דלג לתוכן
In English
A joint transmitting rotation between shafts at an angle; single joints cause speed fluctuation.
הסבר
מפרק יחיד יוצר תנודה במהירות הזוויתית של הציר המונע. כשמחברים שני מפרקים בזווית שווה ובמופע נכון, התנודה מתבטלת. מפרק מהירות קבועה (CV) מעביר סיבוב חלק בכל זווית.
מה זה אומר בפועל
מפרק קרדן בנוי משני מזלגות וצלב ביניהם, עם מסב מחטים בכל קצה של הצלב. כשהגלים בזווית, הגל המונע מאיץ ומאט פעמיים בכל סיבוב, וב-30° התנודה כבר מורגשת כרעידה. בגל קרדן תקין שני המזלגות הפנימיים נמצאים באותו מישור ושתי הזוויות שוות, כך שהתנודה של מפרק אחד מבטלת את של השני.
למה זה חשוב
- דרך פשוטה וחזקה להעביר מומנט בין גלים שאינם בקו אחד.
- עמיד במומנטים גבוהים ובתנאי שטח.
- זול ומתוקנן, בגרסאות קטנות למכונות ובגדולות לרכבים.
- עם גל טלסקופי מפצה גם על שינויי אורך.
בעיות נפוצות ופתרונות
- מזלגות במופע שגוי אחרי פירוק והרכבה → רעידות; מסמנים את המופע לפני הפירוק ומרכיבים באותו כיוון.
- זוויות לא שוות בשני הקצוות → התנודה לא מתבטלת; מתכננים זוויות שוות בשני המפרקים.
- בלאי במסבי הצלב → מרווח ורעש; סיכה סדירה דרך פטמת סיכה.
- מפרק יחיד בזווית גדולה ובמהירות גבוהה → רעידות ועייפות; מקטינים את הזווית או עוברים למפרק מהירות קבועה.
איפה משתמשים
- גלי הנעה ברכבים ומשאיות
- גלי מסירת כוח בטרקטורים (PTO)
- מערכות היגוי
- מכונות חקלאיות ובנייה
- מכונות דפוס וגלילים
- חיבורים בזווית בהנעות ידניות
נוסחאות ונתונים הנדסיים
ω2 / ω1 = cos β / (1 − sin²β · sin²φ1)ω2max = ω1 / cos β , ω2min = ω1 · cos βU = (ω2max − ω2min) / ω1 = tan β · sin β| ω1, ω2 | מהירות זוויתית של הציר המניע והמונע | rad/s |
| β | זווית הכיפוף בין הצירים | ° |
| φ1 | זווית הסיבוב של הציר המניע | ° |
| U | אי־אחידות המהירות | – |
- ביטול התנודה בשני מפרקיםזוויות שוות, ומזלגות הציר האמצעי באותו מישור
דוגמה: מפרק יחיד בזווית 20° עם כניסה של 1000 rpm: היציאה נעה בין 1000 · cos 20° ≈ 940 rpm ל־1000 / cos 20° ≈ 1064 rpm, תנודה של כ־12% פעמיים בכל סיבוב.
נוסחאות בסיסיות להערכה ראשונית. לתכנון סופי יש לבדוק מול התקן ונתוני היצרן.
