Гибкие соединения

Карданное соединениеГИБКИЕ СОЕДИНЕНИЯ валов служат для передачи вращения между пересекающимися валами; допускают относительные угловые перемещения между осями валов. Техника пользуется ими для разных целей, в соответствии с чем существует множество конструкций гибких соединений. Наиболее распространенными являются следующие:

1) Крестовидный, или Гука, шарнир. На конце вала В (фиг. 1) укреплена неподвижно соединенная с ним вилка Л, сквозь отверстия которой проходит палец П, свободно поворачивающийся в своих подшипниках (отверстия вилки). На палец туго надета крестовина К, снабженная двумя шипами Ш.

Карданное соединениеОси пальца, шипов и вала АБ, ГД и ЕЖ пересекаются в одной точке О и перпендикулярны между собой. На шипы Ш, в свою очередь, надевается вилка, идентичная вилке Л, скрепленная с валом, воспринимающим движение; эта вилка свободно сидит на шипах. Т. о., вилка Л совместно со своим валом В может поворачиваться вокруг оси АБ, фиг. 2. в то время как другая вилка (не изображенная на фигуре) и воспринимающий движение вал поворачиваются вокруг оси ГД. Таким образом оси валов приобретают свободу относительного передвижения друг к другу. Геометрически эта свобода полная, практически же она ограничена и не превышает уклона в 45°, так как при большем угле вилки соприкасаются. Во избежание этого и для достижения больших наклонов включают между валами второй крестовидный шарнир. Карданное соединениеПри системе с одним шарниром Гука отношение между угловыми скоростями валов колеблется в пределах от w2 : w1 = cos α до w2 : w1 = 1 : cos α, где α - угол между осями валов, т. е. неравномерность увеличивается с увеличением угла. При включении в систему второго шарнира можно получить равномерную передачу вращения при условии равенства углов α и β (фиг. 2). 2) Кольцеобразный, или Кардана, шарнир (фиг. 3) основан на том же принципе, но конструктивно более усовершенствован. Он отличается малыми размерами, удобной кольцевой формой и большой устойчивостью.

Кольцеобразный шарнир3) Шаровой шарнир (фиг. 4), благодаря особенно компактной конструкции и незначительным размерам, нашел широкое распространение. Из шаровых шарниров можно составить так называемую шарнирную цепь (см. Гибкие валы).

Перечисленные три типа шарниров применяются в авто- и станкостроении, причем их конструктивное исполнение чрезвычайно разнообразно в зависимости от условий работы, для которой они предназначены. В автомобиле требуется передача большой скорости и мощности, нужны большая устойчивость и обильная смазка. Поэтому шарниру придают форму закрытой коробки (защита от пыли), которую возможно заполнить маслом. Благодаря центрифугальной силе масло устремляется к шипам и обильно смазывает их.

Шаровой шарнир и шарнир-сустав

В станках (фрезерных и сверлильных) шарниры передают незначительные усилия и скорости. Здесь чаще всего применяются шаровые шарниры.

Пружинящая муфтаДля прокатных станов нужна лишь небольшая гибкость (малый угол наклона), но одновременное удлинение системы. Применяется шарнир-сустав (фиг. 5). К гибким соединениям относится также пружинящая муфта (фиг. 6). Уклоны и удлинения невелики, зато возможно большое закручивание. Эта конструкция не изнашивается и не требует смазки; передача угловой скорости равномерна, в отличие от предыдущих конструкций.

Гибкие соединения применяются и для эластичности соединений трубопровода.

 

Источник: Мартенс. Техническая энциклопедия. Том 5 - 1929 г.