Карданний механізм

Карданний механізм, кардан, карданний або універсальний шарнір, шарнірна муфта, механізм, що забезпечує обертання двох валів під змінним кутом, завдяки рухливому з'єднанню ланок (жорсткий До. м.) або пружним властивостям спеціальних елементів (пружний До. м.). До. м. названий на ім'я Дж. Кардано, що запропонував підвіс для збереження незмінним положення тіла при будь-яких поворотах його опори. Простим жорстким До. м. є т.з. шарнір Гуку ( мал. 1 ). Осі обертання I, II, III, IV перетинаються під кутом а в нерухомій крапці Про центру сфери з радіусом OB = OB'' = OC = OC'', тому при будь-якому значенні кута а в межах 0°£ а < 90°шарніри В, B'' і З, С'' попарно описують коло того ж радіусу в плоскості, перпендикулярній осям I і II. За цих умов передача обертання можлива із змінним кутом а. Це властивість До. м. зумовило його широке вживання в різних машинах: літальних апаратах, приладах, верстатах (шарнірна муфта), автомобілях (карданна передача), з.-х.(сільськогосподарський) машинах і ін., коли за умовами роботи необхідна зміна взаємного розташування валів, передавальних обертання. Недоліком простого До. м. є нерівномірність швидкості обертання веденого валу при постійній швидкості ведучого. Зміна швидкості веденого валу тим більше, чим більше кут а. При а = 90° передача обертання за допомогою простого До. м. стає неможливим. У цих випадках, а також при необхідності забезпечити рівномірне обертання веденого валу доцільно вживання подвійного До. м. ( мал. 2 ), в якому кути a ₁ і a ₂ рівні, а вилки на валу 2 розташовані в одній плоскості. Якщо унаслідок недоліку місця не можна розмістити подвійною До. м., використовують кардан, пристрій якого заснований на діленні кута між валами біссекторной плоскістю ( мал. 3 ). Кут нахилу валів подвійних жорстких До. м. може досягати 38°. При кутах нахилу валів 3—5° застосовують пружний До. м. ( мал. 4 ), гнучкі елементи якого виконують з міцного еластичного матеріалу.

  Літ.: Мерцалов Н. І., Теорія просторових механізмів, М., 1951; Зіновьев Ст А., Просторові механізми з нижчими парами, М. — Л., 1952; Артобольовський І. І., Теорія машин і механізмів, 2 видавництва, М., 1967.

  Е. М. Людей похилого віку.

Мал. 4. Пружний карданний механізм: 1 — центруючий кульовий палець; 2, 4 вали; 3 — гнучкі елементи.

Мал. 2. Схема подвійного шарніра Гуку: 1 — провідний вал; 2 — проміжний вал; 3 — ведений вал; А, В — універсальні шарніри.

Мал. 1. Схема шарніра Гуку: 1, 2 — вилки; 3 — хрестовина; У, B'' і З, C'' — шарніри, I, II, III, IV — осі обертання.

Мал. 3. Карданний механізм, дія якого заснована на принципі ділення кута між валами біссекторной плоскістю: 1, 5 — вали, розташовані в одній плоскості і пересічні під кутом; 2 — направляючий палець, що встановлює сепаратора при зміні кута між осями валів; 3 — сепаратор; 4 — кульки, лежачі в біссекторной плоскості.