15. Карданные шарниры неравных угловых скоростей. Кинематика карданных шарниров.

Карданным шарниром, или карданом, на­зывается подвижное соединение, обеспечивающее передачу вра­щения между валами, оси которых пересекаются под углом.

Карданный шарнир неравных угловых скоростей (асинхронный) состоит из вилки (рис. 4.60, а) ведущего вала, вилки 3 ведомого вала и крестовины 2, соединяющей вилки с помощью игольчатых подшипников. Вилка 3 может поворачиваться относительно оси 00 крестовины и одновременно с крестовиной поворачиваться относительно оси О₁О₁ при передаче вращения с ведущего вала на ведомый при изменяющемся угле у между валами.

Если ведущий вал повернется на некоторый угол а, то ведо­мый вал за это время повернется на какой-то другой угол р и соотношение между углами поворота валов будет: tgα=tgβ cosγ

С ледовательно, валы вращаются с разными скоростями (ω₁ ≠ ω₂), а ведомый вал — еще и неравномерно. Неравномерность враще­ния валов тем больше, чем больше угол у 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 у между валами до 15...20°.

Рис. 4.60. Карданный шарнир неравных угловых скоростей; 1,3 — вилки,

2— крестовина; 4, 5 — валы;; w₂ — угловые скорости ведущего

и ведомого валов соответственно; у, — углы между валами.

16. Карданные шарниры равных угловых скоростей. Существующие конструкции шарниров.

Карданным шарниром, или карданом, на­зывается подвижное соединение, обеспечивающее передачу вра­щения между валами, оси которых пересекаются под углом.

К арданный шарнир равных угловых скоростей (синхронный) со­стоит из фасонных вилок (рис. 4.60, 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 у 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 у между валами, достигающих 30...32°.

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.

Рис. 4.60. Карданный шарнир равных угловых скоростей;

4, 5 — валы; 6, 7— шарики; со,, ш₂ — угловые скорости ведущего

и ведомого валов соответственно; у, — углы между валами