22Июл

Кардан равных угловых скоростей: Шарниры равных угловых скоростей

22 Июл 2023 alexxlab Комментировать

Содержание

Шарниры равных угловых скоростей

Шарниры равных угловых скоростей 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.

• 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.

 

 

 

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; 11 — обойма; 12 — стопорное кольцо обоймы; 13 — корпус наружного шарнира.

 

 

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 вбисекторной плоскости. В данном шарнире крутящий момент передается через все шесть шариков. Предельный угол между осями валов 35—38°.

Шариковый шарнир Рцеппа

без делительного рычажка. 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 передне приводных автомобилях.

Кулачково-дисковый шарнир равных угловых скоростей (шарнир Тракта) состоит из связанных с ведущим и ведомым валами полуцилиндрических 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 равных угловых скоростей | это… Что такое Шарнир равных угловых скоростей?

Шарнир равных угловых скоростей.

Принцип действия шарикового ШРУСа типа «Рцеппа»

Шарнир равных угловых скоростей (сокращённо ШРУС, в просторечии — «граната») обеспечивает передачу крутящего момента при углах поворота до 70 градусов относительно оси. ШРУСы изредка называют «гомокинетическими шарнирами» (от др.-греч. ὁμός — «равный, одинаковый» и κίνησις — «движение», «скорость»).

Используется в системах привода управляемых колёс легковых автомобилей с независимой подвеской и, реже, задних колёс.

Первые попытки реализовать передний привод осуществлялись при помощи обычных карданных шарниров. Однако, если колесо перемещается в вертикальной плоскости и одновременно является поворотным, наружному шарниру полуоси приходится работать в исключительно тяжелых условиях — с углами 30—35°. А уже при углах больших 10—12° в карданной передаче резко увеличиваются потери мощности, к тому же вращение передаётся неравномерно, растёт износ шарнира, быстро изнашиваются шины, а шестерни и валы трансмиссии начинают работать с большими перегрузками. Поэтому потребовался особый шарнир — шарнир равных угловых скоростей — лишённый таких недостатков, передающий вращение равномерно вне зависимости от угла между соединяемыми валами.

Содержание

  • 1 Типы шарниров равных угловых скоростей
  • 2 См.
    также
  • 3 Примечания
  • 4 Ссылки

Типы шарниров равных угловых скоростей

Существуют различные конструкции ШРУСов. Различают обычно:

  • Шариковые («Бендикс-Вейс», «Рцеппа», «Бирфильд») — наиболее распространены сегодня, первые варианты были разработаны в 1920-е годы;
  • Триподные (типа «Tripod») — часто используются как внутренние, допускают бо́льшие осевые перемещения, но при этом — нелинейное изменение скорости при вращении под углом;
  • Сухариковые или кулачковые — были разработаны французом Грегуаром и запатентованы как «Тракта» в начале 1920-х, в наше время применяются в основном на грузовиках;
Спаренный кардан

  • Спаренные карданные — представляют собой состыкованные друг с другом два карданных шарнира, которые взаимно компенсируют неравномерность вращения друг друга; применялись редко, например, на ряде американских автомобилей 1920-х годов, вроде Miller 91 или Cord L29, а также французских «Панарах» пятидесятых-шестидесятых годов.

Наиболее распространённый сегодня шариковый ШРУС состоит из шести шариков, внешнего и внутреннего колец с прорезями под шарики, которые соединяются с приводным валом шлицевым соединением, и сепаратора, удерживающего шарики.

Эта система не терпит грязи и становится более хрупкой при больших углах поворота.

3D изображение ШРУСа типа «Рцеппа»

Шарниры равных угловых скоростей всегда герметизируются пыльником, так как расположение шарнира способствует попаданию в него пыли, которая быстро выводит его из строя.[1]

См. также

  • Карданная передача

Примечания

  1. ↑ Чиним сами — ШРУС
В этой статье не хватает ссылок на источники информации.

Информация должна быть проверяема, иначе она может быть поставлена под сомнение и удалена.

Вы можете отредактировать эту статью, добавив ссылки на авторитетные источники.
Эта отметка установлена 15 мая 2011.

Ссылки

  • ШРУСы на приводах колес полноприводного автомобиля

Шарниры равных угловых скоростей: гладкие приводы

Что не так с карданными шарнирами? В конце концов, они прекрасно работали годами и работают до сих пор! Это правда, карданные шарниры могут выдерживать большой крутящий момент, но у них есть обратная сторона, связанная с характером их рабочих характеристик.

Вот основные сведения: U-образные шарниры расположены на концах карданного вала и установлены между карданным валом и передней и задней вилкой. Передняя вилка крепится к трансмиссии, а задняя вилка крепится к заднему дифференциалу. Когда двигатель движется под действием крутящего момента, а подвеска автомобиля движется вверх и вниз, угол карданного вала изменяется.

Карданный шарнир выполняет две функции. Во-первых, он передает движение между вилкой(ами) и карданным валом; и, во-вторых, он делает это под разными углами, позволяя трансмиссии двигаться. Вот где начинается самое интересное. Когда вилка и приводной вал идеально выровнены, скорость от одного передается другому с одинаковой скоростью. Однако, когда между ними есть угол, скорость ведомого элемента непрерывно колеблется во время вращения.

Это может быть трудно представить, но причина этого заключается в том, что при изменении угла U-образного шарнира две половины крестовины U-образного шарнира вынуждены вращаться вокруг разных осей. Ось привода остается с постоянной скоростью, и оба конца крестовины карданного шарнира вращаются по одной и той же круговой траектории.

Ведомая ось, однако, вращается по траектории, которая приводит к увеличению или уменьшению расстояния перемещения на внешних концах крестовины карданного шарнира по отношению к согласованным точкам ведущей оси.

Этот эффект приводит к постоянным колебаниям скорости между входной и выходной сторонами. В то время как вход остается с постоянной скоростью, выход ускоряется и замедляется, поскольку точки ведомой оси постоянно меняются между длинным и коротким путем перемещения.

Итак, почему мы не чувствуем этого на автомобиле с традиционным карданным валом? Потому что есть два U-образных шарнира, и колебания на каждом конце уравновешиваются, эффективно позволяя карданному валу обеспечивать постоянную выходную скорость для заднего дифференциала. Однако угол двух шарниров должен быть одинаковым, и в одном из них не требуется большого износа, чтобы углы различались и впоследствии вызывали вибрацию.

Карданные шарниры известны своей склонностью вызывать вибрацию, а другой их недостаток заключается в том, что чем больше угол карданного шарнира, тем больше колебания скорости. Все, что превышает 30 градусов, резко увеличивает колебания. Вы когда-нибудь замечали, как дергается старый полноприводный грузовик, когда ступицы заблокированы и вы поворачиваете за угол? Теперь вы знаете, почему.

Возможно, вы слышали о карданном карданном шарнире. По сути, это два сочленения, расположенные бок о бок, с общим звеном между ними. Это одна из оригинальных концепций настоящего шарнира равных угловых скоростей (ШРУС), и их часто называют так. Их преимущество заключается в том, что они обеспечивают более плавную работу при больших углах поворота, они распространены на полноприводных грузовиках и являются обычной модернизацией для грузовиков с подъемным механизмом, где угол карданного вала значительно изменен.

Недостатком двойного карданного шарнира является их громоздкость, и они все еще могут иметь ограничения из-за рабочего угла. Настоящие ШРУСы, какими мы их знаем сегодня, существуют с начала 20-го века, но популярность переднеприводных (FWD) автомобилей сделала их именем нарицательным.

Современные ШРУСы радикально отличаются от всего, что напоминает U-образный шарнир, и не только ШРУСы передают мощность без колебаний скорости, но также могут работать под углами до 50 градусов и более, в зависимости от шарнира. Поскольку ведущие колеса на переднеприводных автомобилях также управляются, возможность такого увеличенного рабочего угла делает ШРУС таким выгодным для переднеприводных автомобилей.

Автомобиль с передним приводом имеет два карданных вала – по одному с каждой стороны, и каждый вал имеет наружный и внутренний шарниры. Внешние шарниры считаются фиксированными, то есть они не допускают движений внутрь и наружу. Важна их способность работать на увеличенных углах поворота руля. Внутренние шарниры считаются врезными, что означает, что они обеспечивают широкий диапазон внутреннего и внешнего направленного движения, чтобы компенсировать разницу в длине при движении подвески вверх и вниз.

Типы ШРУСов

Вы увидите два типа ШРУСов. Одним из них является конструкция Rzeppa, в которой стальные шарики заперты в сепараторе и движутся по внутреннему и внешнему кольцу. Второй является конструкция со штативом, в которой используются три роликовых подшипника, которые перемещаются в кольце или сепараторе, иногда называемом сборкой тюльпана. Оба типа шарниров можно найти как в фиксированной, так и в погружной конструкции для наружного или внутреннего использования, но конструкция Rzeppa оказалась более популярной в качестве наружного шарнира. Rzeppa также хорошо работает в качестве внутреннего шарнира, но конструкция штатива позволяет наиболее эффективно работать в качестве погружного шарнира.

Сами валы CV могут различаться по длине от стороны к стороне, и в ранних разработках FWD управление крутящим моментом — когда транспортное средство тянет в одном или другом направлении во время ускорения — иногда было результатом этой разницы. Валы разного диаметра, а также полые по сравнению со сплошными стали частью конструктивных аспектов решения этой проблемы. Крепление трансмиссии и управление крутящим моментом значительно улучшились с первых дней FWD, и рулевое управление крутящим моментом редко вызывает проблемы.

Несмотря на то, что в автомобилях с передним приводом на карте появился настоящий ШРУС, из-за их общих преимуществ ШРУСы теперь используются спереди и сзади, и нередко можно увидеть карданные валы с ШРУСами вместо U-образных. Однако карданные шарниры не забыты из-за их способности выдерживать высокий крутящий момент, и они хорошо работают в неблагоприятных условиях, которые могут быть не так благоприятны для пыльника ШРУСа (например, открытое расположение карданного вала под грузовик).

ШРУС заполнены специальной смазкой, а резиновый чехол герметизирован как на валу, так и на шарнире, чтобы удерживать смазку на месте. Когда ботинок рвется или начинает протекать, смазка уходит, а внутрь попадает грязь. ШРУСы обычно не нуждаются в обслуживании, пока это не произойдет.

Было время, когда самой распространенной услугой при плохом пыльнике было снять ШРУС, разобрать его, почистить, перепаковать и установить новый пыльник. В общем, это было рутинно. Однако время от времени вам может сниться кошмар. Большая часть причин, по которым мы заменяли пыльники и обслуживали шарниры таким образом, была связана с высокой стоимостью сменного шарнира или всего вала. Даже с учетом дополнительных трудозатрат было гораздо выгоднее заменить только пыльник.

Со временем, с развитием производства и наличием расходных материалов, стоимость карданных валов в сборе снизилась, и просто стало более разумно заменять их в сборе, не говоря уже о том, что это упрощает работу техников.

Советы по продаже

Самая важная часть продажи нового карданного вала — убедиться, что он правильный. Следует сравнить длину вала, размер самих ШРУСов и убедиться, что на нем установлено тональное кольцо АБС, если автомобиль оснащен антиблокировочной системой тормозов. В некоторых ранних ШРУСах было отлито тональное кольцо, но от этой конструкции быстро отказались в пользу запрессованного тонального кольца. Если у вашего клиента еще нет оригинального вала, обязательно дайте ему эти рекомендации, чтобы он перед установкой удостоверился в правильности вала.

Установка карданного вала является обычной процедурой для профессиональных техников, но у домашних мастеров могут возникнуть вопросы. Одним из важнейших факторов является момент затяжки крепежа, фиксирующего наружный ШРУС в ступице. Если они не придерживаются заводской процедуры и не соблюдают правильную спецификацию крутящего момента, может произойти повреждение ступичного подшипника.

Некоторые карданные валы поставляются с установленным тональным кольцом ABS, независимо от того, оборудован ли автомобиль ABS. Если нет, то в большинстве случаев кольцо не имеет значения. Однако в тех редких случаях, когда они трутся или контактируют с чем-либо, кольца можно легко снять.

Сложность обслуживания карданного вала заключается в том, что некоторые из них можно устранить за несколько минут, даже не снимая колесо, а другие могут занять час или больше. Большинство из них требует отделения некоторой части подвески, поэтому внешний шарнир можно вытащить из ступичного подшипника, а затем весь вал вытянуть наружу, когда он снимается с коробки передач. Справедливо предупреждение, что это не всегда просто и может потребовать специальных инструментов. Пока вы сообщаете об этом клиенту, он не может сказать, что вы его не предупреждали.

Детали карданного вала постоянной скорости | Купить Части двойного карданного вала Spicer Ford онлайн

Детали карданного вала постоянной скорости | Купить Детали двойного карданного шарнира Spicer Ford онлайн — Torque King 4×4 Поиск

Детали постоянной скорости, Spicer 99-16 Ford SD

Купить сейчас Детали CV типа Spicer с двумя карданами постоянной скорости для модели 1999-2002 Частичный и 2003-2016 Все Ford Super Duty 4×4 Передние карданные валы постоянной скорости. Большинство деталей карданного вала постоянной скорости

есть на складе и готовы к быстрой отправке!