Устройство шарнира равных угловых скоростей: Шарнир Равных Угловых Скоростей (ШРУС Или Граната), Устройство Наружного и Внутреннего, Переднего и Заднего, в Сборе Для Дизеля

Содержание

Принцип работы и устройство шарнира равных угловых скоростей (ШРУС) — Auto-Self.ru

В машинах с передним и полным приводом крутящий момент необходимо передавать от коробки скоростей поворачивающимся колесам, что несколько усложняет конструкцию приводных осей. Вариант с крестовиной, применяемой на карданных валах, в данном случае не подходит, поскольку «излом» вращающейся полуоси происходит в разных плоскостях. Проблему решает шарнир равных угловых скоростей, больше известный автолюбителям под аббревиатурой ШРУС. Желающим понять принцип действия и устройство элемента предлагается изучить представленный ниже материал.

Как функционирует ШРУС?

В народе шарнирный узел получил название «граната», потому что в сборе с цапфой имеет определенную схожесть с этим видом оружия. Устройство шарикового элемента, устанавливаемого на большинство легковых автомобилей, довольно простое и отдаленно напоминает подшипник увеличенных размеров. ШРУС состоит из следующих деталей:

  • цилиндрический корпус с наружной обоймой в виде продольных либо радиальных канавок;
  • шарики из прочной углеродистой стали – 6 шт. ;
  • сепаратор, удерживающий шарики на своих местах;
  • внутренняя звездообразная обойма;
  • корпус составляет единое целое со шлицевым ведущим валом («ручка» гранаты), соединяющимся с приводом коробки передач или передней ступицей.

В машине с ведущими передними колесами каждый привод представляет собой вал с двумя шарнирами – внутренним и наружным (общее число гранат – 4 шт.). Первый расположен возле коробки скоростей и компенсирует колебания подвески в вертикальной плоскости. Второй стоит рядом с колесом и обеспечивает передачу крутящего момента при любом угле поворота.

Чтобы граната фиксировалась на приводном валу, конструкцией предусматривается специальное стопорное кольцо, размещенное позади внутренней обоймы. Снаружи от попадания грязи детали ШРУСа защищены конусообразным резиновым пыльником, сделанным наподобие гармошки. Края чехла крепятся к элементам гранаты затяжными хомутами.

Справка. Устройство внутреннего и внешнего шарнирного узла отличается формой канавок наружной обоймы. На первом 6 полукруглых пазов выполнены вдоль оси вала, во втором расположены радиально.

Теперь о том, как работает ШРУС:

  1. Нормальное положение приводных валов – с небольшим уклоном в сторону ступиц. Когда автомобиль движется по неровностям, полуось вращается и колеблется в вертикальной плоскости, вызывая перемещение шаров по продольным канавкам внутренней гранаты.
  2. Аналогичный процесс происходит в наружном шарнире – при повороте колеса шарики перекатываются в радиальных пазах вместе с сепаратором, а внешняя обойма изменяет положение относительно внутренней.
  3. Крутящий момент передается от шлицевой части к наружной обойме и шарам, затем ко второй обойме и ведомому валу.

Главная задача ШРУСа – сохранение одинаковых угловых скоростей вращения колес при любом повороте. В отличие от заднего редукторного привода, граната в автомобиле работает в густой смазке, обильно покрывающей детали шарнира. Наиболее распространенный смазочный материал, применяемый в отечественных марках автомобилей, – «ШРУС – 4».

Разновидности передних шарниров

Вышеописанная шариковая конструкция узла – наиболее распространенная, но далеко не единственная. В машинах

 различных классов и грузоподъемности используются и другие типы шарниров:

  • кулачково-дисковые;
  • трипоидные;
  • спаренные крестовины.

Кулачковый шарнир равных угловых скоростей представляет собой диск, расположенный между двумя полуцилиндрическими вкладышами, которые, в свою очередь, вставлены в полукруглые вилки кулаков. Последние стоят на концах ведущего и ведомого вала. Подобное устройство позволяет шарниру поворачиваться в двух плоскостях и выдерживать высокие эксплуатационные нагрузки. Узлы применяются на большегрузных автомобилях, включая передний привод отечественного грузовика «Камаз».

Конструкция трипоидного шарнира напоминает шариковый ШРУС и функционирует по похожему принципу. Внутри корпуса гранаты сделано 3 паза, куда вставляются ролики со сферической поверхностью. Последние насажены на пальцы опоры (трипоида), установленной на приводной вал. Вращение роликов обеспечивается за счет игольчатых подшипников.

При повороте передних колес ролики вращаются на подшипниках и перемещаются внутри канавок, передавая крутящий момент в любом положении. Сфера применения узла – легковые машины и коммерческий транспорт малой грузоподъемности.

Принцип работы спаренных крестовин предельно понятен. «Излом» вала в двух плоскостях достигается за счет установки между двумя крестовинами дополнительного переходника. Подобные шарниры надежны и дешевы, но неспособны обеспечить передачу крутящего момента на высоких оборотах. Спаренные ШРУСы применяются на низкооборотных приводах, например, в сельскохозяйственной либо строительной технике.

Причины выхода из строя

Существует несколько причин, по которым шарнир угловых скоростей приходит в негодность:

  1. Естественный износ, происходящий в процессе эксплуатации.
  2. Проникновение внутрь шарнирного узла грязи и абразивного песка в результате прорыва резинового чехла.
  3. Недостаточное количество смазки.
  4. Сильный удар по подвеске из-за попадания колеса в дорожную яму на большой скорости.
  5. Установка дешевых запчастей низкого качества.

Явный признак неисправности ШРУСа – громкий хрустящий звук, слышимый при повороте колес на значительный угол. Вторичный симптом – гудение и треск при различных режимах езды.

Автомобильная граната – одна из наиболее надежных деталей, работающих с постоянной динамической нагрузкой. В нормальных условиях эксплуатации узел способен отслужить 100 тыс. км и более. Не является редкостью случай, когда ШРУС остается исправным в течение всего срока службы переднеприводного либо полноприводного авто. Поэтому причиной замены элемента редко становится естественный износ.

Главным виновником преждевременной поломки ШРУСа является порванный пыльник. Резина изнашивается гораздо быстрее шарнирного механизма, пересыхает и трескается, иногда повреждается посторонними предметами на бездорожье. Через прорыв проникает вода, грязь и песок.

Первая размывает смазку и вызывает коррозию, вторые попадают между трущимися поверхностями и работают на истирание. Ресурс узла сокращается вдвое (как минимум).

Совет. За пыльниками следует наблюдать постоянно и менять их при первом подозрении. Цена вопроса несравнима с заменой шарнира.

Ускоренный износ также возникает от недостаточного количества смазывающего материала в механизме. Второй вариант – применение смазки, непригодной для высокооборотных шарнирных узлов. Если вы приобрели подержанную машину, сразу планируйте проверку данных элементов – неизвестно, чем и как их смазывал предыдущий владелец.

Из-за сильного удара по подвеске изношенный ШРУС в автомобиле может попросту вылететь из гнезда. Случай довольно редкий, но фатальный – полуось наверняка придется менять в сборе. Подбирая новую запчасть, старайтесь не слишком экономить и брать оригинальные детали. Автомобильный рынок насыщен китайскими подделками, чей срок службы непредсказуем.

Поделитесь с друзьями в соц.сетях:

Принцип работы шарнира неравных угловых скоростей. Как устроен межосевой дифференциал

Карданная передача с шарниром равных угловых скоростей нашла широкое применение в переднеприводных автомобилях для соединения дифференциала и ступицы ведущего колеса.

Карданная передача данного типа включает два шарнира равных угловых скоростей, соединенных приводным валом. Ближайший к коробке передач (дифференциалу) шарнир носит название внутреннего, противоположный ему – внешний шарнир.

С целью снижения уровня шума карданная передача с шарниром равных угловых скоростей также применяется в трансмиссиях автомоблей с задним и полным приводом. В данном случае шарнир неравных угловых скоростей уступает более соершенной конструкции ШРУС.

Карданный шарнир равных угловых скоростей обеспечивает передачу крутящего момента от ведущего к ведомому валу с постоянной угловой скорость, независимо от угла наклона валов. Самым распространенным в конструкции трансмиссии переднеприводного автомобиля является шариковый шарнир равных угловых скоростей.

Шарнир равных угловых скоростей (сокращенное название – ШРУС , обиходное название – граната ) имеет следующее устройство :

Схема шарнира равных угловых скоростей

Корпус имеет внутреннюю сферическую форму. Внутри корпуса располагается обойма . В корпусе и обойме выполнены канавки, по которым движутся шарики . Такая конструкция обеспечивает равномерную передачу крутящего момента от ведомого вала к ведущему под изменяющимся углом.

Сепаратор удерживает шарики в определенном положении. Для защиты шарнира от негативных факторов внешней среды (кислорода, воды, грязи) на ШРУС устанавливается грязезащитный чехол – «пыльник».

При изготовлении в шарнир равных угловых скоростей закладывается смазка, приготовленная на основе дисульфида молибдена.

Карданная передача с полукарданным упругим шарниром

Полукарданный упругий шарнир обеспечивает передачу крутящего момента между двумя валами, расположенными под небольшим углом, за счет деформации упругого звена.

Схема полукарданного упругого шарнира

Характерным примером данного типа шарнирного соединения являетсяупругая муфта Гуибо (Guibo). Муфта представляет собой предварительно сжатый шестигранный упругий элемент, с двух сторон которого крепятся фланцы ведущего и ведомого валов.

53)Главная передача.

Главная передача служит для увеличения крутящего момента и изменения его направления под прямым углом к продольной оси автомобиля. С этой целью главную передачу выполняют из конических шестерен. В зависимости от числа шестерен главные передачи разделяют на одинарные конические, состоящие из одной пары шестерен, и двойные, состоящие из пары конических и пары цилиндрических шестерен. Одинарные конические, в свою очередь, подразделяют на простые и гипоидные передачи.


Типы главной передачи: 1 — ведущая коническая шестерня, 2 – ведомая коническая шестерня, 3 — ведущая цилиндрическая шестерня, 4 — ведомая цилиндрическая шестерня.

Одинарные конические простые передачи (рис. а) применяют преимущественно на легковых автомобилях и грузовых автомобилях малой и средней грузоподъемности. В этих передачах ведущая коническая шестерня 1 соединена с карданной передачей, а ведомая 2 с коробкой дифференциала и через механизм дифференциала с полуосями. Для большинства автомобилей одинарные конические передачи имеют зубчатые колеса с гипоидным зацеплением (рис. 6). Гипоидные передачи по сравнению с простыми обладают рядом преимуществ: они имеют ось ведущего колеса, расположенную ниже оси ведомого, что позволяет опустить ниже карданную передачу, понизить пол кузова легкового автомобиля. Вследствие этого снижается центр тяжести и повышается устойчивость автомобиля. Кроме того, гипоидная передача имеет утолщенную форму основания зубьев шестерен, что существенно повышает их нагрузочную способность и износостойкость. Но это обстоятельство обусловливает применение для смазки шестерен специального масла (гипоидного), рассчитанного для работы в условиях передачи больших усилий, возникающих в контакте между зубьями шестерен.

Двойные главные передачи (рис. в) устанавливают на автомобилях большой грузоподъемности для увеличения общего передаточного числа трансмиссии и повышения передаваемого крутящего момента. В этом случае передаточное число главной передачи подсчитывается как произведение передаточных чисел конической (1, 2) и цилиндрической (3, 4) пар.

При движении автомобиля в поворотах и по неровностям дороги колёса ведущей оси проходят путь разной длины. Чтобы шины не проскальзывали по поверхности дороги, колёса должны вращаться с разными скоростями. Дифференциал — механизм, позволяющий колёсам ведущей оси вращаться с разными скоростями и одинаковым (или разным), подводящимся к ним, крутящим моментом. В трансмиссии автомобилей с одной ведущей осью дифференциал устанавливается между приводами колёс (межколёсный дифференциал). В полноприводных автомобилях он может находиться и между ведущими осями (межосевой дифференциал). Сила тяги на колесе зависит от радиуса колеса и подводимого к нему крутящего момента. Произведение силы тяги на динамический радиус колеса даёт тот крутящий момент, который дифференциал должен передать на колёса. Когда сцепление с дорогой слабое или одно колесо вывешено (разгружено), крутящий момент и сила тяги на колесе очень малы или отсутствуют, автомобиль не сможет продолжить движение. Это особенность дифференциала с коническими шестернями, получившего широкое распространение на легковых отечественных автомобилях. Этот вид дифференциала называют симметричным, так как он поровну распределяет крутящий момент между колёсами. Это происходит потому, что сателлит работает как равноплечий рычаг и передаёт только равные усилия к шестерням полуоси, а соответственно и к ведущим колёсам. Если одно из колёс имеет малое сцепление с дорожным покрытием, то эффективный крутящий момент на нём небольшой, соответственно симметричный дифференциал подведёт такое же усилие к другому колесу. То есть, если одно колесо буксует, сила тяги на втором равна нулю, что отрицательно сказывается на проходимости. Для её улучшения на автомобилях применяют полную или частичную блокировку дифференциалов, степень которой оценивают коэффициентом блокировки. Коэффициент блокировки (Кб) — соотношение крутящего момента на отстающем колесе к моменту на забегающем колесе. Его величина для симметричного дифференциала всегда равна 1, для дифференциалов повышенного трения от 1 до 5. Чем больше Кб, тем лучше проходимость автомобиля. То есть, при Кб = 3 момент на отстающем колесе будет в три раза больше, чем на буксующем, а при Кб = 5 — в пять раз. Но момент на колесе в эту секунду будет возможным от 20 до 70%, в зависимости от возможности блокирующего механизма.

55)Полуоси Полуоси передают крутящий момент от полуосевого зубчатого колеса дифференциала на ступицу ведущего колеса. К полуоси могут быть приложены изгибающие моменты от вертикальной реакции на действие силы тяжести, приходящейся на колесо, от касательной реакции, обусловленной тяговой и тормозной силами, и от боковой силы, возникающей при заносе, а также под действием бокового ветра. Полуоси, в зависимости от конструкции внешней опоры, определяющей степень их нагруженности изгибающими моментами, бывают двух типов — полуразгруженные и разгруженные. По конструкции полуоси могут иметь на одном конце фланец для крепления болтами к ступице колеса, а на другом шлицевую часть, входящую в зацепление с полуосевым зубчатым колесом дифференциала. Другая конструкция предусматривает шлицевую часть на обоих концах полуоси. На грузовых автомобилях малой грузоподъемности и на легковых автомобилях применяют обычно полуразгруженные полуоси, у которых подшипник установлен между полуосью и кожухом на определенном расстоянии от средней плоскости колеса. Благодаря этому создаются изгибающие моменты на плече (плоскость наружной части диска и подшипника), действующие на полуось в вертикальной и горизонтальной плоскостях, в вертикальной плоскости и (боковая реакция) на плече, равном радиусу колеса. На автобусах и грузовых автомобилях средней и большой грузоподъемности применяют полностью разгруженные полуоси. В этом случае все изгибающие моменты воспринимаются подшипниками, установленными между ступицей колеса и кожухом полуоси, а полуось передает только крутящий момент. Полуоси в процессе эксплуатации автомобилей испытывают значительные нагрузки, особенно при движении по грунту и по шоссе с твердым покрытием в плохом состоянии. Поэтому к полуосям предъявляют особые требования. Снижение напряжений достигается увеличением радиусов перехода между полуосью и фланцем. Долговечность подшипников колес обеспечивается надежной защитой от попадания в них грязи.

56)ШРУС (сокр. от шарнир равных угловых скоростей ), как и хорошо всем известный карданный шарнир, предназначен для передачи вращения под углом. ШРУСы присутствуют в конструкции автомобилей с управляемыми ведущими колесами, а среди автолюбителей их еще очень часто называют ”гранатами”. ШРУС передает равномерное вращение и этим отличается от обычного «кардана», который имеет одно неприятное свойство: если к входному валу подвести равномерное вращение, то на выходе оно станет прерывистым, пульсирующим. Внешне все шарниры равных угловых скоростей выглядят одинаково, новнутреннее устройство ШРУСов для разных машин отличается. Каждый вал привода передних колес имеет два шарнира. Они обеспечивают передачу вращения под углом и, кроме того, компенсируют изменение длины вала при работе подвески, поэтому один из шарниров должен иметь еще и осевое перемещение (как правило, это внутренний ШРУС). Наружные ШРУСы всех отечественных переднеприводных автомобилей одинаковы: на валу установлена обойма с шестью канавками, выполненными по радиусу. В корпусе также имеется шесть радиальных канавок, в которых помещены шарики, передающие крутящий момент от вала к корпусу и далее к ступице колеса. Такая конструкция допускает только изгиб, поэтому внутренние шарниры сделаны немного иначе и рассчитаны на осевое перемещение. Для того, чтобы лучше представить принцип работы ШРУСа, взгляните на рисунок.



Карданные передачи с шарнирами


равных угловых скоростей

Передние ведущие колеса полноприводных и переднеприводных автомобилей являются одновременно и управляемыми, т. е. должны поворачиваться, что требует применения между колесом и полуосью шарнирного соединения.
Карданные шарниры неравных угловых скоростей передают вращение циклически и приемлемо работают лишь при небольших значениях углов между валами, поэтому не могут удовлетворять требованиям равномерности передаваемого вращательного движения. В приводе ведущих управляемых колес крутящий момент должен передаваться с равномерной скоростью к колесам, поворачивающимся относительно продольной оси автомобиля на угол 40…45 ˚.
Выполнение таких условий могут обеспечить карданные передачи с шарнирами равных угловых скоростей (ШРУС). Иногда их называют синхронными карданными передачами.

В переднеприводном автомобиле обычно используются два внутренних шарнира равных угловых скоростей, кинематически связанные с коробкой передач, и два внешних шарнира, которые крепятся к колесам. В обиходе такие шарниры обычно называют «гранатами».

До середины прошлого века в конструкциях автомобилей часто встречались спаренные карданные шарниры неравных угловых скоростей. Такая конструкция получила название сдвоенного карданного шарнира. Сдвоенный шарнир отличался громозкостью и усиленным износом игольчатых подшипников, поскольку при прямолинейном движении автомобиля иглы подшипников не проворачивались и линии их контакта с обоймой и крестовиной подвергались воздействию значительных контактных напряжений, что приводило к износу и даже сплющиванию игл.
В настоящее время такие подшипники в конструкциях автомобилей встречаются редко.

Равенство угловых скоростей ведущего и ведомого валов будет соблюдено только в том случае, если точки контакта в шарнире, через которые пересекаются окружные силы, будут находиться в биссекторной плоскости, делящей угол между валами пополам. Конструкции всех карданных шарниров равных угловых скоростей основаны на этом принципе.

Шариковые шарниры равных угловых скоростей

Наибольшее применение получили шариковые карданные шарниры равных угловых скоростей. Среди них наиболее часто в конструкциях отечественных автомобилей можно встретить шарниры с делительными канавками типа «Вейс» .
Эту конструкцию в 1923 году запатентовал немецкий изобретатель Карл Вейс. Шарниры Вейса широко применяются в разборном и неразборном вариантах на отечественных автомобилях марок «УАЗ», «ГАЗ», «ЗиЛ», «МАЗ» и некоторых других. Шарнирные сочленения типа «Вейс» технологичны и дешевы в производстве, позволяют получать угол между валами до 32 °, однако срок их службы ограничен 30…40 тыс. км пробега из-за высоких контактных напряжений, возникающих при работе.

Разборный шарнир (рис. 1 ) устроен следующим образом. Валы 1 выполнены заодно с кулаками 2 и 5 , в которых вырезаны четыре канавки 3 . В собранном виде кулаки располагаются в перпендикулярных плоскостях, а между ними в канавки 3 устанавливаются четыре шарика 7 .
Для центрирования кулаков в отверстие, выполненное в одном из них, устанавливается штифт 6 с центрирующим шариком 4 . От осевого перемещения штифт фиксируется другим штифтом 6 , расположенным радиально.
Средние линии канавок 3 нарезаны так, что шарики 7 , передающие усилия, располагаются в биссекторной (биссекториальной) плоскости между валами. В передаче усилия участвуют только два шарика, что создает высокие контактные напряжения и сокращает срок службы шарнира. Два других шарика передают крутящий момент при движении автомобиля задним ходом.

В других конструкциях контактные напряжения уменьшаются путем увеличения числа шариков, одновременно участвующих в работе, что неизбежно приводит к усложнению шарниров.

Детали шарикового шарнира «Рцеппа» (рис. 1, б ) располагаются в чашке 8 , которая во внутренней части имеет шесть сферических канавок для установки шести шариков 7 . Такие же канавки имеет и сферический кулак 10 , в шлицевое отверстие которого входит ведущий вал карданной передачи. Шарики в одной биссекторной плоскости устанавливаются делительным устройством, состоящим из сепаратора 9 , направляющей чашки 11 и делительного рычажка 12 .
Рычажок имеет три сферические поверхности: концевые входят в гнезда ведущего и ведомого валов, а средняя – в отверстие направляющей чашки 11 . Рычажок к ведущему валу прижимается пружиной 13 . Длины плеч рычажка таковы, что при передаче момента под углом он поворачивает направляющую чашку 11 и сепаратор 9 так, что все шесть шариков 7 устанавливаются в биссекторной плоскости и все они воспринимают и передают усилия. Это позволяет уменьшить габаритные размеры шарнира и увеличить срок его службы.

Шарнир типа «Рцеппа» технологически сложен, однако он компактнее шарнира с делительными канавками, и может работать при углах между валами до 40 °. Поскольку усилие в этом шарнире передается всеми шестью шариками, он обеспечивает передачу большого крутящего момента при малых размерах. Долговечность шарнира «Рцеппа» достигает 100–200 тыс. км .

Еще один шариковый карданный шарнир типа «Бирфильд» представлен на рисунке 1, в . Он состоит из чашки 8 , сферического кулака 10 и шести шариков 7 , размещенных в сепараторе 9 . Сферический кулак 10 надевается на шлицованную часть ведущего вала 16 и стопорится кольцом 14 . От попадания грязи во внутреннюю полость шарнир защищен защитным резиновым чехлом 15 .
Все сферические поверхности деталей шарнира выполнены по разным радиусам, а канавки имеют переменную глубину. Благодаря этому при наклоне одного из валов шарики выталкиваются из среднего положения и устанавливаются в биссекторной плоскости, что обеспечивает синхронное вращение валов.

Шарниры типа «Бирфильд» имеют высокий КПД, долговечны, и могут работать при углах до 45 ˚. Поэтому они широко применяются в приводе управляемых колес многих переднеприводных легковых автомобилей в качестве наружного шарнира, или, как его еще называют — наружной «гранаты».
Основной причиной преждевременного разрушения шарнира является повреждение эластичного защитного чехла. По этой причине автомобили высокой проходимости часто имеют уплотнение в виде стального колпака. Однако это приводит к увеличению габаритов шарнира и ограничивает угол между валами до 40 °.

При использовании шарнира типа «Бирфильд» на внутреннем конце карданной передачи необходимо устанавливать шарнир равных угловых скоростей, способный компенсировать изменение длины карданного вала при деформации упругого элемента подвески.

Такие функции совмещает в себе универсальный шестишариковый карданный шарнир типа «ГКН» (GKN).
Осевое перемещение в шарнирах типа GKN обеспечивается перемещением шариков по продольным канавкам корпуса, при этом, требуемая величина перемещения определяет длину рабочей поверхности, что влияет на размеры шарнира. Максимальный допустимый угол наклона вала в данной конструкции ограничивается 20 °.
При осевых перемещениях шарики не перекатываются, а скользят в канавках, что снижает КПД шарнира.

В конструкциях современных легковых автомобилей иногда встречаются карданные шарниры типа «Лебро» (Loebro), которые, как и шарниры GKN обычно устанавливаются на внутреннем конце карданной передачи, поскольку способны компенсировать изменение длины карданного вала.

Шарниры «Лебро» отличаются от шарниров GKN тем, что канавки в чашке и кулаке нарезаны под углом 15-16 ° к образующей цилиндра, а геометрия сепаратора правильная — без конусов и с параллельными наружной и внутренней сторонами.
Такой шарнир имеет меньшие габариты, чем другие шестишариковые шарниры, кроме того, сепаратор его менее нагружен, поскольку не выполняет функции перемещения шариков в кулаках.

Принципиальное устройство этих шариковых шарниров представлено на рисунке 2 .

Привод передних колес автомобиля ВАЗ-2110

Привод передних колес автомобиля ВАЗ-2110 (рис. 3 ) состоит из вала 3 и двух карданных шарниров 1 и 4 равных угловых скоростей. Вал 3 привода правого колеса выполнен из трубы, а левого колеса – из прутка. Кроме того, валы имеют разную длину. На вал надевается защитный чехол 6 , а затем шарнир в собранном виде со смазочным материалом фиксируется от осевого перемещения стопорным кольцом 5 . Защитные чехлы крепятся хомутами 2 .

Внутренний шарнир (внутренняя «граната) 1 , который вязан с дифференциалом, является универсальным, т. е. кроме обеспечения равномерного вращения валов под изменяющимся углом он позволяет увеличивать общую длину привода, что необходимо для перемещения передней подвески и силового агрегата. Происходит это потому, что внутренняя поверхность корпуса шарнира 1 имеет цилиндрическую форму, и канавки в ней нарезаны продольно, это позволяет внутренним деталям шарнира перемещаться по продольным канавкам в осевом направлении.



Кулачковые шарниры равных угловых скоростей

На автомобилях средней и большой грузоподъемности марок «КамАЗ», «Урал», «КрАЗ» карданные передачи в приводе передних колес работают под большим крутящим моментом. Шариковые шарниры не могут передавать больших крутящих моментов из-за возникновения значительных контактных напряжений и ограничения по удельному давлению шариков на канавки. Поэтому в них применяют кулачковые карданные шарниры (рис. 1, г ). Аналогичные шарниры иногда устанавливают на переднеприводные автомобили марки «УАЗ».

Кулачковый карданный шарнир равных угловых скоростей (рис. 1, г ) состоит из двух вилок 18 и 20 , которые вставлены в кулаки 2 и 5 с пазами; в эти пазы входит диск 19 . При передаче крутящего момента и вращения от ведущего вала 17 на ведомый вал при повернутом колесе каждый из кулаков 2 и 5 поворачивается одновременно относительно оси паза вилки в горизонтальной плоскости и относительно диска 19 в вертикальной плоскости.
Оси пазов вилок лежат в одной плоскости, которая проходит через среднюю плоскость диска. Эти оси расположены на равных расстояниях от точки пересечения осей валов и всегда перпендикулярны осям валов, поэтому точка их пересечения всегда располагается в биссекторной плоскости.

Такой карданный шарнир требует повышенного внимания к смазыванию, так как для его деталей характерно трение скольжения, вызывающее значительный нагрев и изнашивание трущихся поверхностей. Трение скольжения между контактирующими поверхностями приводит к тому, что кулачковый шарнир имеет самый низкий КПД из всех шарниров равных угловых скоростей. Однако он способен передавать значительный крутящий момент.

Еще один тип кулачкового шарнира равных угловых скоростей — шарнир «Тракта» (на рисунке ), состоящий из четырех штампованных деталей: двух втулок и двух фасонных кулаков, трущиеся поверхности которых подвергаются шлифованию.
Если разделить по оси симметрии кулачковый карданный шарнир, то каждая часть будет представлять собой карданный шарнир неравных угловых скоростей с фиксированными осями качания. В такой конструкции тоже возникают значительные силы трения скольжения, снижающие КПД шарнира.

Трехшиповые шарниры равных угловых скоростей

В трехшиповом шарнире (на рисунке ) 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 ˚. Сферические ролики чаще всего устанавливаются на шипы посредством игольчатых подшипников.

Ведущий вал имеет трехвальцевую вилку, в цилиндрические пазы которой входят ролики. При передаче крутящего 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 трехшипового шарнира является то, что в отличие от шариковых шарниров передача момента от ведущих элементов на ведомые происходит не в биссекторной плоскости, а в плоскости, проходящей через оси шипов. Равенство частот вращения ведущего и ведомого валов обеспечивается при любом взаиморасположении их осей.



Карданным шарниром считается главная единица по силовой части, входящая в состав карданного вала. Такой шарнир поставляется абсолютно с любой модификацией, при этом обеспечивает крутящий момент на пятьдесят, сто шестьдесят, двести пятьдесят, четыреста, шестьсот тридцать, и тысячу Н м к автомобильным транспортным средствам сельскохозяйственного характера, а также и к автомобилям со специальным назначением.

Для сельскохозяйственных автомобилей карданный шарнир полностью обеспечивает его передачу на крутящем моменте при таком количестве оборотов в минуту, как тысяча двести пятьдесят. Рабочий угловой наклон составляет до двадцати двух градусов. Если возникает желание получить более подробную и точную информацию об этих величинах, это можно найти по ГОСТУ 13758-89.

Карданный шарнир придает обеспечение в крутящем моменте относительно валов, у которых их оси делают пересечение непосредственно под углом. Карданные шарниры по угловым скоростям различают: равные и неравные. Шарниры равной угловой скорости в зависимости от своей конструкции подразделяются на: шарикового плана, с разделительными канавками, кулачкового и сдвоенного плана, и шариковые со специальным разделительным рычагом. Шарниры с неравной угловой скоростью бывают как упругого, так и жесткого плана.

Карданные шарниры с упругим планом отдают свое действие относительно осей и валов, которые пересекаются под углом в два и три градуса, либо чуть более. От деформации упругого характера на соединительных элементах они начинают выполнять функции с дополнительным гасителем в крутильном колебании.

Карданные шарниры с жестким планом неровной скорости отдают свой крутящий момент сначала к одному валу, а затем к другому. Происходит это непосредственно через довольно подвижные соединения в жестких деталях. У такого шарнира существует две вилки , у которых имеются цилиндрические отверстия. В них помещены концы соединительных элементов, которые называются крестовинами. Две вилки довольно плотно помещены на валах. Когда валы создают вращение, некоторые концы у крестовины начинают покачиваться на плоскости, которая расположена перпендикулярно оси на валу.

Карданные шарниры крестового плана используют исключительно для того, чтобы механическая связь между коленвалом и главным ведущим мостом была довольно прочной, хорошей и гибкой. Связь должна быть гибкой в первую очередь потому, что в этом случае происходит постоянное перемещение в области ведущей части моста по отношению к кузову автомобильного транспортного средства в тот момент, когда оно находится в своем движении. Состав такого карданного шарнира следующий: крестовина, состоящая из четырех шипов, чашки, сальники, игольчатые подшипники и стопорные кольца. В основном такие шарниры служат очень долгое время, порой даже могут пережить и сам автомобиль, но, стоит учесть, что на крестовый шарнир очень неблагоприятно сказываются плохие дороги, где частенько может изменяться высота кузова по отношению к дороге, где происходят значительные нагрузки переменного характера. Таким образом, в таких условиях функционирование шарнира резко ухудшается и это может привести к выходу его из строя. Для таких неблагоприятных условий существуют долговечный тип карданного вала, у которого оборудованы сдвоенные крестовые карданные шарниры. С таким карданным шарниром эта проблема не несет определенный смысл.

Карданная передача :
1 — эластичная муфта;
2 — болт крепления эластичной муфты к фланцу;
3 — крестовина;
4 — сальник;
5 — стопорное кольцо;
6 — подшипник крестовины;
7 — гайка;
8 — фланец эластичной муфты;
9 — сальник;
10 — обойма сальника;
11 — кронштейн безопасности;
12 — болт крепления кронштейна к промежуточной опоре;
13 — передний карданный вал;
14 — кронштейн промежуточной опоры;
15 — промежуточная опора;
16 — вилка переднего карданного вала;
17 — задний карданный вал;
18 — вилка заднего карданного вала;
19 — фланец ведущей шестерни главной передачи;
20 — гайка;
21 — болт крепления вилки

В трансмиссиях автомобилей карданные передачи применяются для передачи моментов между валами, оси которых не лежат на одной прямой и изменяют свое положение в пространстве. В общем случае, карданная передача состоит из карданных валов, карданных шарни ров, промежуточных опор и соединительных устройств.
По компоновке карданные передачи классифицируются на закрытые и открытые .
Закрытая карданная передача размещается внутри трубы. Труба может воспринимать силы и реакции, возникающие на ведущем мосту, и служить направляющим элементом подвески . В такой карданной передаче применяется только один шарнир, а неравномерность вращения карданного вала компенсируется его упругостью. Известны конструкции, в которых роль карданного вала выполняет торсион (упругий вал небольшого диаметра), при этом карданные шарниры отсутствуют.


Конструкция промежуточной опоры :
1 — вилка;
2 — упругая подушка;
3 — подшипник промежуточной опоры

Открытая передача не имеет трубы, и реактивный момент воспринимается рессорами или реактивными тягами. Карданная передача должна иметь не менее двух шарниров и компенсирующее звено, так как расстояние между соединенными агрегатами в процессе движения изменяется. На длиннобазных автомобилях применяют карданную передачу, состоящую из двух валов. Этим исключается возможность совпадения критической угловой скорости вала с эксплуатационной. Уменьшение длины вала повышает его критическую частоту вращения, которая должна как минимум в 1,5 раза превышать максимально возможную при эксплуатации. Конструкция карданной передачи с двумя валами требует применения промежуточной опоры одного из валов, подшипник которой для компенсации возможного осевого перемещения силового агрегата на раме или кузове установлен в эластичном кольце.


Карданные шарниры при всем многообразии конструкций и по кинематическим характеристикам и допустимым углам между валами могут быть классифицированы так, как это показано в таблице.
Карданный шарнир неравных угловых скоростей был изобретен в XVI в. итальянским математиком Джироламо Кардано и первоначально нашел применение для подвешивания фонарей в экипажах. Позже английский ученый Роберт Гук дал математическое описание кинематики данного механизма.

Детали карданной передачи (а) и график зависимости угловых скоростей (б):
1 — шлицевая вилка;
2 — П-образная пластина;
3 — стопорная шайба;
4 — крестовина;
5 — вилка заднего карданного вала;
6 — задний карданный вал;
7 — фланец ведущей шестерни главной передачи;
8 — задний карданный шарнир;
9 — игольчатый подшипник;
10 — стопорное кольцо;
11 — болт; 12 — уплотнительное кольцо;
α — угол поворота ведущего вала;
β — угол поворота ведомого вала;
γ — угол между валами

Анализ схемы карданного шарнира показывает, что при постоянной угловой скорости ведущего вала ведомый вращается циклически: за один оборот дважды отстает и дважды обгоняет ведущий вал. При этом с увеличением угла γ между валами неравномерность вращения интенсивно возрастает. Для того чтобы карданная передача с шарнирами неравных угловых скоростей передавала синхронное вращение между валами соединенных агрегатов, она должна состоять из нескольких шарниров, взаимное расположение которых будет компенсировать неравномерную передачу вращения каждого шарнира. По этой причине минимальное количество шарниров должно быть равно 2. При этом в карданной передаче с двумя шарнирами необходимо соблюдение следующих компоновочных требований :
— ведущие вилки расположены под углом 90 ° одна относительно другой;
— углы между валами в обоих шарнирах γ1 и γ2 равны между собой;
— все валы лежат в одной плоскости.

Карданный шарнир неравных угловых скоростей

Для карданных передач, имеющих число шарниров неравных угловых скоростей более трех, синхронность вращения валов соединенных агрегатов достигается определенным соотношением углов между валами всех шарниров, при этом соотношение зависит от числа шарниров. Карданный шарнир неравных угловых скоростей состоит из двух вилок, в цилиндрические отверстия которых вставлены концы крестовины. Вилки жестко закреплены на валах. При вращении валов концы крестовины перемещаются относительно плоскости, перпендикулярной к оси вала.
Крестовина карданного шарнира должна строго центрироваться для исключения переменного дисбаланса карданного вала при его вращении. Центрирование достигается точной фиксацией обойм подшипников при помощи стопорных колец или крышек, которые прикрепляются к вилкам шарнира. Минимальный угол между валами должен быть не менее 2°, иначе цапфы крестовин деформируются иглами и шарнир быстро разрушается (явление бринеллирования ).
Развитие конструкций карданных шарниров неравных угловых скоростей шло по пути снижения потерь, связанных с вращениями концов крестовины в отверстиях вилок. В конструкциях первых шарниров концы крестовины устанавливались на подшипниках скольжения. С учетом того что в трансмиссии многоосных автомобилей число шарниров может превышать два десятка, применение в них подшипников скольжения может существенно снижать общий КПД трансмиссии. В карданных шарнирах современных автомобилей применяются только игольчатые подшипники качения.
В прежних конструкциях применялась смазка, которую было необходимо периодически обновлять через специальную масленку. Карданные шарниры современных автомобилей обычно заправляются высококачественной пластичной смазкой, при сборке и в эксплуатации ее не заменяют.

В механике существует уже большое количество технических устройств, которые способны преобразовать практическую любую величину энергии в более удобную нам с вами или другим техническим устройствам. В этой статье пойдет речь о том, что такое карданная передача, и какую роль она играет в автомобилестроении?

Что такое карданная передача?

Карданной передаче называют специальное механическое устройство, предназначенное для передачи вращающего момента между валами, которые пересекаются в центре кардана. Главной особенностью такого рода передачи является то, что валы имеют возможность углового перемещения, что очень актуально для применения во многих автомобилях.

Кардан состоит из двух валов, имеющих на концах специальные вилки. Данные вилки через оси крепятся к общему центру передачи. Таким образом, при угловом изменении положения, валы могут беспрепятственно вращаться, каждый в своем положении.

Изначально, карданный вал устанавливался на заднеприводные и полноприводные автомобили. Он позволял с крестовины коробки передач на заднюю ось, а также с редуктора раздаточной КПП на передний редуктор. Дело в том, что задний или передний мост крепится к подвеске автомобиля, которая находится в постоянном движении. Таким образом, получается, что изменение положения моста требует и изменение положения ведомого вала. Вот тут то и помогает карданный вал, который не только передаст нужный вращающий момент, но и выступит как дополнение к подвеске автомобиля.

Второй механизм, в котором кардан также активно применяется — это рулевое управление. Сейчас, практически все автомобили имеют, так называемую, безопасную рулевую колонку, которая в случае аварии быстро складывается и не повреждает ноги водителя. Все это достигается с помощью его способности менять угловое положение под любым угловым положением относительно другого вала.

Видео — Принцип работы карданной передачи

Почему карданный вал не применяют вместо ШРУСов?

Казалось бы вполне логичный вопрос. Если карданный вал имеет такую способность к вращению даже при изменении угла валов относительно друг друга, то почему бы его не использовать в переднеприводных автомобиля?


Прежде чем ответить на этот вопрос, необходимо рассмотреть один из существенных недостатков такого вида передачи. Он заключается в несинхронности вращения одного их валов. Дело в том, что если, например, ведущий вал вращается с равномерной скоростью, то ведомый будет обязательно вращаться неравномерно. В автомобилях с передним приводом передача синхронного вращающего момента на ведущие передние колеса является самым главным, поэтому там используются более сложные аналоги кардана — ШРУСы.

Тем не менее, не смотря на этот недостаток, можно сделать вывод о том, что он легко устраняем, если установить на каждом валу специальные парные шарниры, которые сравняют синхронность вращения, пусть не до абсолютно, но хотя бы примерно равных размеров.

ШРУС же, является разновидностью кардана и имеет более сложную конструкцию и другой существенный недостаток — невозможность поворота колес более угла в 70 градусов. Шарнир же значительно выигрывает по сравнению с обычным карданом, но имеет и свои недостатки.

  • Во-первых, «гранаты» имеют более низкий срок службы, чем кардан и очень часто выходят из строя.
  • Во-вторых, надежность крепления шарнира и кардана — тут безусловно выигрывает именно кардан, так как имеет более толстую цельнометаллическую конструкцию.

В процессе работы на заднем приводе, кардан имеет свойство создавать определенные вибрации при движении на больших оборотах. Данные недостатки сокращаются путем применения сразу двух карданных валов. Увеличение количество передач приводит к плавности движения и при преодолении различных неровностей дорожного покрытия.

Все соединения с коробкой передачей смазываются трансмиссионным маслом. В некоторых коробках передач такой вал вставляется прямо внутрь коробки, где и происходит смазка данного элемента.

Крестовина и карданный вал укрепляются при помощи игольчатых подшипников, которые снижают трение при вращении и изменении углового положения одного из валов.

Неисправности карданного вала


В процессе работы карданного вала можно наблюдать некоторый перечень неисправностей. К первому роду можно отнести различные вибрации, которые вызваны погнутостью и дисбалансом карданного вала. Погнутость может возникнуть при неаккуратной и агрессивной езде по неровному дорожному покрытию. Второй неисправностью можно назвать стуки, которые появляются в процессе работа кардана.

Все эти неприятности пагубно влияют не только на состояние карданного вала, но и на коробку переключения передач, а также редуктор заднего моста. На самом деле, биение карданного вала — это очень опасное явление, ведь при полном износе элементов крепления или разрыве детали, автомобиль станет полностью обездвиженным.

Где еще применяется карданная передача?


Карданная передача нашла широкое применение не только в автомобилестроении, но и в инструментальной части любого автомеханика. Так, например, появилась специальная насадка на отвертку, которая имеет карданный способ передачи вращающего момента. Такая отвертка помогает без труда открутить те гайки или болты, которые закручены в тех местах, где подобраться обычным инструментом является проблематичным, а порой и невозможным заданием.

Вот, пожалуй, и все, что необходимо знать о карданной передаче. При работе с такими элементами необходимо проявлять осторожность. Дело в том, что при изменении или деформации какой-либо части кардана, он начинает работать неровно, а, следовательно, постепенно изнашивает коробку передач и крестовину заднего редуктора. Разобрать и собрать карданный вал можно самостоятельно, при наличии самого минимального набора инструментов и специального оборудования.

что это, устройство, виды и признаки неисправностей

Сама идея шарнира равных угловых скоростей (ШРУС) известна очень давно. Но особой необходимости применять их в автомобиле не было, а сложность шарниров означала высокую цену. Изменить ситуацию смог лишь массовый перевод серийных автомобилей широкого применения на передний привод.

Содержание статьи:

  • 1 Зачем в машине нужен ШРУС
  • 2 Устройство шарнира равных угловых скоростей
    • 2. 1 Внутренний
    • 2.2 Наружный
  • 3 Виды и виды конструкций
    • 3.1 Кулачковые
    • 3.2 Трипоидные
    • 3.3 Шариковые
    • 3.4 Карданные
  • 4 Возможные неисправности шарнира
  • 5 Что будет, если не менять неисправный ШРУС

Преимущества подобной компоновки легко окупали любые мыслимые затраты на внедрение ШРУС в автопромышленности в серьёзных масштабах, а это практически весь существующий рынок легковых автомобилей, кроссоверов и даже лёгких грузовиков.

Зачем в машине нужен ШРУС

Передний привод и поперечное расположение двигателя совершили революцию в автомобилестроении. Можно долго спорить о преимуществах и недостатках различных схем привода для водителей и дорог, но с точки зрения производителей такое сочетание стало безусловным благом:

  • компоновка машины обрела дополнительную свободу для конструктора за счёт чёткой локализации силового агрегата и трансмиссии;
  • моноблок из двигателя, коробки передач и ведущего редуктора с дифференциалом максимально компактен, обладает хорошей жёсткостью и минимальной массой;
  • снимается много проблем, связанных с вибронагруженностью трансмиссии;
  • у кузова можно сделать ровный пол, без тоннеля под карданный вал к заднему мосту;
  • отсутствие редуктора ведущего заднего моста и полуосей позволяет более плотно упаковать подвеску, обеспечив объёмный и глубокий отсек под багаж;
  • пространство для задних пассажиров увеличилось;
  • топливные баки стали наращивать объём без ущерба для багажника;
  • высвободилось дополнительное место под запасное колесо, а при его отсутствии отсек можно было использовать как добавочный багажный органайзер;
  • кажущаяся устойчивость переднеприводной машины на дороге обеспечила прекрасный рекламный эффект, навсегда замаскировавший истинные причины появления массового переднего привода.

При таком количестве влияющих факторов решение проблемы передачи крутящего момента на управляемые колёса стало делом техники. Начали появляться поначалу не очень совершенные, а затем и современные шарнирные валы переднего привода.

Качество поднималось, а цена снижалась, в результате сейчас аналогичные конструкции используются и в заднем приводе, что позволяет значительно усовершенствовать заднюю подвеску.

Устройство шарнира равных угловых скоростей

Положение силового агрегата относительно кузова практически неизменно. Небольшие отклонения за счёт упругости подушек можно в счёт не принимать, а вот ответная часть — ступица ведущего, да ещё при этом и управляемого колеса, испытывает целый ряд перемещений.

Читайте также: Что такое вискомуфта, принцип работы, устройство и проверка

Приводной вал состоит из металлического стержня, сплошного или полого внутри, заканчивающегося шлицевыми соединениями, на которые надеты два шарнира. Каждый из них должен обладать качеством равномерной передачи вращения в расчётном диапазоне углов изгиба вала в целом.

Это и отражено в названии, угловая скорость не должна меняться даже в пределах одного оборота, иначе возникнут колебания момента и вибрации. Оба ШРУС неодинаковы, каждый разработан под специфические функции.

Внутренний

Внутренним считается тот, что расположен со стороны выхода трансмиссии, обычно это коробка передач, внутри которой размещён дифференциал. Внутренний ШРУС своим выступающим шлицованным валом вставляется в одну из полуосевых шестерён дифференциала. Здесь же расположена проточка, по которой работает уплотняющий сальник, герметизирующий масляный картер коробки.

Устроен этот шарнир может быть различными способами, поскольку требования по максимальному углу отклонения вала привода по отношению к оси дифференциала небольшие (обычно это несколько градусов).

За счёт длины привода большой ход колеса вызывает небольшое угловое отклонение вала, хотя на некоторых машинах, например, если коробка обладает значительными размерами или рядом расположен угловой редуктор отбора мощности на задний мост, ставится удлинительный вал, а привод укорачивается. Тогда требования к углам работы внутренних ШРУС ужесточаются.

По теме: Что такое дифференциал (принцип работы, устройство и виды блокировок)

Отличительной особенностью внутреннего шарнира стала возможность за счёт его внутренних перемещений компенсировать изменение длины всего привода. Поскольку он являет собой гипотенузу треугольника, одним из катетов которого будет ход подвески, то при изменении этого хода длину вала также надо менять.

Это учитывается в конструкции внутреннего ШРУС. Реально на автомобилях можно встретить шариковый или трипоидный шарнир.

Наружный

От наружного изменение длины не требуется, зато его диапазон углов работы значительно шире. Это связано с обеспечением максимального угла поворота колеса, определяющего манёвренность автомобиля в стеснённых условиях.

Современные шарниры настолько совершенны, что переднеприводные машины уже практически превзошли показатели старых заднеприводных автомобилей, где шарниров не было вовсе, а угол поворота ограничивался компоновкой колёсных арок.

Именно по этой причине трипоид здесь никогда не применяется. На больших углах он не является ШРУС, создавая непреодолимые вибрации. Почти везде установлены шестишариковые шарниры, лишь на некоторых тяжёлых вездеходах ставятся кулачковые или карданные ШРУС.

Виды и виды конструкций

Вполне возможно создать универсальный шарнир, который перекроет все потребности. Но вопрос цены и прочности иногда заставляет применять компромиссные решения, которые с точки зрения чистой техники несовершенны.

Кулачковые

Такие шарниры состоят из двух фигурных вилок, входящих одна в другую, между которыми расположены вкладыши и диск, передающие вращение без рывков под значительными углами.

При всей примитивности шарнира выполняется он достаточно точно, способен передавать значительные моменты при компактности конструкции, прочен и надёжен. Но потери в нём высоки, что превращается в проблему на высоких скоростях. Поэтому используются кулачковые ШРУС только на тяжёлой тихоходной технике.

Трипоидные

Имеют трёхшиповую конструкцию, а на каждый шип надет игольчатый подшипник со сферической наружной обоймой. Эти обоймы скользят по направляющим канавкам, выполненным изнутри наружного корпуса ШРУС.

Очень прочны, долговечны, терпимы к качеству смазки, но плохо работают при больших отклонениях вала, вызывая вибрации. Поэтому используются обычно на легковых машинах с небольшими ходами подвесок в качестве внутренних ШРУС.

Шариковые

Наиболее распространённые и совершенные конструкции. Шестишариковый ШРУС можно встретить практически на каждом автомобиле, имеющем передний привод, в качестве наружного шарнира.

Шарнир состоит из:

  • корпуса, играющего роль наружной обоймы, в которое нарезаны направляющие для связывающих шарнир стальных шариков;
  • внутренней обоймы, также обладающей пазами под шарики;
  • сепаратора, ограничивающего лишнюю подвижность шариков;
  • чехла-пыльника, играющего большую роль в сохранении смазки, чистоте и долговечности всего устройства.

Шарнир прекрасно работает на любых скоростях, имеет высокий КПД и достаточно долговечен. Из недостатков только высокая цена, обусловленная качественными материалами и точностью изготовления.

Карданные

ШРУС на основе карданного шарнира может считаться таковым только если в нём применены две крестовины, развёрнутые относительно друг друга на прямой угол. Тогда неравномерность вращения одной компенсируется работающей в паре.

Конструкция громоздкая, тем не менее часто применялась из-за своей прочности, неприхотливости и ремонтопригодности. В основном на внедорожниках.

Возможные неисправности шарнира

Почти всегда проблемы со ШРУС связаны с нарушением условий смазки. Заложена она туда на весь срок службы, но только при условии сохранения герметичности чехла, а именно он и является слабым местом шарнира.

Пыльник открыт всем дорожным неприятностям, может быть повреждён или просто дать трещину из-за состарившегося материала. Моментально в шарнир попадёт пыль, вода, смазка превратится в ржавую грязь, а точно выполненные шарики и канавки потеряют свою идеальную форму. Ремонту такой шарнир уже не подлежит.

Возможны и поломки из-за перегруза. Шарниры очень не любят резких ускорений при максимальных углах работы. Особенно если ШРУС уже поработал и приработался под определённые условия. Получив такую экстремальную нагрузку, он начнёт подклинивать, скорее всего лопнет стальной закалённый сепаратор, шарики обретут свободу и ШРУС разрушится.

Естественный износ тоже наступает, но очень нескоро. Если следить за состоянием чехлов и сохранностью смазки, а ещё лучше иногда её менять вместе с пыльником, промывая узел, то ресурс тут будет сравним с двигателем или коробкой передач.

Что будет, если не менять неисправный ШРУС

При работе изношенный или повреждённый шарнир будет издавать характерный хруст, переходящий в звонкие стуки при разгоне в повороте или прохождении его на высокой скорости с креном автомобиля.

Это означает, что шарики подклинивают и испытывают пиковые разрушающие нагрузки. Закончится это поломкой и отказом передавать момент на колесо, как говорят, привод срезан.

Момент очень опасный, поскольку произойти это может в повороте, где тяга критически важна, да и оторвавшийся вал привода способен создать большие неприятности, а выскочивший внутренний шарнир лишит коробку герметичности, и она потеряет масло. Без эвакуатора автомобиль передвигаться не сможет.

Шрус принцип работы

Шарнир равных угловых скоростей (ШРУС) обеспечивает передачу крутящего момента, не сковывая движение колеса.

    Переднеприводные автомобили в конце 60-х привлекли внимание разработчиков всех крупнейших автомобильных концернов, так как компоновка их кузова позволяет отдать максимум места в автомобиле водителю и пассажирам. Чтобы обеспечить привод на передние управляемые колеса, и не лишать их возможности поворачивать, пришлось придумать сложный механизм под названием ШРУС.

    История создания ШРУСа

    Поскольку конструкций шарнира равных угловых скоростей существует несколько, установить, какая из них возникла первой, достаточно сложно. Известно, что ШРУС шарикового типа, наиболее распространенный в наши дни, появился впервые в двадцатые годы прошлого века. Кулачковый ШРУС был разработан французским изобретателем по фамилии Грегуар. В начале двадцатых годов он запатентовал изобретение под именем «Тракта».

    Еще один тип — спаренный карданный ШРУС — применялся, в основном, в автомобилях производства США двадцатых годов, таких как Cord L29, а также в трансмиссии французских автомобилей «Панар-Левассор» 50-60-х годов. В наше время применяется в схемах транспортных средств, не развивающих высокую скорость, к примеру, на тракторах.

    Назначение ШРУСа

    Шарнир равных угловых скоростей используется в независимой подвеске передних управляемых колес при условии, если они же являются ведущими. ШРУС — составная деталь, и помимо вращения обеспечивает угол поворота до 70 градусов, что позволяет применять его в конструкции ведущей оси.Сходство ШРУСа с ручной гранатой обеспечило ему соответствующее прозвище, причем, не только в русском языкеРеже встречается в заднеприводных и полноприводных автомобилях, и только в том случае, если сзади также применена независимая подвеска. В этом случае каждое из задних колес имеет пусть ограниченную, но несинхронизированную с другим колесом возможность передвижения в горизонтальной и вертикальной плоскостях, что делает невозможным применение традиционных для задней ведущей оси приводных валов.

    Если угол между сочленениями небольшой, с передачей крутящего момента легко справляются карданные шарниры неравных угловых скоростей. С увеличением значений этих углов валы начинают вращаться слишком неравномерно, что делает работу передачи проблематичной и ведет к потере мощности. Для решения таких проблем и существует ШРУС.

    Внутренний и внешний ШРУС

    Обычно в трансмиссии переднеприводных автомобилей применяются ШРУСы двух видов — внутренние и внешние. Такая конструкция придумана для обеспечения большей свободы передвижения вала, чем может обеспечить один шрус. Внутренний шрус устанавливается внутри корпуса коробки передач, а внешний устанавливается у самого колеса.

    Устройство и принцип работы ШРУСа

    В зависимости от типа (шариковый, триподный, кулачковый или спаренный карданный) конструкция ШРУСа может быть разной. Тем не менее, их роль в конструкции трансмиссии одинакова: ШРУС входит в состав приводного вала. Одна сторона вала вставляется в подшипник ступицы колеса, а другая – в дифференциал. Шарниры равных угловых скоростей передают энергию вращения от двигателя к ведущим колесам через подшипники ступиц.

    Две основные составляющие ШРУСа – это корпус и обойма, находящаяся внутри него. Оба этих элемента имеют канавки, в которых расположены шарики. Они жестко соединяют обе детали, имеющие сферическую форму, и передают вращение.

    Для наружных и внутренних ШРУСов используются различные типы шарниров: наружный конец приводного вала оснащают шаровыми, а внутренний – треножными.

    Диапазон рабочего угла наружного ШРУСа шире, чем у внутреннего, поскольку при повороте управляемого колеса угол поворота наружного ШРУСа может доходить до 50 градусов. Рабочий угол внутреннего ШРУСа не превышает 20 градусов. Поэтому для наружных и внутренних ШРУСов используются различные типы шарниров: наружный конец приводного вала оснащают шаровыми, а внутренний – треножными.В конструкцию наружного ШРУСа входит обойма, установленная на валу, с шестью канавками, расположенных по радиусу. Корпус узла имеет такое же количество радиальных канавок. В них находятся шарики, которые и передают крутящий момент. Такая передача происходит от вала к корпусу ШРУСа и дальше, к ступице колеса.Конструкция ШРУСа допускает изгиб, но не осевое перемещение.

    Внутренние ШРУСы, рассчитанные и на изгиб, и на осевое перемещение, имеют несколько иное устройство.Внутренние шарниры равных угловых скоростей отличаются и между собой. Это зависит от модели автомобиля, на который они устанавливаются. К примеру, в ВАЗовских внутренних ШРУСах канавки корпуса прямые, а не радиальные.

    Пыльник ШРУСа удерживают на месте два хомута. Они продаются в комплекте с любым новым ШРУСом.

    Поскольку ШРУС располагается в проблемной зоне, где много грязи и пыли, он снабжен герметичной защитой. Эту роль выполняет пыльник – гофрированная резиновая накладка, закрепленная на корпусе ШРУСа хомутами.

    Несмотря на разнообразие конструктивных решений ШРУСов, принцип их работы остается неизменным — точки контакта, передающие окружные силы, должны обязательно находиться в биссекторной полости, проходящей через биссектрису угла, образованного валами.

    Достоинства и недостатки ШРУСа

    К явным преимуществам ШРУСа можно отнести то, что при передаче при помощи этого шарнира потери мощности, по сравнению с другими аналогичными механизмами, почти не наблюдается. Другие плюсы — его легкий вес, относительная надежность и простота замены в случае поломки.К недостаткам ШРУСов следует отнести наличие в конструкции пыльника, который одновременно является контейнером для смазки. Расположен ШРУС в таком месте, где его соприкосновение с посторонними предметами практически невозможно предотвратить. Пыльник может быть порван, к примеру, при езде по слишком глубокой колее, при переезде через препятствие и тп. Как правило, узнает об этом владелец автомобиля только тогда, когда грязь уже попала внутрь пыльника через трещину в пыльнике, спровоцировав интенсивный износ. Если есть уверенность, что это произошло недавно, можно снять шрус, промыть его, заменить пыльник и заполнить его новой смазкой. Если же неприятность случилась значительное время назад, ШРУС обязательно выйдет из строя раньше времени.

     

    Внутренний шрус

    Создает вращение касательно внешнего механизма, вследствие чего происходит изменение радиуса полуоси по отношению к оси, если говорить простыми словами внутренний ШРУС — соединительный механизм между полуосью и КПП. Внутренний ШРУС наиболее неподвижен и максимальный угол поворота составляет около 20 градусов. Основная масса сборки, выглядит как трипоид с роликами на подшипниках, они в свою очередь двигаются по углублениям в встречной колбе. Такая деталь служит восполнением шагов подвески и сохранности целостности вала.

    Наружный шрус

    Представляет собой обойму и оболочку с углублениями, по ним двигаются шарики, совмещая составляющие части друг с другом. Для нормальной деятельности ходовой части внешняя «граната» должна качественно переводить крутящий момент под разными радиусами. ШРУС наружный крепится у основания колеса и оснащается шариковым шарниром на конце ведущего вала.

    Пыльник шруса

    Пыльник ШРУСа выглядит как чехол, изготовленный из термопласта либо из резины, защищая шарнир от внешних неблагоприятных факторов, также предохраняет потерю автосмазки, которая находится внутри ШРУСа. Количество таких чехлов в автомобиле составляет до 20 штук. Внешне пыльник выглядит как часть гофрированной трубки. Повреждение корпуса защиты может привести к потере смазочного покрытия и вследствие этого возникает усиленная амортизация. Пыльник — единственная эффективная защита от повреждающих сегментов, и гарантия длительной исправной работы. Диагностику чехла следует проводить на регулярной основе (ежемесячно), и при малейшей трещине заменять его. Выбирать пыльник нужно не по составу изготовления, а по качеству и репутации производителя. Слишком жесткий материал пыльника не подойдет для установки, для начала нужно одну из складок провернуть вокруг своей оси и на получившемся изгибе не должно быть заломов и трещин.

    Внутренний пыльник подвергается большим нагрузкам со стороны работы двигателя с высокой температурой. Часто изнашивается инородными предметами, попадающими с проезжей части под капот. Повреждения пыльника характеризуются выделением смазки в большом количестве, внешними трещинами и микротрещинами. Внешний ШРУС непосредственно передает движение вала на ступицу колеса и по размеру он меньше, чем внутренний. Также испытывает больший износ из-за трения деталей, взаимосвязи с дорогой и от постоянного сжатия и растяжения, так как ШРУС установлен непосредственно на колесе. Чтобы рассмотреть повреждения внешнего пыльника необходимо вывернуть руль до упора, одна сторона элемента растянется, что дает хорошую возможность определить целостность.

    Неисправности шруса

    Внутренний ШРУС — один из главных элементов трансмиссии в автомобиле, и в связи с этим изготавливается из высококачественных материалов (не считая подделок). Обычно срок годности этих деталей высок, но часто получается что износ наступает намного раньше, такое бывает даже у новых машин.

    Причины износа ШРУСа:

    1. Недостаточное количество смазочного материала, либо его плохое качество.
    2. Плохое качество материала при изготовлении ШРУСа, использование поддельных и бракованных деталей.
    3. Проникновение инородных предметов и воды из-за того что пыльник вышел из строя.
    4. Плохое покрытие дорог, и неаккуратное вождение по этим дорогам.
    5. Несвоевременно проведенная диагностика и замена запчастей.

    Первичную диагностику можно провести водителю самому, не прибегая к помощи автослесаря, путем поверхностного осмотра, благодаря этому можно выявить повреждения пыльника. Для более детального осмотра придется шарнир разобрать, в этом поможет эстакада, яма или просто домкрат. Провести диагностику ШРУСа самому не составит труда.

    Характерные поломки шарнира:

    1. Посторонние звуки (хруст), они усиливаются при: повороте, разгоне, преодолении барьеров. Шарики очень износились что беспроблемно двигаются по углублениям.
    2. Недостаток смазки внутри деталей.
    3. Зазор вала. Для того что бы понять так ли это, необходимо взять полуось и подвигать ее, при наличии дефекта вы сразу обнаружите люфт в рабочей стороне ШРУСа.
    4. Инородные предметы, которые попадают с дорожного покрытия.

    Чтобы определить звук неисправности наружного шарнира, нужно выбрать ровную поверхность, максимально повернуть в сторону руль и резко двинуться с места, обеспечивая тем самым нагрузку на шарнир, и если он действительно неисправен, то будет слышен знакомый шум. Важно определить с какой стороны исходит хруст.

    Поломку во внутренних шарнирах диагностируют немного по-другому. Здесь наоборот необходимо найти плохую дорогу с ямами и проехать по ним. Если ШРУС застучал, то значит выявилась поломка. Существует еще способ диагностики хруста внутреннего ШРУСа. Нужно нагрузить хвостовую часть машины так, чтобы перед приподнялся, а ось внутреннего шарнира по возможности максимально согнулась. Приоритетным признаком поломки является хруст в движении. Не рекомендуется ездить с загруженной задней частью машины, на постоянной основе, контролируйте пружины амортизатора.

    Третий способ распознать с какой стороны “граната” стучит, заключается в последующем алгоритме:

    1 — выставить равномерно колеса автомобиля.

    2 — поднять одно любое ведущее колесо подъемником.

    3 — установить автомобиль на ручник и снять с передачи.

    4 — плавно “тронуться” (вывешенное колесо начнет вращаться).

    5 — потихоньку выжать педаль тормоза, таким образом создается естественная нагрузка на “гранату”. Если присутствует неисправность в одном из внутренних ШРУСов, сразу появятся звуки, в неисправной части машины. Если дефекта нету, то машина просто начинает глохнуть.

    6 — Максимально вывернуть руль. Медленно выжимать педаль тормоза. Если есть неисправность — то хруст будет продолжаться. Если присутствует поломка ШРУСа с другой стороны, то прибавится дополнительный звук. Полностью понять что поломка состоит именно в ШРУСе можно если в начале движения авто появились рывки. Предпочтительнее конечно машину не доводить до состояния полной амортизации и проводить ежемесячную проверку. При подвешивании колеса и проверке ШРУСов придерживайтесь правилам безопасности, не забывайте поставить машину на ручник, а лучше всего пользуйтесь колесным стопором. Обратите внимание, не забыли ли вы установить нейтральную передачу, выключить двигатель, дождитесь полной остановки колеса до того, как поставите его на поверхность.

    Замена шруса

    ШРУС – деталь ходовой части, который необходима регулярная диагностика. Даже малое проникновение грязи и влаги может быстро привести в негодность. Избежать этого можно с помощью проведения осмотра резиновых чехлов на наличие повреждений. Для того чтобы понять какой износ детали, необязательно ехать на СТО, проверка и замена ШРУСа может проводиться автолюбителем самостоятельно, о которой было написано выше. Многие автомобилисты узнав стоимость замены шарнира, продолжают ездить со сломанной деталью, а зря. Замена ШРУСа — это единственный способ комфортно передвигаться на своем автомобиле.

    Автомобили, оснащенные передним приводом, в 60-х годах очень заинтересовали инженеров и разработчиков практически всех автомобильных брендов. Считалось, что такая компоновка кузовов дает возможность получить больше свободного места в салоне. Для осуществления этой идеи инженеры придумали достаточно сложный на тот момент механизм. Он позволял обеспечить вращение передних колес и управлять ими при более компактных размерах конструкции.

    ВИДЫ

    ШРУС был изобретен достаточно давно, по наиболее распространенной версии он был изобретен еще в двадцатых годах прошлого века Альфредом Рцеппом. Потому не удивительно, что с тех пор появилось множество разновидностей данной детали:

    • сухариковый – устанавливается исключительно на грузовиках;
    • триподный – как правило, используется в качестве внутреннего ШРУСа;
    • спаренный шарнир – применяется довольно редко в силу сложной конструкции;
    • шариковый, или ШРУС Рцеппа – наиболее распространенный вид, который и применяется чаще всего на осях легковых автомобилей.

    Именно это изобретение и стало революционным для конструирования легковых авто с передним приводом.

    УСТРОЙСТВО ШРУСА

    Здесь можно увидеть фото ШРУСа шарикового, благодаря которому станет понятней, что же собой представляет данная деталь в собранном состоянии. Если говорить о ее составляющих, то их, на самом деле, не так много:

    1. Корпус с наружной обоймой.
    2. Сепаратор.
    3. Внутренняя обойма.
    4. 6 шариков.
    5. Вал.
    6. Кольцо стопора.
    7. Пыльники внешний и внутренний, их удерживают хомуты.

    Если собрать воедино эти оставляющие, то они внешне действительно напоминают некую гранату.

    Все эти детали собираются в ШРУС наружный и ШРУС внутренний. Внутренний передает вращательные движения к внешнему механизму, в результате и производится изменение угла полуоси по отношению к оси.

    Зачем нужен ШРУС в автомобиле

    Необходимость изобретения ШРУСа возникла одновременно с появлением первых автомобилей с передним приводом. 3 основных преимущества переднеприводных машин хорошо известны каждому автомобилисту:

    • лучшая управляемость;
    • экономичность.

    Но, при передаче крутящего момента на управляемые колёса, постоянно изменяющие своё положение, возникали серьёзные потери мощности и другие негативные последствия:

    1. Обычные шарнирные механизмы быстро приходили в негодность.
    2. Вращение на колёса передавалось неравномерно.
    3. Возникала сильная дополнительная вибрация.
    4. Валы и шестерни трансмиссии работали со значительными перегрузками.

    Изобретение автомобильной гранаты в 20-х годах прошлого века позволило полностью решить эту сложную техническую задачу. С помощью ШРУСа крутящий момент на управляемые колёса передаётся без потерь мощности и других недостатков.

    Благодаря надёжности и простоте, шарнир равных угловых скоростей также широко используется на заднеприводных машинах, в которых установлена независимая подвеска.

    Качественная граната отличается длительным ресурсом работы. При бережной эксплуатации автомобиля необходимость её замены или ремонта возникает крайне редко.

     

    Типы автомобильных ШРУСОВ

    Всего есть 4 типа автошрусов по конструктивной особенности:

    1. Сухариковый. Устанавливается на грузовые автомобили и автобусы.
    2. Трипоидный. Используется во внутренних конструкциях из-за осевого своего перемещения.
    3. Спаренный. Редкоиспользуемый тип шарниров. Сложный в конструкции.
    4. Шариковый. Это самый распространенный тип. Устанавливается во всех легковых переднеприводных машинах.
    Классификация ШРУСОВ:
    • внутренние;
    • внешние.

    Внутренний шрус является соединительным звеном между коробкой передач и полуоси. Внешний шрус является соединительным элементом между полуоси и ступицы колеса. Они работают в паре и передают все типы нагрузок. Если во время движения прокололо бескамерное колесо, в него можно закачать специальный герметик для бескамерных шин.

    Известно ли вам, что ксеноновые фары запрещено использовать, так как они светят слишком ярко и ослепляют водителей встречных авто. Но, можно устанавливать ксеноновые противотуманники.

    Устройство шарнира равных угловых скоростей

    Так как нас интересует шариковый шарнир, то рассмотрим его устройство. Из-за того, что элементы не находятся в масле (в отличие от заднего моста), то устройство называется «сухим». Устройство конструкции шарикового шруса довольно простое.

    Из чего состоит ШРУС:
    • Корпус. Представляет собой полусферу, чашу. В нее устанавливается ведомый вал.
    • Нижняя часть. Это кулачок в виде сферы с ведущим валом.
    • Сепаратор. Это кольцо с отверстиями, в которые устанавливаются металлические шарики и удерживаются там.
    • Шарики из металла. Подвижные элементы. Их 6.

    устройство шарнира равных угловых скоростей

     

    Какой шрус выбрать

    Прежде чем покупать новый шрус, следует узнать о видах (какие бывают), какие лучше по отзывам водителей, какие цены. На цене при покупке этого элемента устройства автомобиля, не следует делать основной акцент.

    Бывают следующие фирмы производители шрусов:
    • Pilenga. По отзывам хороший вариант.
    • Febest. По отзывам водителей, купивших по недорогой цене запчасти этой фирмы, быстро выходят из строя.
    • Metelli. Рекомендуемые.
    • Loebro. Рекомендуемые.
    • SKF. Рекомендуемые.

    Характеристики ШРУСОВ различные. Бывают в конструкции 23 шлица, а бывают 24. Если ошибиться, то неподходящий (разница в один зуб) не установится на вал.

    В списке, последние три бренда отлично зарекомендовали себя, проверены. Есть минусы с пыльниками у фирмы Метелли, а именно, плохо фиксируется пыльник. У Лоебро, пыльник, также, слабое звено. Третий вид СКФ создал свой высокий рейтинг благодаря высоким качеством выпускаемых ими подшипников. Ресурс ШРУСОВ SKF = 100 тыс. км. при условии, что пыльники исправные и автомобиль эксплуатируется в спокойном режиме. При эксплуатации автомобиля частенько возникают скрипы. Скрипит обычно стабилизаторная втулка, ресурс которой обычно составляет 30 тысяч км. Советую посмотреть, как менять втулки стабилизатора.

    Качественная новая запчасть отличается от новой по виду и по осязанию. Бракованный шрус имеет тонкий пыльник, мало смазки, фиксирующих хомут слабый.

     

    Признаки неисправности ШРУСА

    Благодаря наличию в устройстве шруса пыльника — он защищен от попадания пыли, влаги и грязи.

    Причины поломок шарниров равных угловых скоростей:
    1. Порванный пыльник.
    2. Использование некачественной или не подходящей смазки.
    3. Бракованный металл.

    Если во время езды появились хрусты, щелчки, скрежет (металл об металл), то это и есть не что иное как признак поломки ШРУСА. Эти звуки появляются, когда через порванный или слетевший пыльник попали механические частицы в подшипники и шарики заедают.

       Определение и история появления

    Всего несколько десятков лет назад большинство автомобилистов не представляло о наличие данного узла. И это легко объяснить, так как практически все автомобили были заднеприводными и крутящий момент от редуктора к ведущим колесам всегда передавался под одним и тем же углом, так как задние колеса на большинстве транспортных средств не являлись управляемыми. И многие из Вас помнят неотъемлемую часть заднеприводного авто – неразрезной мост.

    Но время заднеприводных автомобилей, по крайней мере в массовом сегменте, давно и безвозвратно прошло и переднеприводные автомобили, в силу их ряда преимуществ «захватили» рынок.

    У переднеприводных авто передние колеса являются одновременно и ведущими и управляемыми и при таком положении вещей крутящий момент от двигателя на ведущие колеса передается под постоянно изменяющимися углами.

    Чтобы обеспечить кинематически правильную передачу момента в конструкцию внедрили ШРУС. Этот узел был разработан и запатентован достаточно давно – в середине 20‑х годов прошлого века, но широкое распространение получил лишь в конце 50‑х с появлением первых переднеприводных авто.

    Шарниры равных угловых скоростей (ШРУСы) применяются в автомобилестроении для привода управляемых ведущих колес с независимой передней подвеской. Их предназначение – обеспечение равномерного вращения колес при углах поворота до 60 градусов.

    Многие «профессиональные» автомобилисты ШРУС называют гранатой, лично я не сторонник таких жаргонизмов, так как при описании узлов и агрегатов, должны применяться технические термины, а не гаражный сленг.

       Разновидности шарниров, их устройство и принцип работы

       Кулачковый

    Имеет две вилки 2 и 6, насаженные на валы 1 и 7 или откованные с ними как одно целое; два полуцилиндрических кулачка 3 и 5, охватываемых вилками; диск 4, входящий в цилиндрические пазы кулачков. Эти шарниры обязательно работают попарно (внутренний и наружный), так как один создает неравномерность вращения, а второй устраняет её, то есть сам шарнир непосредственно ШРУСом не является, так как обеспечивает вращение валов с равной угловой скоростью только в паре. К недостаткам стоит отнести низкий КПД и склонность к перегреву, что исключает использование на современных легковых транспортных средствах.

    Шариковые шарниры

    Общее устройство:

    • чашеобразный корпус, представляющий собой внешнюю обойму, вместе с валом
    • сепаратор (кольцо с отверстиями, расположенными на равном удалении друг от друга, в котором удерживаются шарики)
    • внутренняя обойма
    • металлические шарики
    • стопорное (фиксирующее) кольцо

    Работу данного узла рекомендую посмотреть на видео.

     Трипоидные ШРУСы

    Данный шарнир состоит из корпуса (стакана) с запрессованным в него валом со шлицами. Хоть это и самая большая часть трипоида, но не самая основная. Основная – это трёхлучевая вилка, на лучах вилки смонтированы ролики, которые вращаются на игольчатых подшипниках. Вилка напрессовывается на шлицы вала, идущего от КПП.

    На внутренней части корпуса присутствуют канавки, именно они и обеспечивают угол поворота ШРУСа. Из-за конструктивных особенностей данный тип шарнира применяется только в качестве внутреннего.

       

    Понравилась статья? Расскажите друзьям:

    Оцените статью, для нас это очень важно:

    Проголосовавших: 5 чел.
    Средний рейтинг: 3 из 5.

    Что такое шрус — разбираемся вместе

    Абсолютное мнение по поводу истории создания ШРУСА отсутствует. Суть одного из наиболее распространенных в том, что в 1927 году это устройство изобрел и запатентовал Альфред Рцепп. Поэтому, сам механизм среди любителей-профессионалов до сих пор называют шарниром «Рцеппа». Уже ближе к концу 60-х переднеприводные автомобили стали особо интересны для разработчиков практически сразу всех значительных автомобильных концернов. Интерес вызвала компоновка их кузова, неоднократно позволяющая предложить водителю и самим пассажирам максимум места в транспортном средстве.

    • 1. Назначение ШРУСа
    • 2. Устройство и принцип работы ШРУСа
    • 3. Достоинства и недостатки ШРУСа

    Вот так для обеспечения привода на передние управляемые колеса, не лишая их возможности поворачивать, специалисты придумали такой сложный механизм как ШРУС. Аббревиатура обозначает «шарнир равных угловых скоростей». Деталь интересная, термин непривычный. Само устройство предусматривает решение следующей задачи – передачу равномерного вращательного движения от одной полуоси к другой, в случае если они расположены под углом друг к другу. Самое важное, чтобы расположение полуосей было под определенным углом. Его величина обычно терпит постоянные изменения, не превышая отметку в 70 градусов.

    Конструкции шарнира равных угловых скоростей бывают разные, их существует сразу несколько. В настоящий момент существует несколько модификаций ШРУСа. Так, ШРУС шарикового типа является наиболее распространенным. Появился он впервые в двадцатые годы прошлого века. Популярным является кулачковый ШРУС, разработанный французским изобретателем Грегуаром. Тот запатентовал свое изобретение в начале двадцатых годов под именем «Тракта». Следующая разновидность ШРУСа — спаренный карданный. Сфера его применения – автомобили производства США тоже двадцатых годов. Речь идет о Cord L29. В том числе их использовали для трансмиссии французских автомобилей «Панар-Левассор» в 50-60-х годы. В настоящий момент он тоже применяется в схемах разных транспортных средств, которые не развивают достаточно высокую скорость, например, тракторы.

    1. Назначение ШРУСа

    ШРУС имеет свое предназначение. Его основная задача – передача равномерного вращения под углом. Так, шарнир равных угловых скоростей применяют для независимой подвески, что на передних управляемых колесах. Правда, здесь нужно соблюдать следующее условие – колеса должны быть ведущими.

    Так как ШРУС – составная деталь, значит, помимо вращения он способен обеспечить угол поворота в пределах 70 градусов, позволяя его применять в конструкции ведущей оси.

    Внутренний и внешний ШРУС

    Попытаемся разобраться, что собой представляют в трансмиссии переднеприводных автомобилей внутренний и внешний ШРУСы. Речь пойдет не только об особенностях конструкции, но и механизме передачи вращательного движения от коробки переменных передач либо вала редуктора на ведущие колёса, требуя как минимум два шарнира на пути. Дело в том, что иметь по одному ШРУСу на каждое колесо оказывается мало, нужна их пара.

    Поэтому, напомним еще раз, что сама конструкция необходима для обеспечения свободы передвижения вала. Внутренний шрус устанавливают внутри корпуса коробки передач, в то время как внешний у самого колеса. Оба шруса необходимы для успешного передвижения автомобиля. Однако, между ними существует определенное отличие, которое зависит от модели автомобиля.

    Попытаемся разобраться, в чем же разница между ними. Во-первых, внутренний больше по размерам, поэтому и стоит дороже. Его основное предназначение – передача вращения от трансмиссии к валу. Внешний ШРУС должен вращать ступицу колеса, поскольку у него посадочные шлицы. Отсутствие достаточного количества свободного пространства неоднократно вынуждает специалистов сделать его в габаритах намного меньшим.

    2. Устройство и принцип работы ШРУСа

    Что касается стандартного набора составляющих шарнира, он следующий. Здесь всего четыре детали, поэтому сам механизм простой.

    — корпус, похожий на сферическую чашу и ведомый вал;

    — внутренняя обойма как сферической кулак и ведущий вал;

    — сепаратор как кольцо, в котором есть специальные отверстия. Он необходим для удержания шариков;

    — да и сами шарики – шесть штук.

    Невзирая на то, что существует полное разнообразие конструктивных решений ШРУСов, неизменным остается их принцип работы. А именно, точки контакта, которые передают окружные силы. Они обязательно должны находиться в биссекторной полости, что проходит через биссектрису угла, которую образуют валы.

    Попытаемся разобраться в том, как работает ШРУС. Однако, чтобы этот принцип работы понять, необходимо разобраться из каких компонентов он состоит и каким образом работает.

    Процесс работы ШРУСа предусматривает следующие этапы:

    1. На внутренней обойме и в корпусе есть сферические канавки. Их количество совпадает с числом шариков;

    2. Удержать шарики вполне реально сепаратором, что расположен в векторном пространстве кулак-корпус. Дальше они перемещаются по внешнему диаметру канавок корпуса. Что касается внутреннего диаметра, здесь шарики перемещаются по канавкам кулака;

    3. Вращая ведущий вал, можно передать усилие на обойму через кулак и шарики, что находятся в канавках. Дальше эта мощность передается на ведомый вал;

    4. В результате изменения угла между ведомым и ведущим валами, шарики очень свободно перемещаются по канавкам, продолжая таким образом передавать усилие.

    3. Достоинства и недостатки ШРУСа

    ШРУС легкий, относительно надежный, в случае поломки заменяется просто. Его преимущество заключается в том, что в сравнении с иными аналогичными механизмами, благодаря помощи шарнира возможна лишь незначительная потеря мощности.

    Недостаток ШРУСа — наличие пыльника в конструкции. Он необходим, чтобы сохранить чистоту устройства, одновременно выступая контейнером для смазки. Это его защитная функция.

    ШРУС как раз расположен в таком месте, где невозможно его соприкосновение с иными посторонними предметами. Оказаться порван может и пыльник. Это может случиться в момент езды, например, переезжая препятствие, либо по слишком глубокой колее. Узнать об этом может только сам владелец авто. Обычно он об этом понимает, когда грязь уже находится внутри пыльника, попав туда через трещину. Таким образом, можно спровоцировать интенсивный износ. В том случае, если владелец авто уверен, что это случилось совсем недавно, шрус можно просто снять, хорошенько его промыв. Заменяя пыльник, его необходимо заполнить новой смазкой. В том случае, если неприятность произошла не недавно, ШРУС обязательно должен выйти из строя раньше времени.

    Шарнир равных угловых скоростей (ШРУС) — КиберПедия

    Навигация:

    Главная Случайная страница Обратная связь ТОП Интересно знать Избранные

    Топ:

    Процедура выполнения команд. Рабочий цикл процессора: Функционирование процессора в основном состоит из по­вторяющихся рабочих циклов, каждый из которых соответствует…

    Определение места расположения распределительного центра: Фирма реализует продукцию на рынках сбыта и имеет постоянных поставщиков в разных регионах. Увеличение объема продаж…

    Характеристика АТП и сварочно-жестяницкого участка: Транспорт в настоящее время является одной из важнейших отраслей народного хозяйства. ..

    Интересное:

    Лечение прогрессирующих форм рака: Одним из наиболее важных достижений экспериментальной химиотерапии опухолей, начатой в 60-х и реализованной в 70-х годах, является…

    Инженерная защита территорий, зданий и сооружений от опасных геологических процессов: Изучение оползневых явлений, оценка устойчивости склонов и проектирование противооползневых сооружений — актуальнейшие задачи, стоящие перед отечественными…

    Финансовый рынок и его значение в управлении денежными потоками на современном этапе: любому предприятию для расширения производства и увеличения прибыли нужны…

    Дисциплины:

    Автоматизация Антропология Археология Архитектура Аудит Биология Бухгалтерия Военная наука Генетика География Геология Демография Журналистика Зоология Иностранные языки Информатика Искусство История Кинематография Компьютеризация Кораблестроение Кулинария Культура Лексикология Лингвистика Литература Логика Маркетинг Математика Машиностроение Медицина Менеджмент Металлургия Метрология Механика Музыкология Науковедение Образование Охрана Труда Педагогика Политология Правоотношение Предпринимательство Приборостроение Программирование Производство Промышленность Психология Радиосвязь Религия Риторика Социология Спорт Стандартизация Статистика Строительство Теология Технологии Торговля Транспорт Фармакология Физика Физиология Философия Финансы Химия Хозяйство Черчение Экология Экономика Электроника Энергетика Юриспруденция

    ⇐ ПредыдущаяСтр 10 из 13Следующая ⇒

    Карданная передача с шарнирами равных угловых скоростей, которую чаще называют ШРУС, имеет более совершенную конструкцию и обеспечивает вращение валов с постоянной скоростью относительно друг друга независимо от изменяющегося угла между осями вращения. Карданная передача с такими шарнирами имеет практически аналогичное устройство:

    · ведущие, промежуточные и ведомые валы;

    · ШРУС;

    · соединительные элементы.

    Как уже было сказано, ШРУС имеет несколько иную конструкцию, нежели соединение с крестовиной. Наиболее распространенный шариковый ШРУС состоит из следующих элементов:

    · корпус шарнира;

    · обойма;

    · сепаратор;

    · шарики;

    · стопорные кольца, хомуты и пыльник (защитный чехол).

     

    Корпус ШРУСа имеет сферическую форму внутренней полости, в которой имеются проточки для шариков. Корпус отлит заодно с хвостовиком, который предназначен для подсоединения к ступице колеса или к коробке передач. Обойма ШРУСа также имеет проточки для шариков и отверстие для крепления на промежуточном валу. Сепаратор, как и в обычном подшипнике, удерживает шарики в требуемом положении. За счет проточек в корпусе и обойме, шарнир способен равномерно передавать вращение при углах отклонения валов до 35°.

    ШРУС имеет намного больший срок службы, нежели шарнир с крестовинами в конструкции. Главным условием долговременной службы является наличие герметичного пыльника и достаточное количество особой пластичной смазки внутри шарнира. При повреждении защитного пыльника, ШРУС утрачивает герметичность, теряет смазку и очень быстро выходит из строя.

     

    Применение шарниров равных угловых скоростей

    Как уже было сказано выше, ШРУСы наиболее часто применяются для соединения ведущих колес и дифференциала ведущего моста, который смонтирован в картере коробки переключения передач (в случае с переднеприводным автомобилем). Приводной вал переднеприводного автомобиля имеет в конструкции два ШРУСа. Однако два шарнира необходимы не для компенсации вращения, как в случае с шарнирами на крестовине, а для обеспечения перемещения колес в вертикальной плоскости и их поворота.

    В заднеприводных автомобилях ШРУСы также нашли себе применение. Как известно, задний мост автомобиля имеет довольно громоздкую и тяжелую конструкцию. На современных автомобилях импортного производства вместо заднего моста в виде балки устанавливается малогабаритный и легкий корпус с дифференциалом, который соединяется с ведущими колесами посредством ШРУСов. Кроме того, такая конструкция позволяет реализовать полноценную независимую заднюю подвеску.

     

    Дифференциал и главная передача

    Главная передача

    При движении автомобиля крутящий момент от коленвала двигателя передается коробке передач и затем, через главную передачу и дифференциал, на ведущие колеса. Главная передача позволяет увеличивать или уменьшать крутящий момент передаваемый колесам автомобиля и одновременно уменьшать и соответственно увеличивать скорость вращения колес. Передаточное число в главной передаче подбирается таким образом, что максимальный крутящий момент и частота вращения ведущих колес находятся в наиболее оптимальных значениях для конкретного автомобиля. Кроме того, главная передача очень часто является объектом тюнинга автомобиля.

     

    Устройство главной передачи

    По сути, главная передача — это не что иное, как шестеренчатый понижающий редуктор, в котором ведущая шестерня связана с вторичным валом КПП, а ведомая – с колесами автомобиля. По типу зубчатого соединения главные передачи различаются на следующие разновидности:

     

    · цилиндрическая – в большинстве случаев применяется на автомобилях с поперечным расположением двигателяи коробки передач и передним приводом;

    · коническая – применяется очень редко, так как имеет большие габариты и высокий уровень шума;

    · гипоидная – наиболее востребованная разновидность главной передачи, которая применяется на большинстве автомобилей с классическим задним приводом. Гипоидная передача отличается малыми размерами и низким уровнем шума;

    · червячная – практически не применяется на автомобилях по причине трудоемкости изготовления и высокой стоимости.

    Также стоит отметить, что автомобили с передним и задним приводом имеют различное расположение главной передачи. В переднеприводных автомобилях с поперечным расположением КПП и силового агрегата, цилиндрическая главная передача располагается непосредственно в картере КПП.

    В автомобилях с классическим задним приводом главная передача установлена в корпусе ведущего моста и соединена с коробкой передач посредством карданного вала. В функционал гипоидной передачи заднеприводного автомобиля также входит и разворот вращения на 90 градусов за счет конических шестерен. Несмотря на различные типы и расположение, предназначение главной передачи остается неизменным.

     

    Дифференциал автомобиля

    Дифференциал автомобиля чаще всего совмещен с главной передачей и располагается соответственно в картере коробки передач или в корпусе заднего моста. Однако дифференциал может быть установлен и между ведущими осями полноприводного автомобиля. Дифференциал представляет собой планетарный редуктор и делится на следующие разновидности:

    · конический – в большинстве случаев устанавливается совместно с главной передачей между колесами одной приводной оси;

    · цилиндрический – наиболее часто применяется для развязки ведущих осей полноприводных автомобилей;

    · червячный – является универсальным и устанавливается как между колесами, так и между ведущими осями.

    Основное предназначение дифференциала заключается в распределении крутящего момента между колесами автомобиля и изменения их частоты вращении относительно друг друга. Так, например поворот автомобиля без дифференциала был бы попросту невозможен, так как при повороте внешнее колесо обязательно должно вращаться с большей частотой, нежели внутреннее.

     

    Дифференциалы существуют симметричные и несимметричные. Симметричный дифференциал передает равный крутящий момент на оба колеса и устанавливается чаще всего совместно с главной передачей. Несимметричный дифференциал позволяет передать крутящий момент в различных пропорциях и устанавливается между приводными осями автомобиля.

     

    Устройство дифференциала

     

    Дифференциал состоит из корпуса, шестерен сателлитов и полуосевых шестерен. Корпус обычно совмещен с ведомой шестерней главной передачи. Шестерни сателлиты играют роль планетарного редуктора и соединяют полуосевые шестерни с корпусом дифференциала. Полуосевые (солнечные) шестерни соединены с ведущими колесами посредством полуосей на шлицевых соединениях.

    При всех плюсах у простейшего дифференциала существует и недостаток. Дело в том, что частота вращения может быть распределена на колеса не только в соотношении, например 50/50, 40/60 или 35/65, но и 0/100. То есть, на одно колесо автомобиля может быть передан абсолютно весь крутящий момент, в то время как второе колесо будет абсолютно статично. Такое случается в том случае если автомобиль застрял в грязи или на льду.

    Однако современные дифференциалы более совершенны и практически лишены данного недостатка. Многие дифференциалы имеют жесткую автоматическую или ручную блокировку. Кроме того современные легковые полноприводные автомобили снабжаются системой курсовой устойчивости, которая основана на оптимальном распределении крутящего момента между осями и отдельными колесами в зависимости от траектории движения.

     

    ⇐ Предыдущая45678910111213Следующая ⇒

    Поперечные профили набережных и береговой полосы: На городских территориях берегоукрепление проектируют с учетом технических и экономических требований, но особое значение придают эстетическим…

    Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰)…

    Папиллярные узоры пальцев рук — маркер спортивных способностей: дерматоглифические признаки формируются на 3-5 месяце беременности, не изменяются в течение жизни…

    Индивидуальные и групповые автопоилки: для животных. Схемы и конструкции…

    

    Испытательная машина ШРУСа для капитального ремонта автомобилей; — Устройство и программное обеспечение RIT запатентованы

    Clunk. Щелкни, щелкни, щелкни. Если ваш автомобиль издает щелкающий звук при повороте, вероятно, необходимо заменить шарнир равных угловых скоростей (ШРУС). Но должно ли это быть с совершенно новой деталью или восстановленной? Это дилемма, с которой сталкиваются потребители, особенно когда речь идет о восстановленных автозапчастях, которые не всегда проходят стандартизированную проверку.

    Благодаря Национальному центру восстановления и восстановления ресурсов (NCR 3 ) при Рочестерском технологическом институте потребители могут знать, что восстановленные ШРУСы соответствуют требованиям испытаний, которые показывают, что они находятся в состоянии как новые, до они устанавливаются в автомобиле.

    Это прорыв в области трудоемкого ремонта, например, ШРУСов. На сегодняшний день существует несколько вариантов рентабельной оценки восстановленных автомобильных деталей.

    Чтобы убедиться, что восстановленные ШРУСы соответствуют стандартам производительности, NCR 3 , подразделение Центра комплексных производственных исследований, разработало запатентованную машину для испытаний ШРУСов — приспособление для испытаний ШРУС мод II. Mod II сочетает в себе научные критерии с недорогим оборудованием, чтобы помочь производителям точно определить неисправности ШРУСов перед продажей, не разбирая всю деталь.

    Машина прошла первое слепое испытание 20 марта. Ричард Лавли, председатель Ассоциации производителей автомобильных запчастей (APRA) и генеральный директор Powerline Inc., привез в RIT девять ШРУСов для проведения слепого испытания. Только Лавли знала, какие устройства были дефектными и какие у них были дефекты.

    «Первоначальные результаты очень многообещающие, — говорит Лавли. Mod II распознал дефектные единицы. Он также количественно определил размер и расположение дефектов ямочек.

    «Эта машина является прорывом для нас и, в конечном счете, для всей индустрии восстановления», — говорит Набиль Наср, директор NCR 3 . «Но убедиться, что машина работает с комплектом ШРУСов, — это только первый шаг. Вот почему этот слепой тест был так важен».

    Машина оценивает качество восстановленных шарниров равных угловых скоростей, перемещая ШРУС так, как он движется в автомобиле. «Сигналы» от соединения, такие как изменения вибрации или температуры, собираются и анализируются. Например, неравномерность вибрации может указывать на неисправность одного из компонентов.

    Испытательная машина была разработана командой инженеров NCR 3 , профессором машиностроения RIT и несколькими аспирантами. Новаторами заявленных патентов являются Кевин Кочерсбергер, профессор машиностроения, и аспирант Грегори Кацпжински.

    Информация, генерируемая тестовой оснасткой, обрабатывается диагностическим программным обеспечением, также подана заявка на патент, разработанным инженерами NCR 3 .

    Программное обеспечение работает на компьютере, подключенном к приспособлению, анализирует данные в режиме реального времени и сообщает оператору, есть ли дефект в соединении. Инженеры НКР 3 потратили несколько месяцев на доработку программного обеспечения, сопровождающего тестовое приспособление.

    «Есть два основных компонента, которые делают эту машину уникальной», — говорит Скотт Николс, старший инженер NCR 3 и ведущий разработчик испытательной машины для ШРУСов. «Во-первых, это запатентованное механическое устройство, которое перемещает и прикладывает крутящий момент к ШРУСу, не вращая его. И, во-вторых, это аналитическое программное обеспечение, реальная сила системы».

    Представители индустрии восстановления проявили интерес к модулю II. APRA заявила, что машина «значительно расширяет возможности переработчиков по научному тестированию восстановленных ШРУСов».

    Mod II, поскольку он имеет короткое время цикла и экономичную конструкцию, доступен для переработчиков в качестве конечного инструмента контроля качества. По словам Насра, разработка инструментов и методов оценки восстановленных продуктов является частью миссии NCR 3 . Такие инструменты могут помочь восстановителям подтвердить их соответствие спецификациям производительности.

    «Восстановители конкурируют на рынке, где «новое» часто приравнивается к «лучшему», — говорит Наср. «С модом II мы отвечаем на фундаментальную потребность в оценке в индустрии восстановления. Это наш самый универсальный инструмент на сегодняшний день; это действительно передовая технология для перепроизводителей».

    NCR 3 сейчас ищет группу для производства мод II.

    «Этот тип испытательной машины должен поднять уровень ремонтников, решивших инвестировать», — говорит Лавли. «Я считаю, что теория и процесс, которые использовались на этой машине, можно будет перенести в другие приложения».

    Техническая информация

    Приспособление для испытания соединений CV Конструкция модели II предлагает несколько новых для рынка возможностей тестирования. Mod II использует акселерометр вместо микрофона для акустического контроля ШРУСа. Микрофоны улавливают значительное количество фонового шума, что затрудняет обнаружение ошибок с определенными телами качения в соединении. Но поскольку НКР 3 конструкция не вращает ШРУС вокруг своей оси, он может использовать акселерометр, прикрепленный к корпусу подшипника, чтобы улавливать четкий и точный сигнал.

    В конструкции NCR 3 ШРУС и его тела качения испытываются во всех диапазонах их движения, так что любые дефекты дорожки и шарика могут быть обнаружены. Результатом является более полный анализ работы шарнира, чем при работе ШРУСа под заданным углом.

    Mod II обеспечивает более высокий крутящий момент, чем когда-либо прежде, с использованием пневматического цилиндра вместо тормоза. И только небольшая часть крутящего момента, прикладываемого к ШРУСу, передается системе привода, поэтому приводной двигатель и система привода могут быть небольшими и недорогими.

    Последним преимуществом мод II является простота использования. ШРУС можно снять и заменить за несколько секунд, а угол сочленения можно легко изменить.

    «Машина очень тихая и устойчивая. Детали можно протестировать менее чем за две минуты. Это включает в себя монтаж устройства», — говорит Лавли.

    Программное обеспечение использует алгоритмы обработки сигналов для сравнения данных с установленными пороговыми значениями. В результате оператор, оценивающий ШРУС, получит сигнал «работает» или «не работает».

    ##

    ПРИМЕЧАНИЕ ДЛЯ СМИ: Цифровые изображения NCR 3 Доступны приспособления для испытаний ШРУС мод II. Свяжитесь с Силандарой Бартлетт по телефону (716) 475-4948 или по электронной почте [email protected], чтобы получить фотографии и поговорить с экспертами NCR 3 .

    Национальный центр восстановления и восстановления ресурсов (NCR 3 ) является ведущим национальным центром прикладных исследований и разработок в области восстановления, помогая предприятиям по восстановлению и восстановлению ресурсов повышать производительность, надежность и процессы без ущерба для окружающей среды. Благодаря передовым проверенным технологиям и практическому опыту NCR 3 обладает уникальными возможностями для разработки инновационных и конкретных решений, необходимых для того, чтобы вывести отрасли переработки и восстановления ресурсов на передовые позиции.

    Центр интегрированных производственных исследований (CIMS) при Рочестерском технологическом институте — это организация мирового класса, задача которой — повысить конкурентоспособность американских производителей с помощью прикладных технологий и обучения. Компания CIMS, основанная в 1992 году, предоставляет технологии и решения для развития персонала, которые повышают способность промышленных клиентов конкурировать на мировом рынке. Бизнес-подразделения CIMS также включают корпоративное обучение и обучение, производственные технологии, лабораторию приложений для печати и Центр передового опыта в области бережливого производства. CIMS представляет собой динамичное сотрудничество внутренних технических экспертов, а также академических, отраслевых и государственных ресурсов.

    ШРУС | Secotools.com

    Шарниры равных угловых скоростей (ШРУС) позволяют приводным валам передавать мощность под разными углами и с постоянной скоростью вращения. Соединения часто изготавливаются из среднеуглеродистой стали, что создает проблемы со стружкодроблением при обработке в полностью автоматизированных операциях. Твердые операции механической обработки также необходимы после термообработки деталей.

    ВАШИ ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ПРОБЛЕМЫ

    • Поддержание эффективности за счет эффективного стружколомания при черновой обработке наружного диаметра
    • Копирование наружного диаметра канавки с высокой производительностью и отличным контролем над стружкообразованием
    • Копирование диаметра хвостовика с максимальной производительностью и надежностью
    • Поддержание надежного процесса черновой обработки канавок шариков с максимальной производительностью
    • Чистовая обработка канавок шариков с максимальной производительностью и надежностью
    • Минимизация времени цикла при надежном нарезании канавок прерывистым резанием
    • Повышение производительности и надежности копирования диаметра хвостовика после термообработки

     

     

     

     

    1 — Roughing the outer diameter

    Your Challenge:   

    Maintaining efficiency through effective chipbreaking when roughing the outer diameter .

    Наше решение:   Jetstream Tooling подает струю СОЖ под высоким давлением в оптимальное положение близко к режущей кромке. В дополнение к устранению накопления тепла это отводит стружку от передней поверхности, улучшая контроль над стружкодроблением и увеличивая срок службы инструмента. Параметры резки также могут быть увеличены за счет использования ISO/ANSI Duratomic 9.Вставки 0007 ® . Your benefits include increased process reliability and productivity
    Product:   Seco-Capto TM  Jetstream Tooling Turning Tool

     

    2 — Copying the outer diameter groove

    Ваша задача:    Копирование канавки внешнего диаметра с высокой производительностью и отличным стружкодроблением.
    Наше решение:   MDT Jetstream Tooling подает струю охлаждающей жидкости под высоким давлением через верхний зажим. Зубчатые контактные поверхности системы MDT между пластиной и державкой обеспечивают очень хорошую стабильность процесса резания. Такое сочетание преимуществ обеспечивает безопасность и высокую производительность при точении и обработке канавок. Ваши преимущества включают повышенную надежность процесса и производительность.
    Продукт:   Seco-Capto TM  Jetstream Tooling MDT Grooving Tool

     

    3 — Copying the shank diameter

    Your Challenge:    Copying the shank diameter with maximum productivity и надежность.  
    Наше решение:   Гибкая система быстрой смены токарных головок Seco-Capto сокращает время смены инструмента и может быть безошибочно модифицирована для массового производства. Предлагая очень жесткую и точную работу, система также позволяет полностью автоматизировать предварительную настройку, добавляя электронные чипы данных к держателям инструментов. Кроме того, при использовании ISO/ANSI Duratomic 9Пластины 0007 ® обеспечивают максимальную скорость съема стружки для этого применения. Широкий выбор геометрий гарантирует эффективное стружколомание. Ваши преимущества включают надежную точность и повышенную эффективность.  
    Product:   Seco-Capto TM  Turning Tool  

     

     

     

     

    4 — Roughing ball ramps

    Ваша задача:    Поддержание надежного процесса черновой обработки шаровых рамп с максимальной производительностью.  
    Наше решение:   Разработанный для новых станков, способных работать с большими скоростями съема металла, этот нестандартный инструмент использует положительный передний угол для увеличения срока службы инструмента и минимизации воздействия на шпиндель. Толстая и прочная пластина обеспечивает высокую надежность и имеет форму кромки, позволяющую использовать высокие скорости подачи. Ваши преимущества включают снижение затрат за счет получения максимальной отдачи от вашего станка.  
    Product:   Custom Ball Nose Milling Cutter  

     

    4 — Finishing ball ramps

    Your Challenge:      Finishing шаровые рампы максимально производительно и надежно перед термической обработкой.  
    Наше решение:     Благодаря кромкам и спирали, обеспечивающим легкую резку, Minimaster Plus предлагает идеальное средство для отделки сферических рамп. Кроме того, включение уникальной системы зажима головки обеспечивает высокую точность и производительность при минимальных затратах и ​​времени смены инструмента. Внутренние сквозные каналы подачи СОЖ повышают производительность и облегчают удаление стружки. Ваши преимущества включают экономию средств и времени при обеспечении уровня точности, требуемого вашим приложением.  
    Product:     Minimaster Plus  

     

    5 — Minimising cycle times

    Your Challenge:      Minimising cycle times while reliably grooving в прерывистом разрезе.
    Наше решение:     Благодаря верхнему зажиму и зубчатым контактным поверхностям между пластиной и резцедержателем система крепления пластин Secoloc обеспечивает превосходную стабильность системы MDT, которая затем дополнительно повышается за счет использования длинных вставки. Интерфейс Seco-Capto обеспечивает невероятную гибкость и возможность перехода к полной автоматизации путем добавления электронных чипов данных к держателям инструментов. Сплав CBN200 содержит уникальную металлическую связку с мелким размером зерна, что обеспечивает исключительную производительность при твердом точении. Ваши преимущества включают стабильную производительность, высокую безопасность процесса и более короткое время цикла.
    Product:     Seco-Capto TM  MDT Grooving Tool

     

    6 — Copying the shank diameter

    Your Challenge:    Повышение производительности и надежности копирования диаметра хвостовика после термообработки.
    Наше решение:     Быстросменная токарная головка Seco-Capto сокращает время смены инструмента и может быть безошибочно модифицирована для серийного производства. Система также обеспечивает полную автоматизацию предварительной настройки за счет добавления электронных чипов данных к держателям инструментов. Кроме того, мелкозернистые пластины Ch4515 обеспечивают исключительную прочность при прерывистой чистовой обработке твердых сталей с твердостью 55–64 HRC. Ваши преимущества включают надежную точность и повышенную эффективность.
    Продукт: SECO-CAPTO TM Инструмент с PCBN вставкой

    Патенты, назначенные для систем Constant Velocity Systems, Inc.

    Патенты. Патенты.

    Шлифовальный станок для внутренней обоймы

    Номер патента: 5916013

    Реферат: Шлифовальный станок для шлифования внутренней обоймы ШРУС, содержащий шлифовальный круг с концентрической периферийной поверхностью из нитрида бора, и устройство для вращения шлифовального круга со скоростью не менее около 5000 оборотов в минуту. Машина также имеет систему впрыска смазочной жидкости для смазки внутренней обоймы и шлифовальной головки. Станок также содержит устройства для перемещения внутренней обоймы по оси X, по оси Z и одновременно по осям X и Z.

    Тип: Грант

    Подано: 16 июня 1997 г.

    Дата патента: 29 июня 1999 г.

    Правопреемник: Constant Velocity Systems, Inc.

    Изобретатели: Джон О. Науманн, Дэвид Р. Гласс

  • Шлифовальная насадка с новой шлифовальной рукояткой

    Номер патента: 5702294

    Реферат: Шлифовальное долото для повторного шлифования компонента универсального шарнира равных угловых скоростей, которое содержит шлифовальный наконечник, оправку и средства для съемного крепления упомянутого шлифовального наконечника к указанной оправке. длиной от примерно 2,0 до примерно 4,3 дюйма, шлифовальный наконечник имеет длину от примерно 0,7 до примерно 1,9 дюйма.дюймов, а длина оправки превышает длину шлифовального наконечника по меньшей мере примерно на 1,0 дюйм. Шлифовальный станок имеет головную часть по существу дугообразной формы и имеет подложку, покрытую абразивным материалом.

    Тип: Грант

    Подано: 1 сентября 1995 г.

    Дата патента: 30, 19 декабря97

    Правопреемник: Constant Velocity Systems, Inc.

    Изобретатели: Лоуренс К. Бальтазар, Джон О. Науманн

  • Шлифовальный станок для корпуса

    Номер патента: 5681209

    Реферат: Шлифовальный станок для переточки корпуса ШРУСа, содержащий шлифовальную головку, высокоскоростной шпиндель, систему впрыска смазочной жидкости и устройства для вращения корпуса, для перемещение корпуса по оси X, для перемещения корпуса по оси Z и для одновременного перемещения корпуса по осям X и Z. Система впрыска жидкости имеет две форсунки СОЖ с разным объемным расходом.

    Тип: Грант

    Подано: 22 ноября 1996 г.

    Дата патента: 28 октября 1997 г.

    Правопреемник: Constant Velocity Systems, Inc.

    Изобретатели: Джон О. Науманн, Дэвид Р. Гласс

  • Шлифовальное устройство с несколькими сепараторами

    Номер патента: 5577952

    Реферат: Шлифовальный станок для нескольких шариковых сепараторов. Станок содержит шлифовальное долото, многосегментный держатель, в котором несколько обойм расположены так, что центры окон их обойм совмещены друг с другом по вертикали, устройство для перемещения многосегментного держателя по оси Z, оси X. , по часовой стрелке и против часовой стрелки, система впрыска смазочной жидкости и высокоскоростной шпиндель.

    Тип: Грант

    Подано: 29 января 1996 г.

    Дата патента: 26 ноября 1996 г.

    Правопреемник: Constant Velocity Systems, Inc.

    Изобретатели: Джон О. Науманн, Дэвид Р. Гласс

  • Адаптер выравнивания означает

    Номер патента: 5447467

    Реферат: Раскрыт адаптер для выравнивания компонентов шарнира равных угловых скоростей. Этот переходник состоит из основания, корпуса, прикрепленного к указанному основанию, вала винта, расположенного внутри указанного корпуса, левой скользящей гайки, установленной на указанном валу винта, первого кольцевого штифта, установленного на указанной левой скользящей гайке, правой скользящей гайки, установленной на указанный винтовой вал, второй кольцевой штифт, установленный на указанной правой скользящей гайке, и вращающееся средство регулировки для перемещения указанной левой скользящей гайки и указанной правой скользящей гайки в противоположных направлениях при вращении указанного средства регулировки.

    Тип: Грант

    Подано: 27 июля 1994 г.

    Дата патента: 5 сентября 1995 г.

    Правопреемник: Constant Velocity Systems, Inc.

    Изобретатель: Лоуренс С. Бальтазар

  • Шлифовальный бит

    Номер патента: 5363601

    Реферат: Раскрыта шлифовальная головка для повторного шлифования компонента универсального шарнира равных угловых скоростей. Шлифовальный наконечник состоит из шлифовального наконечника, оправки и средства съемного крепления упомянутого шлифовального наконечника к оправке. Шлифовальный наконечник состоит по существу из стальной заготовки, покрытой абразивным веществом. Шлифовальное долото имеет длину от около 2,0 до около 4,75 дюймов.

    Тип: Грант

    Подано: 4 ноября 1992 г.

    Дата патента: 15 ноября 1994 г.

    Правопреемник: Constant Velocity Systems, Inc.

    Изобретатели: Лоуренс С. Бальтазар, Роберт Дж. Бак

  • Система для шлифовки заготовки

    Номер патента: 5359814

    Реферат: Раскрыта машина для дошлифовки компонентов карданного шарнира равных угловых скоростей. Станок содержит (1) зажимной механизм и переходник для установки компонента в зажимном механизме, (2) шлифовальную головку, состоящую из шлифовального наконечника, оправки и средства съемного крепления шлифовального наконечника к оправке, (3). ) вращающееся опорное средство для поддержки зажимного механизма, (4) высокоскоростной шпиндель, (5) средство для регулировки положения шпинделя по оси Y для перемещения шпинделя внутрь и наружу, (6) средство для впрыскивания неводного смазку на шлифовальную головку и (7) средство для очистки загрязненной неводной смазки.

    Тип: Грант

    Подано: 4 ноября 1992 г.

    Дата патента: 1 ноября 1994 г.

    Правопреемник: Constant Velocity Systems, Inc.

    Изобретатели: Лоуренс С. Бальтазар, Роберт Дж. Бак, Дэвид В. Дэвис

  • Способ и станок для шлифования заготовки

    Номер патента: 5197228

    Реферат: Раскрыты способ и станок для шлифования деталей карданного шарнира равных угловых скоростей переднеприводных транспортных средств, включающий шлифование канавок, удерживающих шарики наружного корпуса. , элементы внутреннего и внешнего кольца, а также промежуточный фиксатор подшипника универсального шарнира равных угловых скоростей для установки шарикоподшипника увеличенного размера. Станок состоит из жесткого основания, держателя составной части, подвижно закрепленного на основании и перемещаемого вокруг оси, держателя инструмента, подвижно поддерживаемого на основании и перемещаемого, по меньшей мере, вокруг оси для точного позиционирования шлифовального инструмента в канавках станка. элементы шарнира равных угловых скоростей.

    Тип: Грант

    Подано: 20 февраля 1991 г.

    Дата патента: 30 марта 1993 г.

    Правопреемник: Constant Velocity Systems, Inc.

    Изобретатели: Джон Ф. Шарки, III, Роберт Дж. Бак, Лоуренс К. Балтазар

Реверсивное устройство для фиксации шарнира равных угловых скоростей на ступице

ОПИСАНИЕ

Настоящее изобретение относится к реверсивному устройству для фиксации шарнира равных угловых скоростей на ступице. В частности, изобретение относится к реверсивному устройству для реверсивной блокировки шарнира равных угловых скоростей, именуемого в дальнейшем шарниром, шарнирно-ступичного узла, при этом шарнир прикреплен в осевом направлении к указанному узлу посредством пружинно-стопорного кольца из круглое сечение.

ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Известна конструкция шарнирно-ступичного узла ведущего колеса транспортного средства, в котором шарнир соединен со ступицей посредством промежуточного кольцевого элемента, с усилием насаженного на ось ступицы и закрепленного в осевом направлении на ступицу путем сварки или холодной прокатки концевого обода оси. Промежуточный кольцевой элемент крепится к шарниру посредством шлицевой муфты и фиксируется в осевом направлении через пружинно-стопорное кольцо, установленное в круглом гнезде, выполненном частично в шарнире и частично на промежуточном кольцевом элементе.

С таким узлом сборка и разборка шарнира на ступице и со ступицы, особенно во время обслуживания, могут быть затруднены, поскольку ступицу необходимо освободить от шарнира, сняв пружинное стопорное кольцо. Возможное решение состоит в том, чтобы выполнить радиальные отверстия в гнезде для пружинного стопорного кольца, чтобы можно было вставить инструмент для радиального сжатия пружинного стопорного кольца и извлечь его из соединения. Однако такая конструкция имеет тот недостаток, что внутренние части шарнира сообщаются с внешней средой.

Кроме того, во всех вышеперечисленных конструкциях влага и грязь могут проникать в шарнир через зазор шлицевой муфты между ступицей и шарниром. Поэтому должны быть специально предусмотрены дорогие и сложные уплотнительные устройства. Эти уплотнительные устройства, кроме того, что в некоторых случаях их сложно монтировать, еще больше усложняют операции обслуживания.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Исходя из вышеизложенного, основной целью настоящего изобретения является создание реверсивного устройства для фиксации шарнира равных угловых скоростей на ступице, способного преодолеть описанные выше неудобства. В частности, целью настоящего изобретения является создание устройства, способного обеспечить быструю сборку и разборку узла ступичного соединения и в то же время обеспечить надежное уплотняющее действие в месте соединения ступичного соединения с небольшими усилиями.

Для достижения этих и дополнительных целей и преимуществ настоящее изобретение, кратко изложенное, обеспечивает устройство для реверсивной блокировки шарнира равных угловых скоростей относительно ступицы, в котором указанный шарнир равных угловых скоростей фиксируется в осевом направлении на указанной ступице с помощью средства пружинного стопорного кольца круглого сечения, утопленного в окружной канавке, частично образованной на указанном соединении и частично на указанной ступице, причем указанное соединение содержит встроенные в него реактивные средства, указанные реакционные средства расположены рядом с указанной ступицей и обращены в осевом направлении через отверстие, выполненное в указанной ступице, причем указанное противодействующее средство приспособлено для взаимодействия с инструментом для извлечения, вставляемым через указанное отверстие для приложения к соединению и пружинному стопорному кольцу осевой силы относительно указанной ступицы в любом направлении, чтобы отделить или пара сказала сустав от или до указанной ступицы.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Для того чтобы настоящее изобретение могло быть хорошо понято, теперь будут описаны несколько предпочтительных вариантов его осуществления, приведенные в качестве примера, со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:

РИС. . 1 представляет собой осевой разрез реверсивного стопорного устройства согласно настоящему изобретению, установленного на шарнирно-ступичном узле;

РИС. 2а, 2b, 2с, 2d и 2е иллюстрируют альтернативные варианты установки диафрагмы на раструбной части соединения;

РИС. 3а, 3b и 3с показаны различные уплотнения для устройства по фиг. 1;

РИС. 4 показан альтернативный вариант диафрагмы, показанной на фиг. 1 для герметизации стыка; и

РИС. 5 представляет собой осевой разрез в увеличенном масштабе детали уплотнения, прикрепленного к диафрагме.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ВОПЛОЩЕНИЯ

Со ссылкой на фиг. 1, ступица 1 ведущего колеса транспортного средства (не показано) жестко прикреплена к шарниру равных угловых скоростей известного типа, который далее подробно не описывается.

Ступица 1 вращается на подшипнике 3 с двойным набором тел качения (в данном примере шарики подшипников 4 и 5), вращающихся в радиально внешних дорожках качения 6 и 7, образованных в радиально внешнем неподвижном кольце 8 подшипника 3. радиально-внешняя обойма 8 образует радиальный фланец для обеспечения соединения узла ступицы со штатной (для простоты не показанной) подвеской колеса автомобиля.

Две соответствующие радиально внутренние дорожки качения 10, 11 подшипника 3 образованы в ступице 1 и промежуточном кольцевом элементе 12, установленном на ступице 1, соответственно. В качестве альтернативы (не показано) радиально внутренние дорожки качения 10, 11 могут быть образованы на соответствующих отдельных промежуточных кольцевых элементах, которые насажены на ступицу 1.

Ступица 1 образована цилиндрической осью 14, имеющей внутреннее осевое сквозное отверстие 15, открытое на противоположных концах. Ступица 1 дополнительно снабжена радиальным фланцем 16 для соединения с ведущим колесом.

Промежуточный кольцевой элемент 12, образующий радиально внутреннюю дорожку качения 11 подшипника 3, расположен между ступицей 1 и шарниром 2. Как известно, кольцевой элемент 12 используется для соединения ступицы 1 с шарниром 2 для обеспечения сборки узла тела качения облегчают и повышают жесткость ступично-шарнирного узла. Промежуточный кольцевой элемент 12 с усилием посажен на цилиндрическое наружное седло 18 оси 14, выполненное на конце 19.его, обращенный к стыку 2. Промежуточный кольцевой элемент 12 закреплен в осевом направлении на оси 14 путем прокатки по концевому ободу оси, чтобы обеспечить прочное соединение.

Соединение 2 соединено с промежуточным кольцевым элементом 12 для передачи крутящего момента посредством шлицевой муфты 20, состоящей из наружного периферийного осевого зубчатого зацепления 20а кольцевого элемента 12 и внутреннего осевого зубчатого зацепления 20b шарнира 2. Соединение 2 фиксируется в осевом направлении относительно ступицы 1 с помощью пружинного стопорного кольца 21, вставленного в окружной паз 22, часть которого образована в кольцевом элементе 12, а часть — в выступающей в осевом направлении части раструбной части 23 шарнира 2. Как как только две части паза 22 обращены друг к другу, пружинное кольцо 21 расширяется и взаимно блокирует шарнир 2 и кольцевой элемент 12.

Поскольку промежуточный кольцевой элемент 12, когда-то жестко закрепленный на оси 14, образует единое целое со ступицей 1, в дальнейшем предполагается, что шарнир 2 непосредственно соединен со ступицей 1, при этом следует понимать, что это предположение не предназначены для ограничения объема настоящего изобретения.

Для реверсивного осевого крепления узла ступичного шарнира в соответствии с настоящим изобретением выбрано использование пружинного стопорного кольца 21 круглой формы в радиальном поперечном сечении, т.е. тороидального кольца. В таком случае шарнир 2 можно снять со ступицы 1, приложив осевую силу к шарниру относительно ступицы 1. Такая осевая сила направлена ​​в направлении, которое отодвигает шарнир 2 от ступицы 1. Величина силы требуемое усилие должно быть достаточным для того, чтобы вызвать сжатие пружинного стопорного кольца 21 в его канавку, тем самым освободив соединение от ступицы.

Из-за изогнутой формы боковой поверхности стопорного кольца 21 радиальные составляющие силы, приложенной к шарниру 2, воздействуют на пружинное кольцо 21 таким образом, что оно полностью втягивается в гнездо 22, что позволяет шарнир 2 скользить в осевом направлении и сниматься со ступицы.

При использовании для приложения указанной осевой силы без необходимости демонтажа большей части узла с транспортного средства, несмотря на ограниченное пространство, и в соответствии с настоящим изобретением реактивный элемент 24, состоящий из жесткого (например, металлическая) диафрагма кольцевой формы закреплена внутри раструбной части 23 шарнира 2. Диафрагма 24 имеет наружную кромку 25, жестко соединенную с раструбной частью 23, и внутреннюю кромку 26, образующую отверстие 27, обращенное к осевому отверстию 15 ступицы 1.

Благодаря такому расположению диафрагма 24 способна воспринимать осевое усилие, приложенное с помощью инструмента 28 для извлечения известного типа, показанного пунктирной линией на фиг. 1. Инструмент 28 вводится через отверстие 15 ступицы 1, упирается в диафрагму 24 с помощью радиально выдвигаемых выступов 29, которые можно надавить на диафрагму 24 со стороны ступицы 1, чтобы приложить усилие к соединению. 2. В обратном порядке, чтобы соединить шарнир 2 со ступицей 1, радиальные выступы 29прикладывают к диафрагме 24 со стороны шарнира 2 и оказывают усилие в противоположном направлении, т. е. в направлении втулки 1. толщина, например, в диапазоне от примерно 2 до примерно 5 мм.

Диафрагма 24 может быть либо плоской (как на фиг. 1 и 2с), либо чашеобразной для увеличения ее осевой прочности (фиг. 2а и 2b). В этом последнем случае диафрагма имеет наружную кольцевую радиальную часть 30, соединенную с внутренней кольцевой радиальной частью 31 через часть 32, сужающуюся в направлении ступицы 1 или в направлении шарнира 2, в зависимости от доступного пространства.

Внешний край 25 диафрагмы 24 крепится к раструбной части 23 в круглом гнезде 33 и фиксируется в осевом направлении к неподвижному концевому заплечику 37 гнезда 33 с помощью эластичного кольца 34, размещенного в канавке 35, выполненной внутри гнездовая часть 23 (фиг. 2а). В соответствии с вариантом осуществления (фиг. 2b) диафрагма 24 зафиксирована внутри гнездовой части 23 относительно буртика 37 седла 33 с помощью круглого кольца 36, выступающего в осевом направлении внутри гнездовой части 23. Круглое кольцо 36 образовано холодным — направляясь к краю 25 диафрагмы 24. На фиг. 2с представлен еще один вариант установки диафрагмы 24 на гнездовой части 23. В этом дополнительном варианте буртик 37 седла 33 и эластичное кольцо 34 расположены в положениях, обратных по отношению к конструкции на фиг. 2а.

Мембрана 24 может быть установлена ​​на гнездовой части 23 еще другим способом, как показано на РИС. 2д. В этом случае диафрагма 24 установлена ​​в гнезде 33а, частично образованном в передней полуоболочке 23а, и частично в основном корпусе 23b гнезда. При соединении элементы 23а и 23b образуют раструбную часть 23 шарнира 2. На торце полуоболочки 23а, обращенном к ступице 1, сформированы внутренний осевой зубчатый венец 20b и круглое гнездо 22 для пружинного стопорного кольца 21, в то время как противоположная концевая часть обеспечивает гнездо 23с для точного соединения с основным корпусом гнезда 23b шарнира 2. Посадочное место 23с образовано ровной центрирующей цилиндрической поверхностью 23d, расположенной между двумя радиальными выступами 23е. Как видно, соответствующее гнездо на основной части 23b гнезда дополняет гнездо 23c.

Мембрана 24 вставляется в гнездо 33а перед соединением элементов 23а и 23b вместе. Затем элементы 23а и 23b прижимаются в осевом направлении друг к другу и предпочтительно свариваются с помощью периферийной сварочной балки S. Еще предпочтительнее балка S выполняется с помощью аппарата для лазерной сварки, чтобы уменьшить локальный перегрев и предотвратить деформацию, возникающую в стыке 2.

Диафрагма 24 также может быть прикреплена к раструбной части 23 посредством точечной сварки внешней части 24а диафрагмы, например, цилиндрической, конической или плоской формы, с внутренней поверхностью раструбной части 23, как показано на фиг. 2д.

Чтобы внутренние части шарнира 2 не сообщались с внешней стороной через отверстие 15 ступицы 1, отверстие 27 диафрагмы 24 можно закрыть с помощью одноразовой крышки 38 (фиг. 4).

Герметизация узла ступицы в месте расположения шлицевой муфты 20 достигается в соответствии с вариантом выполнения настоящего изобретения уплотнительной кольцевой манжетой 40 (фиг. 1 и 4), установленной на наружном кольце 8 подшипника 3 и со скольжением входит в зацепление со вставкой 42, с усилием установленной на промежуточном кольцевом элементе 12. Дополнительная кромка 41, отформованная на вставке 42 и выступающая в осевом направлении в направлении соединения, прижимается к уплотняющей поверхности 43, образованной на концевом участке раструбной части. 23. Уплотнительные кромки 40 и 41 также могут быть объединены в одном устройстве известной конструкции для герметизации соединения 2 или подшипника 3. Например, кромки 40 и 41 могут удерживаться общей уплотнительной вставкой.

Такое уплотнение предотвращает попадание влаги и загрязнений в соединение 2 через шлицевое соединение 20 между соединением 2 и ступицей 1 (или между соединением 2 и промежуточным кольцевым элементом 12).

РИС. 3а и 3b более подробно показаны два различных варианта выполнения дополнительной кромки 41. На фиг. 3с представляет в увеличенном масштабе дополнительную кромку 41, связанную с колесом 44 датчика скорости вращения известной конструкции. Колесико 44 энкодера способно быстро вращаться с промежуточным кольцевым элементом 12 и составляет единое целое с кромкой 41. В этом примере энкодерное колесо 44 состоит из кольца из намагниченной резины, привулканизированного к металлической вставке 45 и с усилием надетого на промежуточный кольцевой элемент 12 подшипника. 3.

Чтобы отказаться от установки этих уплотнительных устройств, показанных на РИС. 2 и 3, согласно другому аспекту изобретения диафрагма 24 может быть покрыта мембраной 48 (фиг. 4). Мембрана 48 покрывает внутреннюю поверхность диафрагмы 24, обращенную к соединению 2. Мембрана 48 может быть изготовлена ​​из эластомерного материала или резины, приформованной или совулканизированной с диафрагмой 24. В качестве альтернативы мембрана может быть изготовлена ​​из пластика и приклеена к диафрагма. Кроме того, мембрана 48 имеет центральную более толстую куполообразную часть 49., вогнутость которого обращена к соединению 2. Куполообразная часть 49 образована в отверстии 27 диафрагмы 24 и имеет такие размеры, чтобы обеспечить проход конца инструмента 28 для извлечения и разместить его внутри вогнутости куполообразной части 49 (фиг. 1) на такую ​​длину, чтобы можно было перемещать выдвижные выступы 29 (очевидно втянутые) за пределы диафрагмы 24. средства задней складки 50 (фиг. 5), которая проходит между заплечиком 37 и внешним краем 25, тем самым обеспечивая герметичное уплотняющее действие соединения 2 без необходимости использования дополнительных уплотнительных устройств.

Работа, история, компоненты и их значение — инженерный блог

8 комментариев / 14 февраля 2021 г. 7 апреля 2021 г.

Что такое ШРУС?

Транспортные средства всех типов состоят из небольших компонентов, которые могут не привлекать слишком много внимания, но играют важную роль в безопасном вождении и эксплуатационных характеристиках. Одной из наиболее важных частей автомобиля является система трансмиссии, в которой находится ШРУС или шарнир равных угловых скоростей.

Вы когда-нибудь представляли себе, как современный автомобиль плавно поворачивает или преодолевает любые неровности дороги без ощущения потери крутящего момента двигателя/дифференциала. Собственно, все современные автомобили с передним приводом и полным приводом с независимой подвеской имеют специальный карданный вал, соединяющий дифференциал и колесо через контактный шарнир. Этот ШРУС помогает карданному валу передавать крутящий момент под углом, когда автомобиль входит в поворот или на дороге появляется внезапная неровность. Они обеспечивают одинаковую выходную скорость по отношению к входной скорости, которая не зависит от угла, под которым работают входной и выходной валы. Это контрастирует с большинством других соединений, таких как универсальный шарнир, который может обеспечивать другую выходную скорость под более острыми углами даже при той же входной скорости. Таким образом, эти боковые приводные валы помогают передавать крутящий момент под углом, поддерживая одинаковую скорость вращения, и, следовательно, обеспечивают плавность хода транспортного средства. Большинство современных ШРУСов основаны на ШРУС Alfred Rzeppa с 6 шарами , изобретенный в 1927 году. Карданный шарнир
1663 Роберт Гук – Разработан карданный шарнир.
1904 Серийные карданные валы Clarence Spicer. США
1914 Эдвард Харди – Гибкая муфта. Великобритания
1927 Альфред Рзеппа. – 6 мяч CVJ
1931 DKW F1 Переднеприводный автомобиль произведено
1934 Бернард Штубер, Усовершенствованное управление каркасом
Годы мировой войны – Джипы-военные, полноприводные. Соединение Tracta и т. Д.
1946 Билл Калл — Эллиптическая форма гусеницы — AC Угловой контакт.
1958 Алек Иссигонис – переднеприводный мини-автомобиль CVJ.
1962 Разработан шарнир Lobro VL.
1965 Gaston Devos + Birfield – Врезное соединение с двойным смещением.
1972 Массовое производство неподвижного соединения UF
1989 Массовое производство врезного соединения AAR
1990-е годы Глобальная стандартизация конструкции ШРУСа
2000-е годы Продолжается совершенствование конструкции ШРУСа

Компоненты приводного вала и узла ШРУСа

На рисунке ниже показано изометрическое изображение узла ШРУСа в разобранном виде.


Внешнее кольцо: Внешнее кольцо представляет собой угловой шарнир. Здесь происходит угловое перемещение вала при повороте колеса. Сборка сепаратора, внутренней обоймы и шариков вместе с внешней обоймой помогает при угловом движении. Внешняя обойма имеет охватываемые шлицы с одной стороны, где она соединяется с охватывающими шлицами автомобильного колеса.

Сепаратор: Сепаратор удерживает вместе все компоненты, такие как внутреннее кольцо и шарик. Клетка имеет шесть карманов (в целом), в которых она удерживает весь шарик вместе с внутренней обоймой. Клетка — самый слабый элемент во всей сборке, сделанный из тонкого в поперечном сечении материала. Как правило, в случае сильной ударной нагрузки клетка приводного вала также подвержена разрушению при сдвиге.

Внутреннее кольцо: Внутреннее кольцо представляет собой компонент особой формы, который имеет шесть изогнутых профилей (обычно), по которым перемещаются шарики во время углового движения вала. На отверстии внутренняя обойма имеет внутренние шлицы, которыми соединены с приводным валом наружные шлицы.

Шарики: Шарики соединяют внутреннюю обойму и сепаратор для передачи крутящего момента. При угловом движении вала шарики перемещаются по кривизне профиля на поверхности внутренней дорожки.

Шарнирный шарнир: Сборка наружной обоймы, внутренней обоймы, шара и сепаратора называется шарнирным соединением.

Вал: Вал (или приводной вал) является соединительным элементом между различными частями ШРУСа. Например, карданный вал между соединением колокола и соединением штатива.

Тюльпан: Тюльпан — это фиксированное соединение, соединенное с дифференциалом двигателя шлицами, которое позволяет совершать резкие (вперед и назад) движения при угловом движении вала со стороны внешней обоймы. Тюльпан имеет 3 линейные дорожки на внутренней стороне. Тренога перемещается по этой дорожке при угловом перемещении вала.

Тренога: Тренога представляет собой трехконечную скобу, которая помогает в погружном движении внутри линейной гусеницы Tulip. Тренога имеет 3 ролика (с игольчатым подшипником) на заостренных коромыслах, которые вращаются на чашеобразной дорожке внутри тюльпана, облегчая погружное движение. Штатив имеет внутренние шлицы, с помощью которых он соединяется с приводным валом.

Штативное соединение: Штативное соединение представляет собой соединение тюльпана и штатива. Типичный шарнир Tripod имеет ход погружения до 50 мм и угловое сочленение 26 градусов; шарнир-тренога не имеет такого большого углового диапазона, как многие другие типы шарниров, но, как правило, дешевле и эффективнее.

Чехол багажника: Чехол багажника представляет собой резиновые материалы с ребристой конструкцией, которая защищает ШРУС от всех известных элементов, которые могут его загрязнить. Он также используется в качестве компонента, сохраняющего смазку (дисульфид молибдена), смазывающую ШРУС, нетронутой вместе с самим шарниром. При поломке, растрескивании или плохом состоянии пыльника шарнира шарнир становится уязвимым для песка, грязи, камней и воды, которые могут быстро изнашивать компоненты шарнира, что приводит к полной замене полуоси в сборе. Таким образом, эти бахилы изготовлены из износостойких специальных каучуков, таких как неопрен, которые могут выдерживать суровые условия окружающей среды, такие как вибрации, перепады температур, нагрузки из-за движения компонентов внутри и другие

Принадлежности: На ШРУСах имеются другие компоненты, такие как стопорные кольца, хомуты, болты и т. д., которые удерживают такие компоненты, как крышка багажника и т. д., на месте.

Сравнение угловой скорости одинарного шарнира Гука и шарнира постоянной скорости

На приведенном ниже графике показаны линейные характеристики ШРУСа по сравнению с колебательным поведением шарнира Гука. Здесь угловая скорость изменяется в зависимости от угла сустава для сустава Гука, тогда как шарнир CV передает мощность при контактной угловой скорости под разными углами. Эта характеристика ШРУСа делает его пригодным для использования в автомобилях для комфортной и плавной езды при повороте автомобиля. Нельзя отрицать тот факт, что другие части, такие как система подвески, рулевой механизм, тип дифференциала, также играют роль в плавности хода, но нельзя игнорировать важность ШРУСа. Только ШРУС заставляет вращение вала привода колеса вращаться с одинаковой угловой скоростью под разными углами во время поворота или неровности дороги и разного крутящего момента от двигателя/дифференциала. Учитывая приведенный ниже график, теперь представьте себе ощущение от вождения автомобиля, оснащенного 9-ступенчатой ​​коробкой передач. 0142 нормальный шарнир между дифференциалом и колесом!


   

Шарнир равных угловых скоростей | Тракторно-строительный завод Wiki

в: Муфты вращающихся валов, Механизмы, Технологии автомобильных трансмиссий

Посмотреть источник

Шестишарнирный ШРУС Rzeppa

Шарниры равных угловых скоростей (также известные как гомокинетические или ШРУСы ) позволяют приводному валу передавать мощность под переменным углом при постоянной скорости вращения без заметного увеличения трения или играть в. Они в основном используются в переднеприводных автомобилях, и многие современные заднеприводные автомобили с независимой задней подвеской обычно используют ШРУСы на концах полуосей задней оси и все чаще используют их на карданных валах.

Шарниры равных угловых скоростей защищены резиновым чехлом, чехлом ШРУСа. Трещины и разрывы в чехле будут способствовать проникновению загрязняющих веществ, что приведет к быстрому износу соединения.

Содержание

  • 1 История
  • 2 Ранние автомобильные приводные системы
  • 3 Первый ШРУС
  • 4 сустава тракта
  • 5 суставов Rzeppa
  • 6 шарниров Вайса
  • 7 Шарнирные соединения штатива
  • 8 Двойной кардан
  • 9 Муфта Томпсона
  • 10 суставов Мальпецци
  • 11 Каталожные номера

История

Универсальный шарнир, более раннее средство передачи мощности между двумя наклонными валами.

Основная статья: Карданный шарнир

Карданный шарнир, одно из первых средств передачи мощности между двумя наклонными валами, был изобретен Джероламо Кардано в 16 веке. Тот факт, что он не может поддерживать постоянную скорость при вращении, был признан Робертом Гуком в 17 веке, который предложил первый шарнир равных угловых скоростей, состоящий из двух карданных шарниров, смещенных на 90 градусов, чтобы компенсировать изменения скорости. Это «двойной кардан», показанный ниже. С тех пор было изобретено множество различных типов шарниров равных угловых скоростей.

Ранние автомобильные системы привода

Ранние системы переднего привода, такие как те, которые использовались на Citroën Traction Avant и передние оси Land Rover и аналогичных полноприводных автомобилей, использовали универсальные шарниры, где крестообразный металлический шарнир находится между двумя вилками перевозчики. Это не ШРУСы, поскольку, за исключением определенных конфигураций, они приводят к изменению угловой скорости. Они просты в изготовлении и могут быть чрезвычайно прочными, и до сих пор используются для обеспечения гибкой муфты в некоторых карданных валах, где движение не очень велико. Однако они становятся «зазубренными» и их трудно поворачивать при работе под экстремальными углами.

Первые ШРУСы

По мере того, как системы переднего привода становились все более популярными, например, в таких автомобилях, как BMC Mini, с компактным поперечным расположением двигателя, недостатки карданных шарниров в передних мостах становились все более и более очевидными. На основе конструкции Альфреда Х. Рзеппа, которая была подана на патент в 1927 году [1] (ШРУС, соединение Tracta, разработанное Пьером Фенайлем в компании Tracta Жана-Альбера Грегуара, было подано на патент в 1926 году [2 ] ), шарниры равных угловых скоростей решили многие из этих проблем. Они обеспечивали плавную передачу мощности, несмотря на широкий диапазон углов, под которыми они были согнуты.

Соединение Tracta

Соединение Tracta

Соединение Tracta работает по принципу двойного шпунтового соединения. Он состоит всего из четырех отдельных частей: две вилки (также известные как хомуты, одна ведущая и одна ведомая) и две полусферические скользящие детали (одна называется охватываемой или шарнирной, а другая называется охватывающей или шлицевой). ) связь. Каждая губка ярма входит в зацепление с кольцевой канавкой, выполненной на промежуточных элементах. Оба промежуточных элемента поочередно соединены между собой шарнирным язычком и пазовым соединением. Когда входной и выходной валы наклонены под некоторым рабочим углом друг к другу, ведущее промежуточное звено ускоряется и замедляется при каждом обороте. Поскольку центральный шпунт и паз сдвинуты по фазе на четверть оборота с губками бугеля, соответствующее колебание скорости ведомых промежуточного и выходного элементов челюсти точно противодействует и нейтрализует изменение скорости входной половинки. Таким образом, изменение скорости на выходе идентично скорости на входе, что обеспечивает вращение с постоянной скоростью. [3] [4] [5]

Шарнир Жеппа

ШРУС типа Жеппа

Шарнир Жеппа (изобретен Альфредом Х. Реппой в 1926 г.) состоит из 6 сферических канавок с внутренней это и аналогичная обволакивающая внешняя оболочка. Каждая канавка направляет один шарик. Входной вал помещается в центре большой стальной звездообразной «шестерни», которая находится внутри круглой клетки. Клетка имеет сферическую форму, но с открытыми концами, и обычно имеет шесть отверстий по периметру. Эта клетка и шестерня помещаются в рифленую чашку, к которой прикреплен шлицевой и резьбовой вал. Шесть больших стальных шариков находятся внутри канавок чашки и входят в отверстия клетки, расположенные в канавках звездочки. Затем выходной вал на чашке проходит через подшипник колеса и фиксируется осевой гайкой. Этот шарнир может приспосабливаться к большим изменениям угла, когда передние колеса поворачиваются системой рулевого управления; типичные суставы Жеппа допускают артикуляцию 45–48 °, а некоторые могут давать 54 °. [6] На «внешнем» конце карданного вала используется немного другой узел. Конец карданного вала имеет шлицы и входит во внешний «шарнир». Обычно он удерживается стопорным кольцом.

Шарнир Вейса

Состоит из двух одинаковых шаровых хомутов, которые жестко расположены (обычно) четырьмя шариками. Два шарнира центрируются с помощью шара с отверстием посередине. Два шарика на круговых дорожках передают крутящий момент, а два других предварительно нагружают шарнир и обеспечивают отсутствие люфта при изменении направления нагрузки. Его конструкция отличается от конструкции Rzeppa тем, что шарики плотно прилегают к двум половинам муфты и что не используется сепаратор. Центральный шарик вращается на штифте, вставленном во внешнюю обойму, и служит средством блокировки для четырех других шариков. Когда оба вала находятся на одной линии, то есть под углом 180 градусов, шарики лежат в плоскости, составляющей 90 градусов к валам. Если ведущий вал остается в исходном положении, любое движение ведомого вала заставит шарики сместиться на половину углового расстояния. Например, когда ведомый вал перемещается на угол 20 градусов, угол между двумя валами уменьшается до 160 градусов. Шарики будут двигаться на 10 градусов в одном направлении, а угол между ведущим валом и плоскостью, в которой лежат шарики, уменьшится до 80 градусов. Это действие удовлетворяет требованию, чтобы шарики лежали в плоскости, делящей пополам угол привода. Этот тип сустава Вайса известен как сустав Бендикса-Вейса. Самым совершенным шарнирным соединением, работающим по принципу Вейсса, является шестишарнирный звездообразный шарнир Курта Энке. В этом типе используются только три шарика для передачи крутящего момента, а остальные три центрируют и удерживают его вместе. Шарики предварительно нагружены, а соединение полностью герметизировано. [7] [8]

Соединения штатива

Эти соединения используются на внутреннем конце карданных валов автомобилей. Этот шарнир имеет трехконечную вилку, прикрепленную к валу, на концах которого установлены бочкообразные роликоподшипники. Они входят в чашку с тремя соответствующими канавками, прикрепленную к дифференциалу. Поскольку существенное движение происходит только по одной оси, эта простая схема работает хорошо. Они также допускают осевое «врезание» вала, так что раскачивание двигателя и другие эффекты не вызывают предварительной нагрузки на подшипники. Типичный шарнир штатива имеет ход погружения до 50 мм и угловое сочленение 26 градусов. [9] Штативное соединение не имеет такого большого углового диапазона, как многие другие типы шарниров, но, как правило, дешевле и эффективнее. В связи с этим он обычно используется в конфигурациях автомобилей с задним приводом или на внутренней стороне автомобилей с передним приводом, где требуемый диапазон движения ниже.

Двойной карданный шарнир

Двойной карданный шарнир

Двойной карданный шарнир аналогичен двойному карданному валу, за исключением того, что длина промежуточного вала укорочена, оставлены только вилки; это эффективно позволяет устанавливать два шарнира Гука спиной к спине. DCJ обычно используются в рулевых колонках, поскольку они устраняют необходимость правильной фазировки универсальных шарниров на концах промежуточного вала (IS), что упрощает размещение IS вокруг других компонентов в моторном отсеке автомобиля. Они также используются для замены шарниров равных угловых скоростей типа Rzeppa в тех случаях, когда обычны большие углы сочленения или импульсные нагрузки крутящего момента, например, карданные валы и полуоси прочных полноприводных автомобилей. Двойные карданные шарниры требуют центрирующего элемента, который будет поддерживать равные углы между ведомым и ведущим валами для истинного вращения с постоянной скоростью. [10] [11] Это центрирующее устройство требует дополнительного крутящего момента для ускорения внутренних частей шарнира и создает некоторую дополнительную вибрацию на более высоких скоростях. [12]

Муфта Томпсона

Муфта Томпсона из патента США 7,442,126. Примечание: на рисунке справа отсутствуют некоторые компоненты, чтобы проиллюстрировать сферический пантограф штурвала управления.

Шарнир равных угловых скоростей Томпсона (TCVJ), также известный как муфта Томпсона, собирает два карданных шарнира друг в друге, чтобы исключить промежуточный вал. Добавлен контрольный хомут, чтобы удерживать входной и выходной валы на одной линии. Управляющий хомут использует сферический ножничный механизм пантографа, чтобы разделить пополам угол между входным и выходным валами и поддерживать шарниры при относительном фазовом угле, равном нулю. Выравнивание обеспечивает постоянную угловую скорость при всех углах соединения. Отсутствие промежуточного вала и поддержание выравнивания входных валов в гомокинетической плоскости значительно снижает индуцированные напряжения сдвига и вибрацию, присущие двойным карданным валам. [13] [14] [15] Несмотря на то, что геометрическая конфигурация не поддерживает постоянную скорость вилки управления, которая выравнивает карданные шарниры, вилка управления имеет минимальную инерцию и создает небольшую вибрацию. Продолжительное использование стандартной муфты Томпсона с прямым проходом под нулевым углом приведет к чрезмерному износу и повреждению соединения; минимальное смещение в 2 градуса между входным и выходным валами необходимо для уменьшения износа вилки управления. [16] Изменение входного и выходного хомутов таким образом, чтобы они не были точно перпендикулярны соответствующим валам, может изменить или устранить «недопустимые» углы. [17]

В карданных шарнирах муфты Томпсона можно использовать роликовые подшипники для всех опорных поверхностей; это снижает трение и износ по сравнению со скользящими шарнирами, используемыми в ШРУСах типа Rzeppa. [18]

Новаторской особенностью муфты является метод геометрического ограничения пары карданных шарниров в узле с использованием, например, сферического четырехзвенного ножничного механизма (сферический пантограф), и это первая муфта, обладают этим сочетанием свойств. [19]

Муфта принесла своему изобретателю, Гленну Томпсону, премию Австралийского общества инженеров в области сельского хозяйства. [20]

Шарниры Мальпецци

Разработанный и запатентованный Антонио Мальпецци (в то время владелец компании по переработке CV в Италии) в 1976 году, этот шарнир состоит из клетки со сферической внутренней частью и профилированным входом. Входной вал посажен по центру сферы с двумя прямоугольными канавками. Для сборки в сепаратор вставляется сферический приводной шарик, совмещая две канавки с самой узкой частью горловины сепаратора, повернув на 90°, затем два стальных блока вставляются в канавки и фиксируются на месте болтом, проходящим через боковую стенку клетки.

Это соединение было тщательно протестировано для возможного применения в автомобилях, но оказалось, что оно не может справиться с артикуляцией, необходимой для такого использования. После этого он широко использовался в Италии в сельском хозяйстве, так как некоторые компании, занимающиеся производством сельскохозяйственных орудий, обнаружили, что он лучше, чем карданный шарнир, подходит для вращения с высокой скоростью и дешевле, чем шарнир Жеппа. К началу 1990, с появлением на рынке суставов Rzeppa, произведенных в Азии, их производство стало нерентабельным, поэтому его сняли с производства.

Каталожные номера

  1. ↑ Rzeppa, Alfred H. (1927), Универсальный шарнир . Патент США №. 1 665 280, http://v3.espacenet.com/origdoc?DB=EPODOC&IDX=US1665280&F=0&QPN=US1665280.
  2. ↑ Европейский патент FR628309
  3. ↑ — Универсальные шарниры (автомобильные)
  4. ↑ Соединение равных угловых скоростей Tracta.
  5. ↑ Карданные шарниры и карданные валы: анализ, конструкция, применение
  6. ↑ http://www.ntn.co.jp/english/products/review/pdf/NTN_TR75_en_P016.pdf
  7. ↑ www.tpub.com — Шарнир постоянной скорости (CV) Bendix-Weiss
  8. ↑ Карданные шарниры и карданные валы: анализ, конструкция, применение
  9. ↑ Карданные валы GKN, gkndriveline.com.
  10. ↑ Патент США 1979768, Пирс, Джон В.Б., «Двойной универсальный шарнир», выдан 6 ноября 1934 г.
  11. ↑ Шарнир постоянной скорости Rzeppa (CV)
  12. ↑ Патент США 2947158 , Кинг, Кеннет К., «Универсальное центрирующее устройство для шарниров», выдан 2 августа 1960 г., передан General Motors Corporation.
  13. ↑ Сопанен, Юсси (1996). «Исследования крутильных колебаний трансмиссии с двойным карданным шарниром». Проверено 22 января 2008 г.
  14. ↑ Шеу, П. (01.02.2003). «Моделирование и анализ промежуточного вала между двумя карданными шарнирами». Проверено 22 января 2008 г.
  15. ↑ «Механизм муфты Томпсона в действии». Муфты Томпсона. Проверено 24 сентября 2011 г.
  16. ↑ «Дополнительная длина 500 Нм TCVJ». Thompson Couplings, Ltd. Проверено 25 сентября 2011 г. «Особые инструкции: Не рекомендуется непрерывная работа муфты TCVJ при температуре 0 градусов, так как это приведет к чрезмерному износу подшипников и повреждению муфты. Для максимальной эффективности и срока службы муфты TCVJ рекомендуется минимальный рабочий угол 2,0 градуса».
  17. ↑ pattakon.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *