Ein Kreuzgelenk ist ein mechanisches Übertragungselement, dessen Hauptaufgabe darin besteht, eine stabile Kraftübertragung zu gewährleisten, wenn zwischen zwei Wellen ein Winkelversatz vorliegt oder sich ihre relative Position ändert. Es wird häufig in verschiedenen Arten von Geräten eingesetzt, die eine Kraftübertragung mit variablem -Winkel erfordern, beispielsweise in Automobilen und Baumaschinen.
Kernmerkmale und Klassifizierung von Universalgelenken
Das grundlegende Funktionsprinzip eines Kreuzgelenks besteht darin, dass es die Auslenkung der beiden verbundenen Antriebswellen innerhalb eines bestimmten Winkelbereichs ermöglicht und gleichzeitig eine kontinuierliche Kraftübertragung aufrechterhält. Sein Hauptvorteil besteht darin, die Herausforderung der Energieübertragung in Szenarien mit „nicht-kollinearen Achsen“ zu lösen. Beispielsweise muss in einem Automobilchassis die vom Motor erzeugte Kraft über Universalgelenke geleitet werden, um die relative Verschiebung und Winkelschwankungen zwischen der Fahrzeugkarosserie und den Rädern zu überbrücken, bevor sie schließlich auf die Antriebsräder übertragen wird.
Haupttypen
Kreuzgelenk-Dies ist der am weitesten verbreitete Typ eines Kreuzgelenks, das unter anderem aus einer Kreuzwelle, Gabeln und Nadellagern besteht. Allerdings hat ein einzelnes Kreuzwellengelenk einen entscheidenden Nachteil: die ungleichmäßige Geschwindigkeitsübertragung. Wenn sich die Eingangswelle mit konstanter Drehzahl dreht, schwankt die Drehzahl der Ausgangswelle bei Änderungen des Winkelversatzes erheblich, was zu Vibrationen und Geräuschen führen kann. Aus diesem Grund werden in Automobilen typischerweise Doppel-Kreuzwellen-Universalgelenke eingesetzt (d. h. eine Kombination aus zwei Kreuzwellen-Universalgelenken), die durch die richtige Konfiguration eine gleichmäßige Geschwindigkeitsübertragung erreichen.
Konstantgeschwindigkeits-Kreuzgelenk (CV)Dieser Typ wird hauptsächlich in den Halbwellen von Automobilen (insbesondere den Lenkantriebsachsen von Fahrzeugen mit Vorderradantrieb) verwendet und stellt sicher, dass die Eingangs- und Ausgangswellen auch bei großen Winkelversätzen konstante Drehzahlen beibehalten. Zu den gängigen Varianten gehören Kugelgelenk-CV-Gelenke (einschließlich fester RF-Gelenke und teleskopischer VL-Gelenke). Ihre innere Struktur nutzt das Zusammenwirken von Stahlkugeln und einem Käfig, um die Stahlkugeln während der Kraftübertragung auf der Winkelhalbierenden zwischen den beiden Wellen ausgerichtet zu halten und so eine konstante -Geschwindigkeitsübertragung zu erreichen. Darüber hinaus ermöglichen sie einen großen Ablenkwinkel (bis zu 40 Grad – 50 Grad).
Andere Typen Dazu gehören auch flexible Universalgelenke (die Kraft über die Elastizität von Gummikomponenten übertragen, um für Dämpfung und Vibrationsdämpfung zu sorgen) und Tripod-Universalgelenke (die hauptsächlich in schweren -Nutzfahrzeugen verwendet werden). Diese sind für unterschiedliche Betriebsbedingungen und Übertragungsanforderungen geeignet.
Typische Anwendungen von Universalgelenken in Automobilen
In einem Kfz-Getriebesystem sind Universalgelenke die Kernkomponenten der Antriebswellenbaugruppe:
Bei Fahrzeugen mit Hinterradantrieb ist die Gelenkwelle, die das Getriebe und die Hinterachse verbindet, mit mehreren Quergelenken ausgestattet, um die relative Verschiebung zwischen Fahrzeugkarosserie und Hinterachse auszugleichen.
Bei Fahrzeugen mit Front{0}}Rad--Antrieb oder All-Rad--Antrieb sind Kugelgelenk-Gleichlaufgelenke an beiden Enden der Halbwellen-installiert. Diese Gelenke übertragen nicht nur die Kraft, sondern erfüllen auch die Winkelanforderungen der Radlenkung und der vertikalen Aufhängungsbewegung.
