемещаться без изгибов, деформации или других конструктивных изменений. При этом сложность такого механизма напрямую влияет на ряд важных параметров:
Уход за шарнирами
Шарнирный узел поддается сильному механическому трению. Для снижения износа соединенной пары требуется обеспечение ее смазки. В зависимости от сложности системы она подается вручную или автоматически. В упрощенных шарнирах, типа дверных петель, используется жидкое масло, которое достаточно нанести раз в несколько лет. Оно заполняет зазор между трущимися деталями и не стекает за счет гигроскопичности. У более сложных шарниров для снижения трения предусматриваются подшипники, покрываемые густыми смазками. Смазка наносится на их обойму с шариками или роликами. Устройства с этим типом обслуживания более тихие, долговечные, и меньше подвержены трению. Высокооборотистые машины предусматривают принудительную автоматическую подачу масла для смазки. Их трущиеся детали могут находиться в масляной ванне или подача масла выполняется путем принудительного нагнетания с обмыванием контактной пары.
Для обеспечения тихой стабильной работы шарнирного механизма требуется выполнение его периодического обслуживания согласно техническим рекомендациям. Это сопровождается помимо добавления или замены смазочных материалов, также установкой новых защитных кожухов и пыльников, если они предусмотрены конструктивно. Данные составляющие препятствуют попаданию между трущейся парой пыли, грязи или прочих абразивных частиц. Они предотвращают насыщению смазки стирающим абразивом, ускоряющим износ. Защитные элементы изготавливаются из резины, поэтому подвержены эффекту старения, особенно при контакте с солнечным светом и смазочными материалами. Как следствие они склонны к растрескиванию. В связи с этим периодически выполняется их замена.
Какие шарниры бывают
Современные механизмы состоят из разных типов шарниров. Наиболее распространенными среди них являются следующие конструкции:
Цилиндрическая
Это очень простой тип шарнира. В нем предусматривается вращение двух элементов вокруг общей оси. Примером такой конструкции выступают дверные петли. Данный механизм представляет собой 2 полых цилиндра, в которых внутри находится общий штырь, выступающий осью вращения.
Они оборачиваются вокруг него. Это очень простая конструкция, для изготовления которой достаточно применения только токарного станка. Прочие шарниры требуют сложного литья и большего количества металла, вследствие чего более дорогие.
Шаровая
Это также достаточно простая конструкция. Она представляет собой палец, заканчивающийся шаром. Тот помещается внутрь полости корпуса, имеющей сферическую форму. Палец с шаром в корпусе сохраняет возможность двигаться вокруг своей оси, а также менять угол уклона. То есть, механизм рассчитан на движение вокруг одной точки, а не оси, как в случае с цилиндрической конструкцией. Это очень распространенная шарнирная схема, применяемая в различных механизмах автомобиля, к примеру, элементах рулевого управления. Особенность шаровой опоры в том, что на нее можно прикладывать большое давление. Шар при этом за счет своей массивности отличается достаточно большой стойкостью к износу, интенсивность которого зависит от способа подачи смазки и ее характеристик.
Аналогичным образом работает фаркоп для подсоединения автоприцепа. В этом случае он сам выполняет функцию шаровой опоры, а ответная часть прицепа работает как корпус. Это крепление позволяет выполнять повороты при движении. При этом шаровый фаркоп компенсирует и отклонения по вертикальному углу.
Опора винт для мебели также работает по принципу шарового шарнира. За счет этого она может подстраиваться под любую плоскость пола, действуя в качестве автоматически регулируемой ножки. Использование устройства этого типа гарантирует максимальную устойчивость мебели, и правильное распределение от нее давления на пол. Подобную конструкцию можно увидеть и на прижиме многих винтовых струбцин, специализированных домкратов.
Шарнирная головка
Это достаточно распространенные шарниры, используемые в различных узлах автомобилей, а также сельскохозяйственной технике, в частности для выполнения крепления подвесного оборудования. Она представляет собой полый корпус со сквозным отверстием, внутрь которого вставляется просверленный шар. Крепление шарнира с другими механизмами выполняется за счет установки пальца в шар. Тот позволяет компенсировать изменение угла за счет вращения последнего в любом направлении.
Этот узел подвергается трению с прикладыванием большого давления, так как устанавливается на силовые тяги. В связи с этим он имеет более сложную систему смазки, чем прочие шарниры. Устройство оснащается пресс-масленкой, позволяющей заливать масло прямо между корпусом и шаром. За счет этого уровень трения и шум при поворотах головки снижаются.
Карданный
Это шарнир, состоящий из крестовины, стороны которой соединены с парой вилок. Каждая из них имеет продолжение в виде валов – ведущего и ведомого. Такую конструкцию можно встретить в автомобилях на карданном валу, передающем крутящий момент от коробки передач на задний мост.
Карданный шарнир позволяет передать крутящий момент с соединенным валом под углом. Он применяется там, где прямое соединение валом невозможно. Это несложный механизм, но все же имеющий свои недостатки. Чем больше угол создаваемый между валами, тем неравномернее вращение ведомого вала. Это вызвано применением крестовины. Даже если ведущий будет оборачиваться плавно с одной скоростью, то ведомый будет его опережать, а затем отставать в разные промежутки времени. Такая неравномерность вызывает ускоренный износ последующих механизмов, так как те по сути начинают работать рывками.
Технический недостаток обычного карданного шарнира устраняется использованием двух крестовин. В таком случае вторая компенсирует ускорение первой, затем первая перекроет отклонение скорости второй. Таким образом, непосредственно на последующие механизмы передаются плавные обороты.
ШРУС
Это также очень распространенный вид шарниров, применяемый в тех случаях, когда необходима передача крутящего момента на подвижный механизм, к примеру, ведущие передние колеса автомобиля. ШРУС – это аббревиатура, расшифровываемая как «шарниры равных угловых скоростей». Устройства этого типа имеют несколько популярных конструкций, среди которых самыми распространенными являются шариковый и трипод.
Шариковый шарнир представляет собой корпус в виде кольца, внутри которого размещается обойма. Между ними закладываются стальные шарики, аналогичные что и в подшипниках, удерживаемые сепаратором. Корпус ШРУС соединяется с одним валом, второй стыкуется со вторым посредством штифтов. При изменении угла относительно друг друга, внутри узла происходит перекатывание шариков, и перенастройка крепления.
Трипод состоит из трех роликов, размещенных в массивной стальной чаше корпусе. К последнему присоединен один вал, а к самому шарниру с опорными роликами по бокам второй. За счет этого при вращении ведущего вала оборачивается и ведомый. При этом в случае изменения угла между ними произойдет смещение благодаря роликам, выступающими тремя точками опоры. Это позволит передавать крутящий момент при любом положении скрепляемых механизмов относительно друг к другу.