Какой тип движения деталей предполагает шарнир. Шарниры равных угловых скоростей. Карданный шарнир «Рцеппа»

Схема ШРУСа :
ω1, ω2 - угловые скорости валов 1 и 2 соответственно;
α, β - угол шарнира;
О - точка контакта рычагов валов 1 и 2;
r1, r2 - радиусы вращения рычагов вала 1 и вала 2 соответственно;
OO" - биссектриса угла ϕ

Передние ведущие колеса полноприводных и переднеприводных автомобилей являются также и управляемыми, т. е. должны поворачиваться, что требует использования между колесом и полуосью шарнирного соединения. Карданные шарниры неравных угловых скоростей передают вращение циклически и работают при небольших значениях углов между валами, что делает в этом случае их применение проблематичным. В этих условиях нашли применение синхронные шаровые сочленения, называемые шарнирами равных угловых скоростей (ШРУС ).
В переднеприводном автомобиле обычно используются два внутренних таких шарнира (связаны с коробкой передач) и два внешних (крепятся к колесам). Устройство этих шарниров можно представить так: в каждом шарнире имеются две главные детали - корпус и обойма, одна в другой. В этих деталях выполнены канавки с шариками, которые, по сути дела, жестко соединяют обе сферические детали, через них и передается вращение от двигателя к колесу. В то же время, двигаясь в канавках, шарики позволяют одной сферической детали поворачиваться относительно другой и при этом осуществлять поворот колеса. При всем многообразии конструктивных решений, в шарнирах равных угловых скоростей должен выдерживаться единый принцип: точки контакта, через которые передаются окружные силы, должны находиться в плоскости, проходящей через биссектрису угла между валами (в биссекторной плоскости) .

Пользователь может выбрать вариант, который наилучшим образом соответствует текущим потребностям. Для ввода и анализа доступны материалы из стали и алюминия. Трубопроводные муфты состоят из труб, соединенных с муфтами. Их главное преимущество заключается в их универсальности.

Модульные системы - это системы, в которых поперечные балки и стойки являются отдельными компонентами. Стенды обеспечивают точки соединения для других компонентов лесов через предопределенные интервалы времени. Одним из основных преимуществ является быстрое строительство.

Cдвоенный карданный шарнир

Это условие можно обеспечить различными способами. Простейшее решение - объединить два обычных карданных шарнира неравных угловых скоростей так, чтобы ведомая вилка одного служила ведущей вилкой другого. Такая конструкция получила название сдвоенного карданного шарнира .
Первые конструкции сдвоенных шарниров в 20-х гг. прошлого века были довольно громоздки, не оставляли в ступице переднего колеса места для тормозного механизма, который приходилось перемещать к картеру главной передачи. Однако со временем сдвоенные карданные шарниры совершенствовались, становились более компактными и продержались на легковых автомобилях до 60-х гг. Для сдвоенных шарниров на игольчатых подшипниках характерен усиленный износ этих подшипников и шипов крестовины, так как благодаря преимущественно прямолинейному движению автомобиля иглы подшипников не перекатываются, вследствие чего поверхности деталей, с которыми они соприкасаются, подвержены бринеллированию , а сами иглы иногда сплющиваются.

Рамочные системы представляют собой особый тип модульной системы, в которой стойки и перекладины уже свариваются вместе как сплошные рамы. Импортируется даже архитектурная модель, с помощью которой пользователь может моделировать структуру рядом с существующим зданием.

Пользователи, выполняющие регулярные измерения лесов, оценят возможность подготовки заказных шаблонов для всех используемых типов лесов. Преимущество использования шаблонов заключается в том, что все общие данные должны быть определены только один раз. Это позволяет быстро выводить.


Кулачковые карданные шарниры

Карданный шарнир «Тракта»



Кулачковые карданные шарниры :
а - шарнир «Тракта»,
б - дисковый

В 1925 г. на переднеприводных автомобилях появляется шарнир «Тракта» (позиция "а" 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 (так же, как у сдвоенного карданного шарнира). В нашей стране был разработан кулачково-дисковый шарнир , который применяется на полноприводных грузовиках КрАЗ, Урал, КамАЗ.
Шарнир (позиция "б" на рисунке) состоит из пяти простых по конфигурации деталей: двух вилок, двух кулаков и диска.
Кулачковые шарниры благодаря наличию развитых поверхностей взаимодействующих деталей способны передавать значительный по величине крутящий момент при обеспечении угла между валами до 45°. Но трение скольжения между контактирующими поверхностями приводит к тому, что этот шарнир имеет самый низкий КПД из всех шарниров равных угловых скоростей. Следствием этого является значительный нагрев и задиры на деталях шарнира.

  • При использовании: высокая рабочая нагрузка и низкая нагрузка на ветер.
  • Не используется: экстремальная ветровая нагрузка и низкая рабочая нагрузка.
Генераторы нагрузки позволяют пользователю определять уровень загрузки. Программа автоматически распределяет нагрузку на все части данного уровня. Это используется, например, для генерации ветровых нагрузок на леса.

Заказ, содержащий как глобальные, так и локальные действия. Другие функции расчета доступны для поддержки различных специфических структурных структур: нелинейных функций жесткости сцепления, фрикционных прокладок стоп-шпинделей, подушек под давлением только для шпинделя, зазоров с зазором между выводами и т.д.

карданный шарнир «Вейс»


Шарнир с делительными канавками типа «Вейс» :
1, 5 - валы;
2, 4 - кулаки;
3 - шарики;
6 - центрирующий шарик;
7, 8 - фиксирующие штифты

Недостатки сдвоенных шарниров и шарниров кулачкового типа были толчком к поиску новых решений, и в 1923 г. немецкий изобретатель Карл Вейс запатентовал шариковый карданный шарнир с делительными канавками (типа «Вейс» ).
Особенностью этого шарнира является то, что при движении автомобиля вперед движение передается одной парой шариков, а задним ходом - другой парой. Передача усилий только двумя шариками при точечном контакте приводит к большим контактным напряжениям. Поэтому он обычно устанавливается на автомобили с нагрузкой на ось, не превышающей 30 кН. В годы Второй мировой войны подобные шарниры производства фирмы «Бендикс» устанавливались на такие автомобили, как Виллис, Студебекер, Додж. В отечественной практике они применяются на автомобилях УАЗ, ГАЗ-66.
Сочленения типа «Вейс» технологичны и дешевы в производстве, позволяют получать угол между валами до 32°. Но срок службы из-за высоких контактных напряжений обычно не превышает 30 тыс. км.

Кроме того, пользователь может оценить деформации на каркасе и даже выполнить доказательство соответствующих деформаций. Это особенно важно для полюсов лесов, которые несут половицы. Диагонали обычно закрепляются центром из-за геометрии крепления между подставкой и диагональю. В дополнение к эксцентриситетам диагонали в модульных системах имеют особенность обычно иметь небольшой зазор вдоль их длины, что обусловлено небольшим ребром между штифтом и отверстием. Когда для диагоналей модульной системы доступны определенные результаты испытаний, жесткость, полученная в результате испытаний, учитывается с использованием пружины смещения.

Карданный шарнир «Рцеппа»


Карданный шарнир «Рцеппа» :
1 - биссекторная плоскость
2 - делительный рычажок

В 1927 г. появился шариковый шарнир с делительным рычажком (шарнир "Рцеппа" ). Шарнир технологически сложен, но он более компактен, нежели шарнир с делительными канавками, и может работать при углах между валами до 40°. Так как усилие в этом шарнире передается всеми шестью шариками, он обеспечивает передачу большого крутящего момента при малых размерах. Долговечность его достигает 100–200 тыс. км.

Пользователь также может вставить свои собственные муфты в эту открытую библиотеку. Леса обычно имеют два типа системы напольных покрытий: металлические или деревянные доски. Металлические доски пола рассматриваются в модели анализа жесткости. Однако, если используются древесные доски, жесткость не может быть учтена, поскольку доски свободно укладываются на поперечные балки. В этом случае доски моделируются как дополнительная нагрузка.

Ножные шпиндели в нижней части рамки показывают особое поведение. В большинстве случаев шпиндели для ног не прикреплены к полу. Кроме того, горизонтальное сопротивление полностью зависит от трения. Это моделируется с помощью фрикционных прокладок. Отдельный модуль предоставляет дополнительный и очень эффективный инструмент для автоматического создания двумерных и трехмерных обзорных чертежей структуры. Сгенерированные изображения могут редактироваться в сочетании с другими рисунками и вставляться в галерею изображений.

Карданный шарнир «Бирфильд»


Шестишариковый шарнир с делительными канавками

Дальнейшей эволюцией этого подхода является шестишариковый шарнир типа «Бирфильд» с делительными канавками. Такой шарнир может работать при угле между валами до 45°. Шарниры этого типа имеют высокую долговечность. 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°. Данный тип шарниров широко применяется в карданной передаче передних управляемых и ведущих колес современных автомобилей. Он устанавливается на наружном конце карданного вала; при этом на внутреннем конце 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 (тип GKN).

Все чертежи остаются прикрепленными к исходной модели и могут быть автоматически восстановлены после изменения модели.

  • Библиотека содержит следующие выбираемые пользователем элементы.
  • Обычная муфта сцепления с шарнирным соединением Параллельная муфта.
Определение длины системы и длины излома для столбцов за гибким узлом соединения.

В стандартных проектах строительных лесов столбцы в раме считаются непрерывными; в этом случае, однако, соединение между опорами обычно представляет собой гибкое соединение. Это означает, что длина системы должна превышать гибкую пружину. Когда выбрана функция скелета, это определение игнорирует узел с помощью гибкого соединения. Длина системы автоматически выходит за пределы узла и не рассматривает ее как разделитель для длины потери устойчивости.

Карданный шарнир тип GKN



Универсальный шестишариковый карданный шарнир GKN :
1 - стопорное кольцо корпуса внутреннего шарнира;
2 - защитное кольцо внутреннего шарнира;
3 - корпус внутреннего шарнира;
4 - упор вала;
5 - стопорное кольцо;
6 - обойма;
7 - шарик;
8 - упорное кольцо;
9 - сепаратор;
10 - наружный хомут;
11 - фиксатор внутреннего шарнира;
12 - защитный чехол;
13 - внутренний хомут;
14 - вал привода колеса;
15 - защитное кольцо наружного шарнира;
16 - корпус наружного шарнира

Компоненты могут быть легко и недорого связаны с болтами, штифтами или подобными формованными частями. В рыхлых соединениях, а также для поглощения осевых усилий болты или запасенные или связанные части должны часто закрепляться с помощью крепежных элементов, таких как шплинты, стопорные кольца или поперечные штифты, против перемещения или вращения.

Применение системы MathCAD при решение задач прикладной

Болты часто используются как шарнирные соединения. Для болтов вы обычно выбираете более твердый материал, чем для компонентов, чтобы избежать риска употребления в пищу и чрезмерного износа. Стандартные болты изготовлены из свободнорежущей стали. Болтовые соединения с поворотными или медленными орбитальными движениями обычно работают в области твердого состояния или. Смешанное трение и поэтому подвержены риску из-за еды или чрезмерного износа. Мягкие болты могут быть установлены с втулками.

Осевое перемещение 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, что снижает КПД шарнира.

Примеры применения болтовых соединений

Для более высоких требований тонкое смазочное покрытие из твердых смазочных материалов часто обеспечивает не требующую обслуживания срок службы смазки.

  • Очень простое и недорогое соединение.
  • Для слабых и прочных соединений.
  • Точная фиксация компонентов.
Штыревые соединения выполнены, в которых штифт с избытком прижимается к приемному отверстию, проходящему через все соединяемые детали. Полученное соединение является положительным и неположительным. Решающими для использования различных форм пера являются необходимая точность фиксации, затраты на производство принимающего отверстия, прочность на сидение, растворимость и требуемая сила сдвига.

Карданный шарнир Loebro


Карданный шарнир Loebro :
1- Канавки с углом проточки 15-16°

Шарнир Loebro отличается от 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. Он меньших размеров, чем другие шестишариковые шарниры, кроме того, сепаратор его менее нагружен, поскольку не выполняет функции смещения шариков кулаков.

Штыри должны быть изготовлены из более твердого материала, чем компоненты, подлежащие соединению.

  • Обеспечение безопасности.
  • Закрепление от скручивания - устойчивое к сдвигу соединение деталей машин.
  • Крепежные болты и гайки.
  • Ограничение пути деталей машин.
Форма в основном различает.

Все типы карандашей доступны в разных версиях. Конические штифты могут компенсировать износ, вызванный частым расширением или расширением отверстия, и поэтому всегда делают точное расположение деталей друг к другу. Поскольку монтажное отверстие должно быть сужающимся, а штифт должен быть установлен, его применение является дорогостоящим. Конические контакты легко ослабить, но не встряхивают.

Если электричество, например, стали применять сравнительно недавно, то механика сопровождает человечество тысячелетиями. Древние познания в этой области не уступают знаниям современности, хотя, конечно, технологии наших дней во многом изменились. Но элементарные законы кинематики, лежащие в основе всех механических процессов, актуальны и теперь. А также актуальны узлы связи и передачи между механическими элементами. Одним из таких узлов является шарнир.

Нельзя выбивать конический штырь такой. Винт может быть разрешен. Ваша заявка соответствует конусным штифтам. Необходимое развертывание отверстия делает его использование дорогостоящим. Их труднее решить, чем конические штифты, а не встряхивать. Нельзя выбивать штыревой штифт, такой. При небольшой сплющивании или продольной канавке на штифтовой рубашке смещенный воздух может выйти, когда штифт нажат. Штыри можно «вытащить» с помощью съемных винтов.

В отличие от гладких конических и цилиндрических штифтов, по периметру предусмотрены рифленые штифты и зубчатые гвозди с тремя парами надрезанных шариков, которые упруго вталкиваются в канавки надреза, когда они приводятся в отверстие, выполненное только с помощью сверлильного сверла. Получающееся радиальное напряжение по сравнению с неповрежденной стенкой ствола скважины препятствует вибрации штифта. Его можно повторно использовать несколько раз. Получение таких соединений очень экономично из-за простой работы.

Что такое шарнир

Шарниром называют пару кинематическую, один элемент которой совершает вращательное движение, поворачиваясь относительно второго элемента. Самым простым и повсеместно используемым шарниром является петля дверная. Отличительная особенность шарнирного соединения, которое используется в механике, - это возможность конструктивных частей, объединенных им, совершать угловое перемещение. В шарнирах не происходит передача изгибающего момента между частями конструкции.
В схемах и технических чертежах соединение шарнирное изображается в виде окружности небольшой в диаметре. Эта окружность может объединять два либо более элементов конструкции, иногда примыкать только к одной.
Если на изображение балки наложено изображение шарнира, значит, балка имеет составную конструкцию, собранную на шарнирах. Если шарнир только примыкает к ней на схеме, то такая балка является цельной, к ней подсоединен шарнир.

Чтобы предотвратить захват контактов, их сила должна быть выше, чем у компонентов. Пружинные штифты прокатываются из прокатанной пружинной стальной полосы. Прорезиненные в продольном направлении втулки имеют диаметр отверстия в зависимости от размера от 0, 2 до 0, 5 мм, так что после вождения есть место для встряхивания. Штыри легко вытесняют и могут повторно использоваться несколько раз. Конические концы пальцев облегчают ввод в приемное отверстие. Пружинные штифты подходят для поглощения ударных и ударных воздействий.

В качестве резьбовых и болтовых втулок они используются, когда передаются усилия сдвига, и винты и болты должны быть ослаблены и оставлены небольшими. При установке штифтов необходимо соблюдать положение щели в направлении силы. Для больших сдвиговых усилий композитные штыри могут быть сформированы из двух вложенных штифтов. Они нечувствительны к ударным и ударным нагрузкам и используются как установочные, соединительные и шарнирные штифты. Монтажные отверстия для всех дюбелей могут быть легко изготовлены с помощью сверлильных сверл.

Виды шарнирных соединений

Если при помощи шарнира объединены не более двух элементов, то такое соединение получило название простой шарнир. Сложный шарнир предполагает взаимодействие трех и более элементов в одном узле.
Что такое шарнир неподвижный? Система, где вокруг шарнирной оси может быть осуществлен поворот стержня, но сама точка закрепления шарнира остается фиксированной. Подвижные – это такие связи, где и ось вращается на шарнире, и точка крепления шарнира может двигаться по направляющей.
Все шарниры классифицируются по возможному способу смещения друг относительно друга соединяемых деталей. Они бывают:
    Цилиндрического поворота. Такая конструкция шарнира предполагает осуществление углового движения относительно оси общей для обоих звеньев.Шарового поворота. Угловое движение возможно вокруг общей точки.Карданного типа. Сложное соединение шарнирное, которое состоит из шарниров цилиндрических, пересеченных осями под прямым углом (крестовина). Они последовательно объединены в комбинацию с вилками ведущего и ведомого вала.Равных угловых скоростей (ШРУС). Конструкция сложная для передачи тяги и одновременного осуществления поворотных движений при поддержке одинакового вращательного момента между приводным и ведомым валом.


Жесткий шарнир

Жесткие шарнирные соединения представлены упругими полукарданными шарнирами. Это механизм, где крутящий момент от ведущего к ведомому валу, имеющих разный угол расположения, осуществляется деформацией звена их соединяющего. Звено упругое изготавливают из резины с возможным армированием.
Примером такого упругого элемента служит муфта Гуибо. Она имеет вид элемента шестигранной формы, в который вулканизированы вкладыши из металла. Муфта предварительно сжата. Такая конструкция отличается хорошим сглаживанием колебаний при кручении, а также стуков конструкции. Допускает сочленение валов с углом до 8 градусов расхождения и перемещении оси до 12 мм в обе стороны. Основная задача такого механизма – компенсировать неточности при монтаже.
К недостаткам узла можно отнести повышенный шум в работе, сложности в изготовлении и ограниченный срок службы.


Принципы расчета соединений болтов

Соединения болтов выполнены в принципе, как показано на рисунке. Болты подвергаются изгибу, тяге и поверхностному давлению. Соединительные условия болта в вилке и в стержне оказывают значительное влияние на размер изгибающих моментов, возникающих в болте.

Монтажные шкафы и изгибы моментов болтов

Болт сидит в вилке и в баре с зазором. Болт сидит в вилке с большой гайкой и в стержне с зазором. Болт сидит в стержне с большим размером и в вилке с зазором.

Определите размеры компонентов

Диаметр болтов. Для глаз и ступиц Диаметр. Напряжение сдвига в нулевой линии. Прои = проекционная поверхность для вычисления среднего поверхностного давления.

Где применимо шарнирное соединение

Применить на практике соединение шарнирное возможно в соответствии с его степенью свободы. Сложный шарнир может иметь в узле до шести степеней свободы. Три степени приходятся на перемещение, а три на поворот. Чем больше степеней свободы, тем интереснее шарнир для процесса моделирования.
Простой цилиндрический шарнир распространен в бытовом и промышленном машиностроении: все виды дверных соединений, элементы сантехники (поворотные смесители), инструмент типа пассатижи, ножницы, любой, где смещаются плоские части и др.
Сферический (шаровой) шарнир используют в автомобилестроении в ходовом механизме, в пультах дистанционного управления, в машиностроении и робототехнике.
Кардан (шарнир Гука) в передаче вращательного движения от двигателя к заднему приводу автомобиля, от вала отбора мощности к навесному оборудованию в спецтехнике, везде, где передача идет между валами, расположенными под углом.
Подвижные шарнирные соединения типа ШРУС установлены в переднеприводных автомобилях.


Задача расчета для соединения болтов

Пример 1. При работе болт не скользит в конце штока.

Принципы расчета контактных соединений

Соединения с поперечными выводами, которые имеют крутящий момент для передачи, например. Рычажные ступицы проверяются на большие усилия при поверхностном давлении и при сдвиге.

Среднее поверхностное давление. Максимальное среднее поверхностное давление. Плавление и последующее литье вносят существенный вклад в понимание металлического материала. В сочетании с современными темами развивается личный мир идей. Эксперименты с различными восками и горючими природными материалами расширяют площадь дизайна. Свободный рисование и наброски, а также эксперименты с материалами и формами являются основой процесса проектирования и практикуются и стимулируются различными способами. Речь и понимание собственной работы, концепции анализа продукта, а также критический опрос и документация проектов приводят к самооценке ювелирного и металлического дизайнера.

Уход за узлом шарнирным

Шарниры являются элементами, которые подвержены механическому воздействию. Они претерпевают нагрузки в виде трения. Благодаря тому, что в современной конструкции шарниров применены подшипниковые узлы, трение значительно уменьшено. Но в процессе выработки смазочного материала увеличивается износ. Поэтому соединение шарнирное требует постоянной смазки.
В сложных шарнирах (автомобильный ШРУС), где применяются подшипниковые узлы открытого типа, фактором разрушающим является грязь и пыль. Они действуют как абразив и приводят к быстрому износу металла. В таких системах применяют защитные кожухи (пыльники), которые защищают весь шарнир в целом. Уход за такими узлами состоит в своевременной замене пыльников, так как резина имеет свойство разрушаться, также потребуется смазка шарнирных соединений.


Смазки, применяемые для шарнирных соединений

    На основе лития. Надежные густые смазки, обладающие высокими консервационными характеристиками. Снижают нагрузки на узловые соединения до десяти раз. Нейтрализуют пыль и совместимы практически со всеми полимерными материалами для пыльников. Недостаток – имеют невысокую антикоррозионную защиту и разрушают некоторые пластики.На основе дисульфид молибдена. Смазки продолжительной службы до ста тысяч пробега. Отличные смазочные и антикоррозионные характеристики. Не разрушают пластики. Недостаток – при попадании влаги смазка утрачивает свои свойства.На основе бария. Хорошие смазки, обладающие достоинствами литиевых и дисульфид молибденовых. Также они не боятся влаги. Недостаток – разрушение при низких температурах и высокая цена.

Заключение

Не стоит забывать, что среди великого разнообразия механических конструкций с разными шарнирными связями и способами кинематической передачи главным механизмом является все же человеческий аппарат. Который, кстати, содержит 187 природных шарниров, именуемых суставами. Поэтому своевременно заботясь о технике и продлевая ей жизнь, человек позволяет ей облегчать нагрузки на наше тело – ведь его, согласитесь, нечем заменить.