Шарнир карданного вала

Карданные шарниры

Карданный шарнир, иногда называемый универсальным шарниром, позволяет осуществлять привод под изменяющимся углом.
Необходимость карданного шарнира видна из рис. 9.10. В этой заднеприводной модели коробка передач установлена на раме, а задний мост прикручен к рессорам.

Удары от дороги поглощаются в данном случае рессорами. При этом изменяется угол наклона карданного вала по отношению к коробке передач и главной передаче, и если бы на каждом конце карданного вала не было карданных шарниров, вал погнулся бы и сломался.
Похожая проблема возникает и у переднеприводных автомобилей. В этом случае один конец ведущего вала соединен с неподвижным межколесным дифференциалом, а другой конец соединен со ступицей колеса, которая перемещается вверх и вниз вместе с пружиной подвески. Кроме обеспечения гибкости в этом направлении (плоскости), другой карданный шарнир должен позволять ведущим колесам поворачиваться при работе рулевого управления на угол примерно 25°.
Простой шарнир, состоящий из гибкого диска, прикрепленного к валу при помощи металлических вилок, удовлетворяет основным требованиям, но шарнир такого типа подходит только при движении с малыми оборотами вала, при отклонениях на очень малые углы. Этот тип шарнира еще применяется в некоторых инженерных разработках, но он не отвечает требованиям, предъявляемым к современным карданным шарнирам, и эти требования следующие:
1. Прочность — большой крутящий момент должен передаваться с минимальной потерей энергии на трение.
2. Компактность — свободное пространство ограничено, поэтому шарнир должен быть маленьким и прочным.
3. Большой угол передачи крутящего момента — современные пружины подвески обеспечивают большие углы наклона автомобиля, поэтому шарнир должен обеспечивать привод под большими углами, вызванными этими перемещениями.
4. Баланс вала — при движении вала из стороны в сторону может возникать вибрация, шарнир при этом должен обеспечивать сохранение совмещения.
5. Рабочая скорость — шарнир должен эффективно работать при высоких угловых скоростях, передавая высокий крутящий момент с изменяемым углом передачи. Это требование должно объединяться с необходимостью обеспечения длительного срока службы шарнира и минимального технического обслуживания.

Ведущие валы

Так как эти валы обычно имеют относительно небольшую длину, они часто изготавливаются сплошными, чтобы обеспечить зазор для перемещения подвески. Если нет ограничения пространства, часто применяются легкие трубчатые секции.
Малое расстояние между ведущим колесом и картером главной передачи в сочетании с большим перемещением ведущего колеса вследствие хода подвески означает, что максимальные углы передачи привода карданными шарнирами и изменение длины ведущих валов будут большими. Шарниры равных угловых скоростей на концах ведущего вала удовлетворяют требованиям к углам, а «прыгающий» ШРУС удовлетворяет требованиям к изменению длины. Заднеприводные автомобили с независимой задней подвеской нуждаются в полуосях для соединения ведущих колес с неподвижной главной передачей. На многих из этих автомобилей на каждом конце полуосей устанавливаются «прыгающие» ШРУСы.

• < Типы карданных шарниров
• Повышающая передача автомобиля >