Шарниры для боковых и средней тяг не требуют ухода благодаря уплотнительному чехлу, заполненному специальным пластичным смазочным материалом. Размеры шарниров определяются главным образом диаметром шаровой головки, который, в свою очередь, зависит как от величины сил, воздействующих на тягу в направлении, перпендикулярном к шаровому пальцу, так и от требуемых углов его отклонения. Эти данные указываются на чертеже шарнира, причем угол отклонения в направлении тяги (угол Р) в большинстве случаев больше, чем угол отклонения в поперечном направлении (угола). Чаще всего используемые шарниры, диаметр шаровой головки у которых равен 22 мм, допускают отклонение шарового пальца во все стороны на 25 или 35° в зависимости от размеров этого пальца.
При диаметре шаровой головки 27 мм угол Р уже равен 45°, но угол а уменьшается до 25°. Размеры и обозначения некоторых шаровых шарниров с шаровой головкой до 27 мм, выпускаемых фирмой «Эренрайх». Шарниры не требуют ухода. Между шаровой головкой и корпусом шарнира расположены два пластмассовых вкладыша. Уплотнительный чехол, изготовленный из полиуретана или резины, закреплен на корпусе зажимным кольцом. Нижняя часть чехла имеет утолщение с уплотняющей кромкой, которая прижимается к поперечной тяге. На шаровом пальце предусматривается шлиц или углубление под шестигранный ключ для фиксации пальца при затяжке гайки. Последняя может быть выполнена самостопорящейся или стопориться контргайкой или шплинтом.
Данные о некоторых шаровых шарнирах с шаровой головкой той же фирмы диаметром от 30 до 50 мм. Нижняя часть шаровой головки у этих шарниров уложена на один вкладыш из полиацеталя, сверху головка прижимается к этому вкладышу конической пружиной через стальную крышку. Уплотнительный чехол охватывает шаровой палец на большой длине и отжимается к головке. Дополнительные сведения о шаровых шарнирах можно найти в каталогах фирм «Эренрайх» и «Лемфердер металльварен». Самой нагруженной частью шарового шарнира является шаровой палец. Его размеры и прочностные характеристики определены стандартом ДИН 71831. Для шаровых пальцев с диаметром шаровой головки до 40 мм используют обычно улучшаемую сталь 41 Сг 4 V, для более крупных — сталь 42 СгМо 4 V.
.jpg)
Применение находит и автоматная сталь 42 CrMoS 4 V, низкое содержание серы в которой облегчает ее обработку резанием. Но для повышения безопасности иногда идут на снижение прочности стали за счет увеличения удельного удлинения (независимо от марки стали) по сравнению с требованиями стандарта. Чем больше должно быть угловое отклонение шарнира, тем меньше должен быть диаметр d3 пальца в месте, в котором палец опирается о верхнюю или нижнюю поверхность тяги.
Для тонких пальцев важна также длина рычага, определяющая допустимый изгибный момент. Чем больше длина, тем меньшую изгибную нагрузку может выдержать шаровой палец. Дополнительные данные, необходимые для расчета шаровых шарниров, содержатся в стандарте ДИН 71831, который, хотя еще и сохраняет силу, но учитывая дату его издания, октябрь 1964 г., требует определенных исправлений. Измерения, проведенные фирмой «Цанрадфабрик» на легковых автомобилях с нагрузкой на переднюю ось 700 кг, показали, что при нормальном режиме езды в боковых тягах развиваются значительно меньшие силы с учетом запаса прочности.
Шаровой палец шарнира 22x35 должен выдерживать без изгиба максимальную силу 8,7 кН; но одновременно он должен быть рассчитан также на силу 11.1 кН, развивающуюся при близких к аварийным ситуациях. При сравнении с вертикальной силой, действующей в точке контакта колеса с дорогой и для исследованных легковых автомобилей составляющей 0,5; 3,44 кН, непрерывно действующие силы равны 0,41 а силы, действие которых ограничено во времени.
Шарниры для боковых тяг
