Цель работы: изучить назначение, устройство, кинематические зависимости карданных шарниров, изучить понятие критической часты вращения карданного вала. Карданные механизмы (карданы) представляют собой устройства, которые способны передавать вращающий момент или вращательное движение от одного вала к другому при фиксированных или переменных углах пересечения их осей. По кинематике карданные шарниры делят на шарниры неравных (асинхронные), равных (синхронные) частот вращения и карданные механизмы работающие на частотах вращения близких к постоянной.
Кинематические зависимости карданных шарниров неравных угловых скоростей
Рисунок 1 – Схема карданного шарнира.
Зависимость между углами поворота ведущего и ведомого валов имеет следующий вид:
tg𝛼2 = tg𝛼1cos
, (1.1)
где 
− угол между ведущим и ведомым валами;
𝛼1 − угол поворота ведущей вилки относительно положения, при котором она перпендикулярна к плоскости, образуемой углом шарнира;
𝛼2 − угол поворота ведомой вилки относительно плоскости образуемой углом шарнира;
Отношение частот вращения ведущей и ведомой вилки равно:
, (1.2)
Амплитуда колебаний угла поворота возникающих при вращении карданного шарнира, работающего при некотором угле:
A = arctg
(
(1.3)
Для обеспечения одинаковых частот вращения ведущего вала
, и вала агрегата 
, который приводится карданной передачей, применяют передачи с парным числом шарниров. При использовании парного числа шарниров вал агрегата будет вращаться с той же частотой, что и ведущий вал.
Результаты расчетов угла поворота и отношения частот вращения ведомого вала в зависимости от угла поворота ведущей вилки приведены в таблице 1
Таблица 1 - Результаты расчетов для угла = 20°
|
𝛼1 |
𝛼2 |
𝛼2 - 𝛼1 |
|
|
0 |
0,00 |
0,00 |
1,064 |
|
30 |
28,48 |
1,52 |
1,033 |
|
45 |
43,22 |
1,78 |
1,002 |
|
60 |
58,43 |
1,57 |
0,971 |
|
90 |
90,00 |
0,00 |
0,940 |
|
120 |
121,57 |
-1,57 |
0,971 |
|
135 |
136,78 |
-1,78 |
1,002 |
|
150 |
151,52 |
-1,52 |
1,033 |
|
180 |
180,00 |
0,00 |
1,064 |
