Шарніри рівних та нерівних кутових швидкостей

Карданна передача з шарніром нерівних кутових швидкостей

Цей тип трансмісії можна зустріти в автомобілях із заднім чи повним приводом. Пристрій такої передачі наступне: на карданних валах розташовані шарніри нерівних кутових швидкостей. На кінцях передачі є сполучні елементи. За потреби використовується сполучна скоба.

Шарнір поєднує в собі пару шпильок, хрестовину та запірні пристрої. У вухах виделок встановлені голчасті підшипники, в яких обертається поперечка.

Підшипники ремонту та ремонту не підлягають. Їх заливають олією при встановленні.

Особливістю шарніра є те, що він передає нерівномірний момент, що крутить. Додаткова вісь періодично досягає та відстає від основної осі. Для компенсації цього недоліку у трансмісії використовуються різні шарніри. Протилежні вилки шарніра розташовані в одній площині.

Залежно від відстані, на яку повинен передаватися момент, що крутить, в приводній лінії використовуються один або два вали. При числі осей, що дорівнює двом, одна з них називається проміжною, друга - задньою. Для фіксації осей встановлюється проміжний кронштейн, що кріпиться до кузова автомобіля.

Трансмісійна лінія з'єднується з іншими елементами автомобіля за допомогою фланців, муфт та інших сполучних елементів.

Можна впевнено сказати, що шарніри нерівних кутових швидкостей мають низьку надійність і відносно невеликий термін служби. У сучасних умовах застосовують карданні передачі із ШРУСами.

Конструкція і принцип роботи

Більш докладно конструкцію та принцип роботи ШРУСів розглянемо на прикладі автомобіля ВАЗ-2199.

Цей автомобіль передньопривідний, тому в конструкції трансмісії задіяні ШРУСи.

Елемент екстер'єру цього автомобіля виконаний на кшталт «Beerfield».

На кінці приводного валу, що виходить з коробки, є внутрішнє кільце з 6 канавками.

Зовнішній затискач на внутрішній поверхні має канавки. Сама обойма з'єднана з віссю, на якій є шліци, вставлені в маточину колеса.

Внутрішня обойма переходить у зовнішню, а металеві робочі кульки поміщаються в наявні пази обох обойм. Щоб кульки не випадали, їх вставляють у сепаратор.

Працює цей ШРУС так: під час руху колесо постійно переміщається щодо кузова автомобіля за рахунок незалежної підвіски, при цьому кут між приводним валом та валом, вставленим у маточину, постійно змінюється через нерівності дороги.

Кульки, переміщаючись канавками, забезпечують постійну передачу обертання при зміні кута.

Конструкція внутрішньої «гранати», яка в даному автомобілі типу ДКН, така ж, як і зовнішньої, але зовнішня обойма трохи довша, цим забезпечується зміна довжини приводного валу.

При проїзді нерівності кут зовнішнього Шрус змінюється, а саме колесо йде вгору. При цьому зміна кута впливає на довжину карданного валу.

У разі використання ШРУС GKN внутрішня обойма разом з кульками може проникати вглиб зовнішньої обойми, змінюючи тим самим довжину валу.

Конструкція розділювального шліцевого шарового шарніра дуже надійна, але з одним застереженням. Вони дуже чутливі до забруднення.

Попадання пилу та піску в «гранату» викликає прискорене зношування канавок і кульок.

Тому внутрішні елементи цього з'єднання необхідно прикрити пильовиками.

Ушкодження пильовика призведе до витікання мастила ШРУСу та попадання піску.

Виявити проблему з цими елементами дуже просто: коли колеса провертаються повністю, а ведучі починають рухатися, чути характерні клацання.

Карданна передача з шарніром рівних кутових швидкостей

Цей тип трансмісії широко використовується у передньопривідних автомобілях. З його допомогою з'єднується диференціал та маточина ведучого колеса.

Трансмісія має два шарніри, внутрішній та зовнішній, з'єднані валом. ШРУС часто використовуються на задньопривідних автомобілях, на повнопривідних автомобілях. Справа в тому, що ШРУС більш сучасні та практичні, до того ж рівень шуму у них набагато нижчий, ніж у ШНУС.

Найбільш поширеним із доступних є шарнір рівних кутових швидкостей кульового типу. ШРУС передає крутний момент від ведучого валу до веденого валу. Кутова швидкість передачі моменту, що крутить, постійна. Вона залежить від кута нахилу осей.

ШРУС, або як його називають у народі «граната», є сферичний корпус, в якому знаходиться обойма. Кульки обертаються між собою. Вони переміщаються спеціальними канавками.

В результаті момент, що крутить, рівномірно передається від ведучого валу до веденого валу за умови зміни кута. Сепаратор утримує кульки дома. «Граната» захищена від впливу зовнішнього середовища «пилозахистним чохлом» - захисним кожухом.

Обов'язковою умовою довгої служби ШРУСів є наявність у них мастила. А наявність мастила, своєю чергою, забезпечується герметичністю шарніра.

Окремо варто сказати про безпеку ШРУСів. Якщо в «гранаті» чути тріск чи шум, її потрібно негайно міняти. Експлуатація автомобіля з несправним ШРУС вкрай небезпечна. Простіше кажучи, колесо може відвалитися. Причиною того, що карданний вал непридатний, є, в більшості випадків, неправильний вибір швидкості і погане дорожнє покриття.

Карданна передача призначення та пристрій найважливішого механізму трансмісії

Вивчаючи пристрій автомобілів, ми з вами, друзі, постійно знаходимо оригінальні та цікаві інженерні рішення, іноді прості чи геніальні, а іноді настільки складні, що впоратися з ними нефахівцеві практично неможливо.

У цій статті ми постараємося познайомитися з механізмом, який виконує надзвичайно важливу функцію — передачу обертання від редуктора на вісь із провідними колесами. Називається цей пристрій - , карданна передача, призначення і пристрій якої нам доведеться з'ясувати.

Кардан: навіщо він потрібний?

Отже, які проблеми можуть виникнути, якщо ми хочемо передати момент, що крутить, від двигуна до колес? На перший погляд, завдання досить просте, але давайте розглянемо докладніше.

Справа в тому, що, на відміну від двигуна та коробки передач, колеса разом з підвіскою мають певний хід, а отже, просто з'єднати ці вузли просто неможливо.

Інженери вирішили цю проблему за допомогою трансмісії.

Ключовим елементом механізму є так званий карданний шарнір, який є геніальним інженерним рішенням, що дозволяє нам з вами насолоджуватися автомобільною подорожжю.

Потрібно сказати, що кардани використовуються у різних частинах машини. В основному, звичайно, їх можна зустріти в трансмісії, але крім цього даний тип трансмісії стосується системи рульового управління.

Шарнір: головний секрет кардана

Тому не витрачатимемо час на зайві розмови та перейдемо до суті проблеми. Трансмісія автомобіля, якою б моделі він не був, має низку стандартних елементів, а саме:

• петлі,
• провідний, ведений та проміжний мости,
• підтримує,
• сполучні елементи та муфти.

Відмінності цих механізмів, зазвичай, визначаються типом карданного шарніра. Є такі варіанти виконання:

• з шарніром нерівних кутових швидкостей,
• з шарніром рівних кутових швидкостей,
• з напівкарданним еластичним шарніром.

Коли автолюбителі вимовляють слово "кардан", вони зазвичай мають на увазі перший варіант. Механізм із шарніром нерівних кутових швидкостей найчастіше зустрічається на задньопривідних або повнопривідних автомобілях.

Робота даного типу карданної передачі має особливість, яка є її недоліком. Справа в тому, що через деталі конструкції шарніра плавна передача моменту, що крутить, неможлива, а виходить, що це робиться тільки циклічно: за один оборот ведений вал в два рази відстає і в два рази випереджає ведучий.

Цей нюанс компенсується запровадженням ще одного такого ж шарніру. Пристрій карданного приводу цього типу простий, як і все геніальне: осі з'єднані двома вилками, розташованими під кутом 90 градусів і скріпленими хрестовиною.

Найбільш просунутими є варіанти з ШРУС рівних кутових швидкостей, які, до речі, часто називають ШРУС; Ви, напевно, чули це ім'я.

Карданна передача, призначення та пристрій якої ми розглядаємо в даному випадку має свої нюанси. Хоча його конструкція складніша, це з лишком компенсується рядом переваг. Так, наприклад, осі цього підвісу завжди обертаються рівномірно і можуть утворювати кут до 35 градусів. До недоліків механізму можна, мабуть, зарахувати досить складну схему складання.

ШРУС повинен бути завжди герметизований, тому що всередині нього знаходиться спеціальне мастило. Розгерметизація викликає витік цього мастила, і в цьому випадку шарнір швидко стає непридатним і ламається. Однак ШРУСи при належному догляді та контролі довговічніші за свої аналоги. Ви можете зустріти ШРУС як на передньопривідних, так і на повнопривідних автомобілях.

Пристрій та робота карданного приводу з пружним напівкарданом також має свої особливості, які, до речі, не дозволяють використовувати його в сучасних конструкціях автомобілів.

Передача обертання між двома валами у разі відбувається з допомогою деформації пружного елемента, наприклад муфти спеціальної конструкції. Цей варіант вважається вкрай ненадійним і тому автомобільної промисловості нині не використовується.

Що ж, друзі, призначення та влаштування трансмісії, а також різновиди, які ми розкрили в цій статті, виявилися досить простим механізмом, що приносить масу користі.

Жорсткий шарнір

Жорсткі суглобові сполуки представлені еластичними напівсерцевими суглобами. Це механізм, в якому крутний момент від провідного валу до веденого валу, що має різний кут розташування, досягається за рахунок деформації ланки, що з'єднує їх. Пружна ланка виготовлена ​​з гуми з можливим посиленням.

Прикладом такого пружного елемента є муфта Гібо. Він виглядає як шестигранний елемент, на який навулканізовано металеві покриття. Рукав попередньо стиснутий. Ця конструкція характеризується гарним згладжуванням крутильних коливань та структурних ударів. Дозволяє зчленування стрижнів з кутом розходження до 8 градусів та переміщенням стрижня до 12 мм в обох напрямках. Основне завдання такого механізму – компенсувати неточності під час монтажу.

До недоліків складання можна віднести підвищений шум при роботі, труднощі виготовлення та обмежений термін служби.

Додаток а (довідковий) розрахунок критичної частоти обертання карданного валу

Додаток А (довідковий)

Для карданного валу зі сталевою трубою критична частота обертання n, хв розраховується за формулою

(A.1)

де D - Зовнішній діаметр труби, см, d - внутрішній діаметр труби, см;

L - максимальна відстань між осями шарнірів карданного валу, см;

де n - частота обертання карданного валу в передачі (власна частота поперечних коливань валу за першою формою), що відповідає максимальній швидкості автомобіля, хв

1 У цьому розрахунку не враховується пружність опор.

2 Для карданних передач з проміжною опорою значення L приймається рівною відстані від осі шарніра до осі підшипника проміжної опори. Критична швидкість валу, виконаного у вигляді тяги між карданними шарнірами, обчислюється при d рівному нулю. Критична швидкість карданного валу, що складається з труби та штока, розраховується виходячи із заданого значення довжини труби L см, що обчислюється за формулою

,(А.2) де L - Довжина труби валу, см; l - Довжина труби, що замінює тягу осі, див. Довжина труби l, що замінює тягу осі, розраховується за формулою (А.3) де l - Довжина тяги осі, см; d – діаметр стрижня карданного валу, див. Критична частота обертання карданного валу з урахуванням пружності його опор у трансмісії встановлюється експериментально розробником транспортного засобу. Частота обертання кардана у передачі, відповідна максимально можливої ​​швидкості автомобіля, має перевищувати 80 % критичної частоти з урахуванням пружності опор.

Часті несправності і їх усунення

Усі відмови можна розділити за ознаками відмови:

1. Вібрація під час руху – зношені підшипники хрестовини або втулки ковзання, порушений баланс валу;
2. Стуки при запуску: зношені канавки шліцевих з'єднань, ослаблені болти кріплення;
3. Течія олії з підшипників - зношені ущільнення.

Для усунення перерахованих вище проблем «кардани» розбираються і замінюються деталі, що вийшли з ладу. За наявності дисбалансу вал необхідно відбалансувати у динамічних умовах.

Переваги та недоліки ШРУСу

Серед очевидних переваг ШРУСу той факт, що при передачі за допомогою цього шарніра практично не відбувається втрати потужності, порівняно з іншими подібними механізмами, іншими перевагами є його мала вага, відносна надійність та простота заміни у разі поломки.

До недоліків ШРУСів можна віднести наявність у конструкції пильовика, який одночасно є ємністю для змащення. ШРУС розташований у місці, де практично неможливо уникнути його контакту із сторонніми предметами. Багажник може зламатися, наприклад, при русі по занадто глибокій колії, при наїзді на перешкоду і т.д. Як правило, автовласник дізнається про це тільки тоді, коли через тріщину пильовика в пильовик вже потрапив бруд, що викликало сильне зношування. Якщо ви впевнені, що це сталося нещодавно, ви можете зняти ШРУС, промити його, замінити пильовик і заповнити новим мастилом. Якщо проблема виникла давно, то ШРУС точно вийде з ладу завчасно.

Види шарнірів рівних кутових швидкостей

Варіанти конструкції кульової опори, хоч і були найбільш поширені в легковому автомобілебудуванні, були єдино можливими.

Кульовий шарнір

Практичне застосування для легкового і легкого комерційного транспорту знайшли трипідні ШРУСи, в яких роль кульок грають ролики, що обертаються, зі сферичною робочою поверхнею.

ШРУС штатив

Для вантажних автомобілів набули поширення кулачкові (сухарні) петлі типу «тракт», що складаються з двох шпильок та двох фасонних дисків. Виделки в таких конструкціях досить масивні і витримують великі навантаження (що пояснює сферу їх використання).

Кулачковий (бісквітний) ШРУС

Необхідно згадати ще про один варіант Шрусу - здвоєних карданних шарнірах. Вони нерівномірність передачі кутової швидкості першого карданного підвісу компенсується другим карданним підвісом.

Подвійний карданний шарнір рівних кутових швидкостей

Як було сказано вище, кут між осями двох осей у цьому випадку не повинен перевищувати 20⁰ (інакше з'являються підвищені навантаження та вібрації), що обмежує сферу застосування такої конструкції в основному для дорожньо-будівельної техніки.

Внутрішні та зовнішні ШРУСи

Крім відмінностей у конструкції, ШРУСи діляться залежно від місця їх встановлення на зовнішні та внутрішні.

Внутрішній ШРУС з'єднує коробку передач з піввіссю, а зовнішній ШРУС з'єднує піввісь зі маточиною колеса. Разом із карданним валом ці два шарніри складають трансмісію автомобіля.

Найбільш поширеним типом зовнішнього шарніра є шаровий шарнір. Внутрішній ШРУС забезпечує не тільки великий кут між осями, але й компенсує рух карданного валу при його переміщенні по відношенню до підвіски. Тому штатив у зборі часто використовується як внутрішній шарнір у легкових автомобілях.

Необхідною умовою нормальної роботи ШРУС є мастило рухливих частин шарніра. Герметичність робочого простору, в якому знаходиться мастило, забезпечується пильовиками, що перешкоджають попаданню абразивних частинок на робочі поверхні. Враховуючи високе навантаження деталей, використовують лише спеціально розроблені для таких агрегатів види мастил.

Шарнір: головний секрет кардана

Цілком очевидно, що карданна передача, призначення та пристрій якої ми сьогодні розглядаємо, є надзвичайно важливим вузлом.

Тому не витрачатимемо час на зайві розмови та перейдемо до суті проблеми. Трансмісія автомобіля, якою б моделі він не був, має низку стандартних елементів, а саме:

• петлі;
• ведучий, ведений та проміжний вали;
• підтримує;
• сполучні елементи та муфти.

Відмінності цих механізмів, зазвичай, визначаються типом карданного шарніра. Є такі варіанти виконання:

• із шарніром нерівних кутових швидкостей;
• з шарніром рівних кутових швидкостей;
• з напівкарданним еластичним шарніром.

Коли автолюбителі вимовляють слово "кардан", вони зазвичай мають на увазі перший варіант. Механізм із шарніром нерівних кутових швидкостей найчастіше зустрічається на задньопривідних або повнопривідних автомобілях.

Робота даного типу карданної передачі має особливість, яка є її недоліком. Справа в тому, що через деталі конструкції шарніра плавна передача моменту, що крутить, неможлива, а виходить, що це робиться тільки циклічно: за один оборот ведений вал в два рази відстає і в два рази випереджає ведучий.

Цей нюанс компенсується запровадженням ще одного такого ж шарніру. Пристрій карданного приводу цього типу простий, як і все геніальне: осі з'єднані двома вилками, розташованими під кутом 90 градусів і скріпленими хрестовиною.

Найбільш просунутими є варіанти з ШРУС рівних кутових швидкостей, які, до речі, часто називають ШРУС; Ви, напевно, чули це ім'я.

Карданна передача, призначення та пристрій якої ми розглядаємо в даному випадку має свої нюанси. Хоча його конструкція складніша, це з лишком компенсується рядом переваг. Так, наприклад, осі цього підвісу завжди обертаються рівномірно і можуть утворювати кут до 35 градусів. До недоліків механізму можна, мабуть, зарахувати досить складну схему складання.

ШРУС повинен бути завжди герметизований, тому що всередині нього знаходиться спеціальне мастило. Розгерметизація викликає витік цього мастила, і в цьому випадку шарнір швидко стає непридатним і ламається. Однак ШРУСи при належному догляді та контролі довговічніші за свої аналоги. Ви можете зустріти ШРУС як на передньопривідних, так і на повнопривідних автомобілях.

Пристрій та робота карданного приводу з пружним напівкарданом також має свої особливості, які, до речі, не дозволяють використовувати його в сучасних конструкціях автомобілів.

Передача обертання між двома валами у разі відбувається з допомогою деформації пружного елемента, наприклад муфти спеціальної конструкції. Цей варіант вважається вкрай ненадійним і тому автомобільної промисловості нині не використовується.

Що ж, друзі, призначення та влаштування трансмісії, а також різновиди, які ми розкрили в цій статті, виявилися досить простим механізмом, що приносить масу користі.

У наступному пості поговоримо про щось не менш корисне. Що з? Підпишіться на розсилку та обов'язково дізнаєтесь!

Карданна передача з напівкарданним пружним шарніром

Еластичний полукарданний шарнір сприяє передачі моменту, що крутить, між валами, розташованими під невеликим кутом. Це відбувається через деформацію еластичного зв'язку.

Як приклад можна навести гнучку муфту Guibo. Це шестигранний стиснутий пружний елемент. До нього кріпляться фланці ведучого та веденого валів і передається крутний момент.

Фото звіт з демонтажу та встановлення ШРУС на ВАЗ 2110-2112

Насамперед, коли автомобіль ще стоїть на землі, необхідно підчепити захисний ковпачок із ступичної гайки та зняти його. Потім за допомогою потужного важеля та головки на 32 відкручуємо ступичну гайку, але не до кінця:

Після цього відкручуємо всі болти на колесі і знімаємо його, попередньо піднявши передню частину автомобіля домкратом. Після цього остаточно відкручуємо ступичну гайку та знімаємо шайбу.

Потім відкручуємо два гвинти, що утримують кульову опору знизу:

Після цього можна відкинути поворотний кулак убік і зняти один кінець ШРУСа зі маточини:

Якщо необхідно замінити саме зовнішній ШРУС, його можна вибити з вала молотком, але робити це потрібно акуратно, щоб нічого не пошкодити. І ідеальний варіант, звичайно ж, повне зняття агрегату

Для цього за допомогою скоби потрібно підчепити внутрішній ШРУС і від'єднати його від коробки:

В результаті можна повністю зняти ШРУС із коробки передач ВАЗ 2110 та вийняти трансмісію у зборі назовні. Потім за допомогою лещат та молотка від'єднуємо всі необхідні ШРУСи, як внутрішні, так і зовнішні.

Обов'язково зверніть увагу на стан пильовиків. Якщо вони пошкоджені, їх необхідно замінити на нові

Установка здійснюється у зворотному порядку і в тому ж ролику, який був представлений на початку статті, все добре видно. Також варто згадати вартість нових деталей. Так, вартість зовнішнього ШРУС на ВАЗ 2110 може бути від 900 до 1500 рублів. За стажиста доведеться заплатити від 1200 до 2000 рублів.

У 80-х роках минулого століття розпочався важливий етап у серійному виробництві легкових автомобілів — перехід від класичної конструкції з карданним валом та заднім мостом до передньопривідної. Передній привід зі стійками Макферсон зарекомендував себе як проста та надійна система з рядом переваг:

• підвищена керованість та прохідність за рахунок ваги передньої частини автомобіля;
• стабільна курсова стійкість машини, особливо на слизькому покритті;
• збільшення корисної площі салону за рахунок компактних розмірів моторного відсіку та відсутності карданного валу;
• зменшена маса автомобіля за рахунок відсутності коробки передач та елементів заднього приводу;
• підвищення безпеки конструкції та збільшення габаритів багажника за рахунок установки паливного бака під заднім сидінням.

Однак для передачі обертання на провідні колеса в конструкцію було введено ряд вразливих деталей та вузлів. Основним важконавантаженим елементом трансмісії на передньопривідних автомобілях є шарніри рівних кутових швидкостей (ШРУС).

Основні несправності, їх ознаки

Найміцнішим механізмом у конструкції є сама вісь. Він відлитий із міцного сплаву, що витримує екстремальні навантаження. Тому доведеться дуже постаратися, щоби його пошкодити. Як правило, це механічні ушкодження при ДТП.

Загалом основні несправності можна поділити на кілька типів:

1. Вібрація: під час запуску або руху можуть виникати сильні або слабкі вібрації. Це перша ознака пошкодження підшипників хрестовини. Також проблема може свідчити про неправильне балансування валу, це трапляється після його механічного пошкодження.
2. Стук - Характерний стукіт при русі з одного місця означатиме, що зносилися болти кріплення або шліци. В цьому випадку найкраще відразу звернутися на СТО для перевірки цілісності з'єднання.
3. Витік олії: Ви можете знайти невеликі краплі олії в місцях, де розташовані підшипники та ущільнення.
4. Скрипи можуть з'явитися в момент натискання на педаль акселератора. Найчастіше скрипи можуть бути пов'язані з несправністю петель. З появою корозії хрестовини можуть застрягти та пошкодити підшипники.
5. Несправність рухомого підшипника – визначити проблему можна за характерним скрипом у районі рухомої частини валу. При нормальній роботі механізм не повинен видавати жодних звуків, всі рухи плавні. Якщо чутно тріск, швидше за все, вийшов з ладу підшипник. Проблема вирішується лише повною заміною несправної деталі.

У поодиноких випадках, коли відбувається механічне пошкодження головного валу, неправильна геометрія може спричинити сильну вібрацію. Деякі майстри рекомендують вручну виправляти геометрію труби, але це неправильне рішення, яке може призвести до швидкого зношування всієї конструкції. Найкращим рішенням буде повна заміна пошкоджених елементів.

Хрумтить ШРУС — як визначити який із них, і що робити?

Здрастуйте шановні автомобілісти! Автолюбитель може вважатися справжньою людиною тільки тоді, коли вона дійсно стурбована станом вузлів та агрегатів автомобіля, а кожен новий стукіт, скрип та інші ознаки поломок автомобіля переслідують його.

Управління автомобілем можна назвати комфортним лише у тому випадку, якщо всі елементи справні.

Однак кожна деталь, що особливо працює під навантаженням і при терті на кшталт ШРУСа, має свій робочий ресурс.

Рано чи пізно матеріал зношується, втрачає свої властивості, що призводить до виходу деталі з ладу. Це є об'єктивно. І до «натяку» про наближення поломки самої деталі слід поставитися серйозно. Краще не чекати зупинки автомобіля в далекій поїздці, а відразу приступати до пошуку та усунення несправності.

Власникам передньопривідних автомобілів знайоме таке неприємне явище, як скрип ШРУСу. Враховуючи, що передня підвіска автомобіля, крім своїх основних функцій, повинна ще й забезпечувати передачу обертання від шестерень диференціала до провідних колес, вона оснащена унікальними пристроями — ШРУСами, що коротко звучить як «ШРУС».

Ця деталь дуже важлива і досить складна за конструкцією, тому коштує дорого і потребує підвищеної уваги. Якщо скрипить ШРУС, то без роздумів треба ремонтувати машину та міняти його.

Чому хрумтить ШРУС?

Досвідчені водії можуть визначити місце поломки автомобіля на слух. Такі навички набуваються з часом, але скорочення ШС нізащо не можна сплутати.

Щоб зрозуміти природу цього характерного шуму, треба згадати, як улаштований ШРУС. Завданням ШРУС є передача обертання з однієї півосі на іншу за умови безперервної зміни кута між ними.

Ця властивість обумовлена ​​??необхідністю не тільки повертати провідне колесо, але і надавати йому можливість обертатися і рухатися вгору-вниз на пружині.

ШРУС складається з наступних основних елементів:

• зовнішній корпус чашоподібний з шістьма напівкруглими канавками всередині та піввіссю зовні;
• внутрішня обойма у вигляді сферичного кулака, а також з шістьма прорізами та шліцевим з'єднанням півосі;
• між внутрішніми стінками контейнера і клітиною в сепараторі знаходяться 6 кульок.

Всі елементи виконані з такою точністю, що при складанні немає люфта. Обойма через кульки передає зусилля корпус і обертає його, а рух кульок по пазах дозволяє змінювати кут між півосями.

Згодом у місці зіткнення кульок коїться з іншими елементами утворюється робота, з'являється реакція. Вільний рух кульок (перекочування) створює звук, дуже схожий на хрускіт.

Зважаючи на те, що ШРУСів встановлено по два на кожне колесо, при появі тривожних симптомів стає складно зрозуміти, який ШРУС скрипить: внутрішній чи зовнішній, правий чи лівий.

Види шарнірних з'єднань

Існує кілька видів петель. Класифікацію цього механічного елемента можна провести за кількістю комбінованих конструктивних елементів:

• Простий. З'єднайте один або два елементи.
• Жорсткий. Поєднайте три або більше елементів.

Крім того, петлі можуть бути рухомими та нерухомими:

• Відремонтовано. Точка з'єднання фіксована. Стрижень обертається довкола осі.
• Мобільний. І вісь, і точка кріплення обертаються.

Але найбільша класифікація цих механічних елементів полягає у способах руху структурних елементів. Ця класифікація поділяє їх на шарніри:

• Циліндричний. Рух двох елементів відбувається щодо загальної осі.
• М'яч. Рух відбувається довкола загальної точки.
• Кардан. Такий складний механізм включає кілька елементів. Декілька петель розміщені на загальній хрестовині. Які, своєю чергою, з'єднуються коїться з іншими елементами механізму.
• ШРУС. Складний механізм, що сприяє передачі тяги і здійснює обертальні рухи.
• Тривав. Часто використовується у сучасних механізмах. Має напівшарнірну конструкцію. Шарнірні елементи розташовані під різними кутами. Передача моменту, що крутить, відбувається за рахунок деформації ланки. Для цього він виготовлений із міцної гуми. Матеріал з властивостями, що амортизують, дозволяє працювати з такою цілісною конструкцією.

Перевірка стану карданного валу

Перевіряти кардан необхідно у таких випадках:

• при розгоні з'являється додатковий шум;
• біля КПП стався витік олії;
• стукіт при перемиканні передач
• на швидкості більше вібрації передається на кузов.

Діагностику необхідно проводити шляхом підйому автомобіля на витяг або за допомогою домкратів (про те, як вибрати потрібну модифікацію, див в окремій статті). Важливо, щоб провідні колеса могли вільно обертатися.

Ось вузли для перевірки.

• Фіксація. З'єднання проміжної опори та фланця необхідно стягнути гвинтом зі стопорною шайбою. В іншому випадку гайка ослабне, що викличе надмірний люфт та вібрацію.
• Еластична муфта. Часто виходить з ладу, так як гумова частина компенсує осьові, радіальні та кутові зміщення деталей, що з'єднуються. Перевірити несправність можна, повільно повертаючи центральний вал (у напрямку обертання та навпаки). Гумова частина муфти не повинна бути зламана, у місці кріплення болтів не повинно бути люфту.
• Розсувна вилка Вільне бічне переміщення в цьому вузлі виникає за рахунок природного зношування шліцевого з'єднання. Якщо ви спробуєте провернути вал і муфту в протилежний бік, і при цьому між вилкою та валом буде невеликий люфт, цей вузол слід замінити.
• Аналогічна процедура проводиться із петлями. Між виступами виделок вставляється велика викрутка. Він грає роль важеля, яким намагаються повернути вісь у той чи інший бік. Якщо під час замаху спостерігається люфт, хрестовину слід замінити.
• Підвісний підшипник. Його справність можна перевірити, утримуючи вал спереду однією рукою та ззаду іншою і похитуючи його в різні боки. При цьому проміжна опора має бути міцно закріплена. Якщо в підшипнику помітний люфт, проблема вирішується його заміною.
• Залишок коштів. Виконується, якщо діагностика не виявила жодних несправностей. Ця процедура виконується на спеціальному стенді.

Перспективи розвитку системи карданної передачі

Класичний ШНУС має деякі технологічні вади. Швидкість обертання осей змінюється в процесі руху. В цьому випадку ведений вал може прискорюватися і уповільнюватися зі стабільною швидкістю провідного валу. Це призводить до прискореного зношування механізму, а також створює додаткове навантаження на задню вісь. Крім того, робота шарніру супроводжується вібрацією. Призначення карданної передачі може виконувати міст, оснащений шрусами (переднім і заднім). Подібні системи сьогодні вже використовуються у деяких позашляховиках. Також ШРУС може комплектуватися карданом від автомобіля ВАЗ-2107 та іншої «класики». У продажу є ремонтні комплекти.

Застосування ШРУСу дозволяє усунути недоліки, притаманні класичній хрестовині. Швидкість обертання валу вирівнюється, вібрація зникає, КВ після ремонту не вимагає балансування, кут передачі моменту, що крутить, збільшений до 17.

Де застосовується шарнірне з'єднання?

Область застосування таких конструкцій залежить від їхнього типу. Насправді використання тієї чи іншої шарніра залежить від ступеня свободи (кількості незалежних параметрів). Системи складного типу мають три такі параметри для обертання та три для руху. Чим вище цей показник шарніра, тим більше можливостей у використанні.

Прості циліндричні петлі дуже поширені у побуті. Такий тип з'єднання елементів конструкції притаманний ножицям, пасатижам, змішувачам та ін. Двері, згадані вище, також мають цей елемент у своїй конструкції.

Кульова опора добре представлена ​​в автомобілебудуванні та інших областях, де необхідно передавати потужність з одного валу на різні частини обладнання.

Карданні вали мають ту саму сферу застосування, що й попередня конструкція. Їх застосовують, коли необхідно передати сили між елементами, що утворюють один з одним кут.

ШРУСи є невід'ємним елементом передньопривідних автомобілів.

Мастила, що застосовуються для шарнірних з'єднань

• На основі літію. Надійні густі мастила з високими характеристиками, що утримують. Зменшити навантаження на вузлові з'єднання до десяти разів. Він нейтралізує пил та сумісний практично з усіма полімерними матеріалами для взуття. Недоліком є ​​те, що вони мають слабкий захист від корозії та руйнують деякі пластмаси.
• На основі дисульфіду молібдену. Мастила з тривалим терміном служби до ста тисяч кілометрів. Відмінні змащувальні та антикорозійні властивості. Чи не руйнує пластик. Недоліком є ​​те, що при попаданні вологи мастило втрачає свої властивості.
• На основі барію. Хороші мастильні матеріали з перевагами дисульфіду літію-молібдену. Вони також не бояться вологи. Недоліком є ​​руйнування за низьких температур і висока ціна.

Додаток б (довідковий) розрахунок дисбалансу карданного валу

Додаток Б (інформативний)

І ще цікаве: фото особливості історії автомобіля УАЗ-469

Б.1 Неврівноваженість карданного валу залежить від його маси, люфту шарнірів та механізму зміни довжини.

Б.2 Дисбаланс D, г·см, у перерізі опори трансмісії розраховують за формулами: - для валу без механізму зміни довжини

(P.1)

– для валу з механізмом зміни довжини

(Б.2) де m - маса карданного валу, що припадає на опору, г; e - повне зміщення осі валу, обумовлене осьовими зазорами в шарнірі між торцями хрестовини і днищами підшипників і радіальним зазором у з'єднанні "крейцкопф - крейцкопф", см; е - зміщення осі осі за рахунок зазорів у механізмі зміни довжини, див. Масу m визначають зважуванням на терезах, поміщених під кожну опору горизонтально розташованої осі. Повне переміщення осі осі е, см, обчислюють за формулою (Б.3)

де Н - осьовий зазор в шарнірі між торцями хрестовини та днищами підшипників, см;

D - внутрішній діаметр підшипника по голках, см; D - діаметр поперечної шийки, см. Зміщення осі е, см, для рухомого шліцевого з'єднання з центром на зовнішньому або внутрішньому діаметрі, е обчислюють за формулою

(Б.4) де D - діаметр шліцевого отвору втулки, см; D – діаметр шліцевого валу, див. Примітка: для карданного валу без механізму зміни довжини e=0. Мінімальний чи максимальний дисбаланс D розраховують з урахуванням поля допуску елементів муфти карданного валу.

Кардан: навіщо він потрібний?

Отже, які проблеми можуть виникнути, якщо ми хочемо передати момент, що крутить, від двигуна до колес? На перший погляд, завдання досить просте, але давайте розглянемо докладніше. Справа в тому, що, на відміну від двигуна та коробки передач, колеса разом з підвіскою мають певний хід, а отже, просто з'єднати ці вузли просто неможливо. Інженери вирішили цю проблему за допомогою трансмісії.

Він дозволяє передавати обертання від одного вузла до іншого, розташованого під різними кутами, а також врівноважувати всі їх взаємні коливання без шкоди для потужності, що передається. Це мета передачі.

Ключовим елементом механізму є так званий карданний шарнір, який є геніальним інженерним рішенням, що дозволяє нам з вами насолоджуватися автомобільною подорожжю.

Потрібно сказати, що кардани використовуються у різних частинах машини. В основному, звичайно, їх можна зустріти в трансмісії, але крім цього даний тип трансмісії стосується системи рульового управління.