Назначение, устройство и принцип работы ШРУС ведущих мостов

Карданные шарниры неравных угловых скоростей

Карданные шарниры неравных угловых скоростей при­меняются в карданных передачах для передачи крутящего момента от ко­робки передач (раздаточной коробки) на главную передачу ведущего моста под постоянно изменяющимся углом. Карданный шарнир неравных угловых скоростей отличается тем, что при равномерном вращении ведущего вала скорость ведомого вала посто­янно изменяется. За один оборот карданного вала ведомая вилка при вра­щении дважды обгоняет ведущую и дважды отстает от нее. Вследствие не­равномерности возникают дополнительные нагрузки на детали механизмов ведущего моста, увеличивая интенсивность изнашивания. Чтобы устранить неравномерность вращения ведомой части, устанавливают несколько кар­данных шарниров. Для компенсации осевых удлинений используют шлицевое соединение одной из вилок карданного шарнира с валом. Промежуточная опора снижает вибрацию и пре­дотвращает возникновение нагрузок в промежуточном валу, которые воз­никают из-за неточности монтажа опоры и деформации рамы.

Шарниры равных угловых скоростей применяются для передачи крутящего момента от дифференциала на ведущие управляемые колеса. При соединении валов шарнирами равных угловых скоростей ведо­мый вал вращается равномерно с постоянной угловой скоростью, соответ­ствующей угловой скорости ведущего вала. Чаще применяют шариковые, кулачковые и трехшиповые шарниры.

Шариковый шарнир равных угловых скоростей (шарнир Вейса)состоит из следующих элементов:

• ведущего вала со шлицами, входящими в зацепление с полуосевым зубчатым колесом дифференциала и вилкой с делительными канав­ками;

• ведомого вала со шлицами, входящими в зацепление с ведущим фланцем ступицы колеса и вилкой с делительными канавками;

• четырех ведущих шариков, расположенных в делительных канавках вилок;

• центрирующего шарика вилок, помещенного в сферические углубле­ния на торцах вилок. Центрирующий шарик имеет лыску, которая располагается при сборке против вставленного ведущего шарика. Шарик стопорят шпилькой, распо­ложенной в осевом канале ведомой вилки, одним концом входящей в отвер­стие центрирующего шарика, таким образом запирая собранный карданный шарнир. Делительные канавки имеют специальную форму, при которой ве­дущие шарики независимо от угловых перемещений вилок всегда располага­ются в плоскости, делящей пополам угол (биссекторная плоскость) между осями ведущей и ведомой вилок. Благодаря этому обе вилки имеют одина­ковую частоту вращения. Предельный угол между осями валов 32—33°

Шариковый шарнир равных угловых скоростей (шарнир Рцеппа)состоит из двух кулаков: внутреннего, связанного с ведущим валом, и наружного, связанного с ведомым валом. В обоих кулаках имеется по шесть тороидных канавок, расположенных в плоскостях, проходящих через оси валов. В ка­навках находятся шарики, положение которых задается сепаратором, взаи­модействующим с валами через делительный рычажок. Один конец рычаж­ка поджимается пружиной к гнезду внутреннего кулака, другой скользит в цилиндрическом отверстии ведомого вала. При изменении относительного положения валов рычажок наклоняется и поворачивает сепаратор, который в свою очередь, изменяя положение шариков, обеспечивает их расположе­ние в бисекторной плоскости. В данном шарнире крутящий момент переда­ется через все шесть шариков. Предельный угол между осями валов 35—38°

Шариковый шарнир Рцеппа без делительного рычажка.Ус­тановка шариков в бисекторную плоскость происходит благодаря эксцен­тричности сфер, в которых располагаются оси тороидальных канавок кула­ков. Центры сфер, в которых лежат оси канавок наружного (ведомого) и внутреннего (ведущего) кулаков, расположены так, что при повороте оси ведомого вала по часовой стрелке верхний шарик выталкивается из сужаю­щегося пространства между кулаками, а нижний с помощью сепаратора перемещается в увеличивающееся пространство с другой стороны шарни­ра. Остальные шарики занимают промежуточное положение. Работа дан­ного шарнира подобна работе шарнира Рцеппа, имеющего делительный рычажок, однако характеризуется менее точной кинематикой. Простота и надежность конструкций, высокая несущая способность при небольших габаритных размерах способствуют их широкому применению на передне­приводных автомобилях.

Кулачково-дисковый шарнир равных угловых скоростей (шарнир Тракта)состоит из связанных с ведущим и ведомым валами полуци­линдрических вилок и вставленных в них цилиндрических кулаков, в пазы которых входит диск, передающий крутящий момент от ведущей вилки к ве­домой. Максимальное значение угла между валами до 45° Большая контакт­ная поверхность деталей, воспринимающая усилия, и высокая несущая спо­собность обуславливают их применение на тяжелых грузовых автомобилях.

Трехшиповые шарниры.В трехшиповом шарнире 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° Ведущий вал имеет трехпальцевую вилку, в цилиндрические пазы которой входят ролики. При передаче 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 данного шарнира является то, что в отличие от шариковых шарниров передача момента от ведущих элементов на ведомые происходит не в бисекторной плоскости, а в полости, проходящей через оси шипов. Равенство частот вращения ведущего и ведомого валов обеспе­чивается при любом взаиморасположении их осей.