Шарниры, имеющие физические оси качания относятся к шарнирам неравных угловых скоростей. На тракторах и автомобилях используют шарнир, имеющий промежуточную крестовину.
Шарнир включает в себя пару вилок (1) [рис. 1] и (4), крестовину (2), опор (14) для цапф крестовины, а также уплотняющих устройств.
Рис. 1. Карданная передача с шарнирами неравных угловых скоростей.
1) – Вилка;
2) – Крестовина;
3) – Маслёнка;
4) – Вилка;
5) – Установочные стрелки;
6) – Балансировочная пластина;
7) – Чехол;
8) – Уплотнение;
9) – Шлицевой вал;
10) – Маслёнка;
11) – Стакан;
12) – Сальник;
13) – Фланец;
14) – Игольчатый подшипник;
15) – Клапан.
Вилки могут быть фланцем либо втулкой, в зависимости от способа крепления к соседним валам. Фланцем вилка присоединяется к муфте другого вала, а втулкой надевается на шлицованный конец карданного вала (в отдельных случаях к нему приваривают).
Опоры для цапф могут быть следующих типов: подшипники (игольчатые либо шариковые), стальные втулки, сайлент-блоки (резиновые втулки). В основном используют игольчатые подшипники за счёт обеспечения компактности конструкции, долговечности, а также высокого КПД.
На карданном механизме [рис. 1] подшипники установлены в стакане (11), фиксируемом фланцем (13) относительно вилки. К подшипникам смазка поступает через маслёнку (10), отверстие внутри крестовины, а также пазы в торцах крестовины. Для удаления старой смазки служит клапан (15) крестовины.
На вилке (4) и наконечнике (9) трубы имеются установочные стрелки (5). Карданная передача балансируется в сборе путём приваривания пластин (6) к трубе.
Подвижное шлицевое соединение наконечника (9) и вилки (4) трубы карданного вала является элементом, который компенсирует изменение расстояния между соединяемыми агрегатами. В процессе эксплуатации необходимо уделять пристальное внимание уплотнению и смазыванию данного соединения с целью предотвращения появления значительных осевых усилий, которые дополнительно нагружают карданную передачу и соединяемые механизмы.
Смазывание шлицевого соединения выполняется через маслёнку (3). Войлочное уплотнение и гофрированный чехол (7) защищают соединение от попадания грязи и пыли.
Вилки карданного шарнира изготавливаются путём штамповки из среднеуглеродистых сталей (35, 40, 45) либо легированной (40ХНМА). Крестовина штампуется из малоуглеродистых легированных сталей 20Х, 18ХГГ, 12ХН3А. Шипы подвергаются цементации с последующей закалкой и отпуском.