Cosa (chi) è Карданный механизм - definizione

кардан, карданный или универсальный шарнир, шарнирная муфта, механизм, обеспечивающий вращение двух валов под переменным углом, благодаря подвижному соединению звеньев (жёсткий К. м.) или упругим свойствам специальных элементов (упругий К. м.). К. м. назван по имени Дж. Кардано, предложившего подвес для сохранения неизменным положения тела при любых поворотах его опоры. Простым жёстким К. м. является т. н. шарнир Гука (рис. 1). Оси вращения I, II, III, IV пересекаются под углом а в неподвижной точке О центра сферы с радиусом OB = OB' = OC = OC', поэтому при любом значении угла α в пределах 0°≤ α < 90°шарниры В, B' и С, С' попарно описывают окружность того же радиуса в плоскостях, перпендикулярных осям I и II. При этих условиях передача вращения возможна с меняющимся углом α. Это свойство К. м. обусловило его широкое применение в различных машинах: летательных аппаратах, приборах, станках (шарнирная муфта), автомобилях (карданная передача), с.-х. машинах и др., когда по условиям работы необходимо изменение взаимного расположения валов, передающих вращение. Недостатком простого К. м. является неравномерность скорости вращения ведомого вала при постоянной скорости ведущего. Изменение скорости ведомого вала тем больше, чем больше угол α. При α = 90° передача вращения с помощью простого К. м. становится невозможной. В этих случаях, а также при необходимости обеспечить равномерное вращение ведомого вала целесообразно применение двойного К. м. (рис. 2), в котором углы α₁ и α₂ равны, а вилки на валу 2 расположены в одной плоскости. Если вследствие недостатка места нельзя разместить двойной К. м., используют кардан, устройство которого основано на делении угла между валами биссекторной плоскостью (рис. 3). Угол наклона валов двойных жёстких К. м. может достигать 38°. При углах наклона валов 3-5° применяют упругий К. м. (рис. 4), гибкие элементы которого выполняют из прочного эластичного материала.

Лит.: Мерцалов Н. И., Теория пространственных механизмов, М., 1951; Зиновьев В. А., Пространственные механизмы с низшими парами, М. - Л., 1952; Артоболевский И. И., Теория машин и механизмов, 2 изд., М., 1967.

Е. М. Стариков.

Рис. 1. Схема шарнира Гука: 1, 2 - вилки; 3 - крестовина; В, B' и С, C' - шарниры, I, II, III, IV - оси вращения.

Рис. 2. Схема двойного шарнира Гука: 1 - ведущий вал; 2 - промежуточный вал; 3 - ведомый вал; А, В - универсальные шарниры.

Рис. 3. Карданный механизм, действие которого основано на принципе деления угла между валами биссекторной плоскостью: 1, 5 - валы, расположенные в одной плоскости и пересекающиеся под углом; 2 - направляющий палец, устанавливающий сепаратор при изменении угла между осями валов; 3 - сепаратор; 4 - шарики, лежащие в биссекторной плоскости.

Рис. 4. Упругий карданный механизм: 1 - центрирующий шаровой палец; 2, 4 валы; 3 - гибкие элементы.

автомобиля (от имени Дж. Кардано), устройство для передачи вращения от ведущего вала к ведомому, расположенных под углом один к другому. Часто в процессе работы угол и расстояние между валами непрерывно изменяются. В автомобилях К. п. (рис. 1) применяются для соединения двигателя и коробки передач (угол до 5°), коробки передач с раздаточной коробкой (угол до 5°), коробки передач (раздаточной коробки) с главной передачей (угол до 15°), а также в др. случаях (в рулевом приводе, для привода лебёдок и т. и.). К. п. включает карданный вал с двумя (реже одним) карданами. Если карданным валом соединяются механизмы, угол и расстояние между которыми изменяются (например, коробка передач и главная передача автомобиля), предусматривается осевая компенсация в виде скользящего шлицевого соединения, допускающего изменение длины вала в заданных пределах. В зависимости от величины угла между валами в К. п. могут быть использованы полукарданы (жёсткие или упругие), полные карданы неравных угловых скоростей или карданы равных угловых скоростей. Наиболее распространены полные карданы (рис. 2), основными деталями которых являются две вилки, игольчатые подшипники, крестовина, опоры для цапф крестовины и уплотняющие устройства. Кпд одного кардана - 0,985-0,99.

Лит.: Малаховский Я. Э., Лапин А. А., Веденеев Н. К., Карданные передачи, М., 1962.

М. И. Лурье.

Рис. 1. Схема карданной передачи автомобиля: 1 - коробка передач; 2 - кардан; 3 - скользящее шлицевое соединение; 4 - карданный вал; 5 - главная передача.

Рис. 2. Полный кардан: 1 - вилка; 2 - опора для цапф крестовины; 3 - крышка; 4 - крестовина.