Расчетные схемы валов и осе, критерии расчета

Материалы и обработка валов и осей

Основными материалами для валов и осей служат углеродистые и легированные стали ввиду их прочности, большого модуля упругости, способности к упрочнению и легкости получения требуемых цилиндрических заготовок путем прокатки.

Для валов и осей, подчиненных критерию жесткости и не подвергающихся термической обработке, преимущественно применяют стали Ст5 и Ст6. Для большинства валов применяют термически обрабатываемые среднеуглеродистые и легированные стали 45, 40Х. Для высоконапряженных валов ответственных машин применяют легированные стали: 40ХН, 40ХН2МА, ЗОХГТ, ЗОХГСА и др. Валы из этих сталей обычно подвергают улучшению, закалке с высоким отпуском или поверхностной закалке т. в. ч. с низким отпуском (шлицевые валы).

Быстроходные валы, вращающиеся в подшипниках скольжения, требуют весьма высокой твердости цапф, их изготовляют из цементуемых сталей 20Х, 12ХНЗА, 18ХГТ или азотируемых сталей типа 38Х2МЮА. Наибольшую износостойкость имеют хромированные валы.

В качестве заготовок для стальных валов диаметром до150мм обычно используют круглый прокат, для валов большого диаметра и фасонных валов – поковки.

Валы и вращающиеся оси обычно рассчитывают на изгиб, как балки на шарнирных опорах. Для валов, вращающихся в подшипниках качения, установленных по одному в опоре (рис., а), эта схема. достаточно точно соответствует действительности. У валов, вращающихся в подшипниках качения, установленных по два в опоре (рис.,б), основные реакции воспринимаются подшипниками, расположенными со стороны нагруженного пролета.

Рис.210. Расчетные схемы валов

У валов, вращающихся в несамоустанавливающихся подшипниках скольжения (рис.,в), давление по длине подшипников вследствие деформации валов распределяется несимметрично. Условную шарнирную опору следует располагать на расстоянии (0,25 – 0,3) l от торца подшипника.

Силы на валы передаются через насаженные на валы детали: зубчатые колеса, звездочки, шкивы, муфты и т.д. при постейших расчетах принимают, что насаженные на вал детали передают силы и моменты валу на середине своей ширины, и эти сечения принимают за расчетные.

Из критериев прочности для большинства валов современных быстроходных машин решающее значению имеет выносливость.

Критериями жесткости валов являются условия правильной работы зубчатых передач и подшипников, а также виброустойчивость.

Дата добавления: 2014-01-07