Главная задача для кардана – передача крутящего момента с одной оси на другую, если они находятся под углом друг к другу. Шарнир неравных угловых скоростей – это самый ранний вид карданной передачи, который описал еще Леонардо да Винчи в 15 веке. Правда, изобретателем ее считается соотечественник гения Джероламо Кардано, который дал технологии передачи момента под углом более подробное описание. Логично, что в итоге она была названа в его честь. Кстати, именно это, если судить по дневникам Кардано, и было его главной мечтой – инженер более всего хотел увековечить своё имя.

Старый мини-фильм о карданном шарнире, не теряющий актуальности. Наглядно показывает механическую суть процесса передачи крутящего момента через крестовину.

Ведущий и ведомый валы карданной передачи с шарниром неравных угловых скоростей имеют одинаковые вилки с отверстиями на концах, сориентированные под углом 90 градусов друг к другу. В этих отверстиях установлены игольчатые подшипники со смазкой, в которых вращается небольшая крестовина. Именно она и передает момент с одного вала на другой.

Основных недостатков у такой карданной передачи два:

- максимальный эффективный угол между вращающимися валами составляет 20 градусов. При повороте на больший угол появляются высокие потери мощности и перегрузки движущихся деталей

- крутящий момент передается с вала на вал неравномерно: из-за особенностей конструкции за один полный оборот шарнира ведомый вал успевает дважды запаздывать и дважды обогнать ведущий. Это происходит из-за того, что инерционные нагрузки на крестовину меняются в процессе вращения. Проблема, правда, решается установкой двух карданных шарниров один за другим под углом в 90 градусов друг к другу – тогда они компенсируют неравномерность вращения.

Карданный шарнир: 1 – вилка; 2 – опора для цапфы крестовины; 3 – крышка; 4 – крестовина. Изображение с сайта techslovo.ru

Из-за этих недостатков сфера применения «классического кардана» ограничена: его используют для передачи крутящего момента от коробки передач или раздаточной коробки на ведущие мосты, а также в современных рулевых колонках.

Кроме того, миниатюрные карданы можно увидеть на специальных переходниках для гаечных ключей для работы с гайками, расположенными в труднодоступных местах.

Крестовина: 1 – крестовина; 2 – пыльник; 3 – манжетное уплотнение; 4 – игольчатый подшипник; 5 – упорный подшипник; 6 – корпус игольчатого подшипника (стакан); 7 – стопорное кольцо. Изображение с сайта spb.mehanika.ru

Карданы бывают как разборные, так и неразборные. В разборных крестовина вращается в игольчатых подшипниках. Проушины вилок шарнира при этом можно разобрать, чтобы заменить крестовину. В неразборных используются подшипники скольжения, которые запрессованы в проушины, поэтому шарниры меняются исключительно в сборе.

KnowCar - понятная энциклопедия по устройству автомобилей, где сложное описано простым языком, с иллюстрациями и видео, а статьи рассортированы по разделам. Энциклопедия в процессе наполнения. Если есть вопросы или предложения, свяжитесь с командой. Все контактные данные - внизу сайта.