ШАРН'ИР и (·прост. ·устар.) шалнер, шалнера, ·муж. (·франц. charniere). Подвижное соединение на оси двух деталей (пластинок, стержней и т.п.) механизма, поворачивающихся друг к другу под углом.

| То же, что петля
в 6 ·знач. Дверка на шарнирах.

подвижное соединение частей механизма, деталей, обеспечивающее их вращение вокруг общей оси или общей точки.

подвижное соединение двух тел, при котором их относительное движение есть вращение вокруг оси (цилиндрический Ш.) или вокруг точки (шаровой Ш.). Цилиндрический Ш. в механизмах называется вращательной кинематической парой (См. Кинематическая пара) и выполняется в виде цапфы (См. Цапфа), вращающейся в подшипнике скольжения или качения. Шаровой Ш. в механизмах называется сферической кинематической парой и выполняется в виде шара, входящего в шаровую выточку, или в виде сферического подшипника качения. Шаровой Ш. сложен в изготовлении, и поэтому его часто заменяют карданным механизмом (См. Карданный механизм), который состоит из двух или трёх последовательно соединённых цилиндрических Ш., оси вращения которых пересекаются в одной точке. Вместо шарового Ш. можно использовать различные модификации универсального Ш., различающиеся числом промежуточных звеньев и видом кинематических пар, образуемых этими звеньями. Ш. может выполняться открытым и закрытым. Закрытый Ш. кожухом предохраняется от пыли и песка и применяется в машинах, работающих при высокой запылённости воздуха. Ш. используются не только в механизмах машин, но и в строительных конструкциях (фермах) с целью разгрузки элементов от изгибающих усилий и уменьшения температурных напряжений.

Н. И. Левитский.

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.