Материалы для карданных валов и шарниров

Детали шарниров должны обладать высокой твердостью поверхности, поэтому они изготавливаются из цементируемых сталей (20МnСr5, 20MoCr4, 20NiCrMo2) или пригодной для поверхностной закладки улучшаемой стали. Сталь Ck45V применяется также для полуосей. Она имеет следующие показатели: σB=700÷850 мПа, σT≥48 МПа, δ5≥14, εR=0,69. Более высококачественные стали обладают большей прочностью и более приемлемым соотношением предела текучести и предела прочности εR= σT/σB. У стали 41Cr4V, например, εR=0,8. Предел текучести при кручении определяется по уравнению τТ≈0,58σT, т. е. чем выше значения εR и тT, тем тоньше и легче будет полуось (поз. 9 на рис. 2.120), соединяющая неподвижный и подвижный шарниры. Наиболее подходящей для этого является пригодная для поверхностной закалки улучшаемая сталь 50CrV4V с σB = 1100М300 МПа, от σT≥950 МПа, δ5≥9% и εR≥0,82. Путем индуктивной поверхностной закалки предел текучести при кручении можно повысить на 50 %. Это позволяет уменьшить диаметр вала на 13 %. Однако поверхностная твердость при этом должна составлять не менее HRC 48 . Для достижения такой твердости и необходимой прочности поверхностного слоя содержание углерода в стали должно составлять 0,4 %, а глубина закаленного слоя — от 2 до 3,5 мм. Указанные марки стали удовлетворяют, этим требованиям. На чертеже полуоси наряду с твердостью по Роквеллу должен быть приведен еще допуск, например, HRC 50±4.

Рис. 2.120. Привод переднего колеса легких грузовиков С32/С35 фирмы «Ситроен», имеющий снаружи неподвижный шарнир равных угловых скоростей фирмы «Лёбро». Проволочное стопорное кольцо 5 стопорит вал 9 относительно внутренней детали 6. Соединение с коробкой передач осуществляет закрытый подвижный шарнир трипод