Khớp Nối Tổng Thể (Universal Joint) Là Gì?
Mối ghép tổng thể là sự kết nối giữa hai vật thể, điển hình là trục, cho phép quay tương đối theo hai trục. Nó được tạo thành từ hai khớp quay có trục vuông góc và cắt nhau.
Mối ghép tổng thể (khớp nối vạn năng, khớp chữ U, khớp Cardan, khớp Spicer hoặc Hardy Spicer, hoặc khớp Hooke) là một khớp nối hoặc khớp nối kết nối các thanh cứng có trục nghiêng với nhau và thường được sử dụng trong các trục truyền chuyển động quay. Nó bao gồm một cặp bản lề nằm gần nhau, định hướng 90 ° với nhau, được nối với nhau bằng một trục chữ thập. Mối ghép vạn năng không phải là mối ghép vận tốc không đổi.
Khi các trục được kết nối bằng một khớp vạn năng, mỗi trục kết thúc trong một khớp quay với trục của nó vuông góc với trục quay của trục. Điều này cho phép chuyển động quay giữa các trục trong khi vẫn cho phép lệch ở cả hai bậc tự do quay còn lại. Một bậc tự do quay duy nhất bị hạn chế (trục quay) cũng như tất cả các phép tịnh tiến tương đối, tạo ra một khớp phổ quát hai bậc tự do (2-DOF).
Mối ghép tổng thể không phải là mối ghép vận tốc không đổi. Nếu trục đầu vào đang quay với vận tốc không đổi thì vận tốc của trục ra sẽ dao động. Chúng sẽ có cùng vận tốc trung bình nhưng vận tốc của trục đầu ra sẽ cao hơn hoặc thấp hơn một chút so với mức trung bình này tại bất kỳ thời điểm nào. Lượng dao động trong trục ra phụ thuộc vào độ lệch giữa các trục, nếu các trục là đồng trục thì trên thực tế trục ra sẽ có vận tốc không đổi.
Có thể tạo ra một mối ghép vận tốc không đổi bằng cách kết hợp một số mối ghép vạn năng. Khớp Cardan kép là sự sắp xếp của hai khớp phổ thông, với trục nối ngắn giữa chúng, lệch pha với nhau 90 °.
Nếu bất kỳ góc uốn nào được chia đều giữa hai khớp vạn năng thì hai khớp sẽ triệt tiêu dao động vận tốc để trục ra cuối cùng có vận tốc không đổi. Tuy nhiên, sự dao động của trục trung gian sẽ gây ra rung động và cần có các giá đỡ để duy trì các góc bằng nhau.
Mục Đích Của Khớp Nối Tổng Thể (Universal Joint)
Các khớp nối đa năng cho phép trục truyền động di chuyển lên xuống cùng với hệ thống treo trong khi trục chuyển động để công suất có thể được truyền khi trục truyền động không nằm trên đường thẳng giữa hộp số và bánh dẫn động.
Xe dẫn động cầu sau có khớp vạn năng (hoặc khớp chữ U) ở hai đầu trục dẫn động. Khớp chữ U, kết nối với các nan hoa cũng cho phép trục truyền động di chuyển về phía trước và phía sau khi xe đi qua các đoạn đường gập ghềnh hoặc lún sâu trên đường, điều này có hiệu quả rút ngắn hoặc kéo dài trục.
Xe dẫn động cầu trước cũng sử dụng hai khớp, được gọi là khớp vận tốc không đổi (hoặc CV), nhưng chúng là một loại khác cũng bù cho những thay đổi về cơ cấu lái. Trên các phương tiện dẫn động cầu sau, một dấu hiệu của khớp nối chữ U bị mòn là âm thanh “cạch cạch” khi hộp số truyền động được gài.
Trên các xe dẫn động cầu trước, khớp CV thường phát ra tiếng kêu lách cách khi chúng bị mòn. Các khớp nối CV được bao phủ bởi ủng cao su bảo vệ, và nếu ủng bị nứt hoặc bị hư hỏng, các khớp nối CV sẽ mất khả năng bôi trơn và bị hư hỏng do bụi bẩn và hơi ẩm.
Cấu Trúc Của Khớp Nối Tổng Thể
Mối ghép tổng thể bao gồm một con nhện (chữ thập) và 4 ổ lăn được bôi dầu mỡ. Nó có thể truyền mô-men xoắn lớn ở ma sát thấp. Nhện với các chốt tạp chí và hộp chịu lực như các vòng ngoài được rèn nóng hoặc nguội được tạo hình và gia công. Sau đó chúng được thấm cacbon trong lò để tăng độ chắc chắn và khả năng chống mài mòn.
Các bộ phận cuối cùng được mài theo kích thước thiết kế dưới khả năng chịu đựng khắc nghiệt. Các con dấu dầu, cũng như tấm che bụi, cũng được sử dụng để bảo vệ khu vực tạp chí bên trong khỏi sự xâm nhập của vật lạ. Nhiều loại và vật liệu được lựa chọn để đáp ứng các điều kiện khắc nghiệt như nhiệt độ rất nóng / rất lạnh.
Phân Loại
Có hai loại khớp nối phổ biến, được xác định bằng số lượng khớp uốn của chúng:
- Khớp đơn : chỉ có một khía cạnh uốn và có khả năng hoạt động ở góc 45 độ.
- Khớp kép: sử dụng hai khớp uốn, khớp chữ u đôi có thể hoạt động ở các góc lên đến 90 độ. Ngoài ra, nó cũng có khả năng bù trừ song song giữa 2 trục với góc vận hành của phần trung tâm từ 0 đến 45 độ.
Các mối nối tổng thể khác nhau dựa trên thành phần vật liệu, loại trung tâm và các ứng dụng mà chúng được thiết kế.
Thép là vật liệu phổ biến nhất được sử dụng, ở dạng không gỉ; hoặc hợp kim với các kim loại khác để xử lý mô-men xoắn và nhiệt độ lớn hơn.
Chất dẻo và nhựa nhiệt dẻo thường được sử dụng trong việc xây dựng các mối nối phổ thông, vì điều này cho phép chống gỉ và chống ăn mòn cao hơn, cũng như cách điện và từ tính trong các ứng dụng yêu cầu điều này.
Kiểu Dáng Chính Của Khớp Nối Tổng Thể
Khớp chữ U có sẵn với hai kiểu trung tâm:
- Rắn: các khớp nối đa năng của trung tâm rắn chắc chắn và chưa được gia công, do đó không có lỗ.
- Chán: các kiểu khớp chữ u chán thường bắt nguồn từ tên của chúng từ hình dạng của lỗ trong trục của chúng, như với kiểu tròn, hình lục giác hoặc hình vuông.
Hai kiểu nhàm chán khác với quy ước về kiểu tròn, kiểu lục giác hoặc kiểu vuông là:
- Có rãnh: có rãnh dọc bên trong lỗ khoan.
- Có then hoa : có các rãnh then để chống xoay khớp chữ u trên trục tương ứng.
Ứng Dụng Chung
Ngày nay, khớp nối tổng thể được sử dụng phổ biến trong nhiều loại máy trong đó có trục quay dài. Đáng chú ý nhất, các khớp nối như vậy được tìm thấy giữa hộp số và trục dẫn động cầu sau của xe ô tô dẫn động cầu sau và trong đồng hồ tháp kiểu cũ.
Các ứng dụng điển hình của khớp nối tổng thể bao gồm máy bay, thiết bị, cơ chế điều khiển, điện tử, Thiết bị đo đạc, thiết bị y tế và quang học, thiết bị, radio, máy khâu, máy dệt và bộ truyền động công cụ.
Các khớp nối tổng thể có sẵn bằng thép hoặc trong các thành viên cơ thểbằng nhựa nhiệt deo. Mối ghép vạn năng làm bằng thép có khả năng chịu tải tối đa đối với một kích thước nhất định. Các khớp nối đa năng với các bộ phận than nhựa nhiệt dẻo được sử dụng trong các ứng dụng công nghiệp nhẹ, trong đó tính năng tự bôi trơn của chúng , trọng lượng nhẹ, phản ứng dữ dội không đáng kể, khả năng chống ăn mòn và khả năng vận hành tốc độ cao là những lợi thế đáng kể.
Các mối nối phổ biến của kết cấu đặc biệt, chẳng hạn như các mối nối phổ quát được nối bằng bi cũng có sẵn. Chúng được sử dụng cho hoạt động tốc độ cao và mang theo mô men xoắn lớn. Chúng có sẵn cả ở kích thước thu nhỏ và tiêu chuẩn.
Ưu Điểm Của Khớp Nối Tổng Thể (Universal Joint)
- Khớp nối vạn năng linh hoạt hơn khớp nối ngón tay .
- Nó tạo điều kiện cho việc truyền mô-men xoắn giữa các trục bị lệch góc.
- Nó rẻ và hiệu quả.
- Nó rất đơn giản để được lắp ráp và tháo dỡ.
- Hiệu suất truyền mô-men xoắn cao.
- Mối nối cho phép dịch chuyển góc.
Nhược Điểm Của Tổng Thể (Universal Joint)
- Có thể bị mòn nếu khớp không được bôi trơn đúng cách.
- Bảo dưỡng thường xuyên là cần thiết để tránh mài mòn.
- Khớp vạn năng tạo ra chuyển động dao động
- Nó không hỗ trợ lệch trục.
Công ty Tuệ An chuyên cung cấp các loại khớp nối xích, khớp nối răng, khớp nối thép, … và các loại xích công nghiệp chính hãng, gia công bánh răng chất lượng, chính xác, giá thành phải chăng. Liên hệ ngay với chúng tôi để được tư vấn báo giá nhanh chóng, nhiệt tình.
Hotline: 0359119179
