Лекция 9. Механизм универсального шарнира. Механизм двойного универсального шарнира.

Вопросы, рассматриваемые на лекции. Кинематические схемы механизмов. Передаточное отношение. Неравномерность хода.

Некоторые основные понятия.

Универсальный шарнир (рис.26) представляет собой сферический четырехзвенник, т.е. механизм, состоящий из четырех звеньев, соединенных вращательными парами, оси которых проходят через одну общую точку.

Механизм предназначен для передачи вращения между пересекающимися осями I и II с межосевым углом a, который в процессе работы может изменять свою величину.

Рис.26

Особенностью данной передачи является неравномерность вращения ведомого вала при постоянной угловой скорости ведущего вала. Зависимость между углами поворота валов j₁ и j₂’ определяется из выражения:

(7)

Продифференцировав по времени выражение (7) и освободившись от угла j₂’ ,определим передаточное число шарнирного механизма:

(8)

где - угловые скорости шарниров.

Из формулы (8) следует, что передаточное число универсального шарнира- величина переменная. При увеличении угла a, как это видно из графика на рис.27, неравномерность вращения возрастает.

Коэффициент неравномерности

Для передачи вращения с одинаковыми угловыми скоростями применяют двойной универсальный шарнир, например, в силовой передаче автомобиля.

Рис.27

Механизм двойного универсального шарнира (механизм Кардана). При симметричном расположении валов угловые скорости ведущего и ведомого валов будут постоянными и равными между собой, при этом промежуточный вал вращается неравномерно.