Критерии работоспособности

Материалы валов.

Валы и оси.

Лекция № 14

Валы – детали, предназначенные для передачи крутящего момента вдоль своей оси и для поддержания вращающихся деталей машин (звездочки, шкивы и т.д.).

Оси – также предназначены для поддержания вращающихся деталей и не передают крутящего момента. Обычно они подвергаются воздействию поперечных сил, изгибающих моментов.

Валы по назначению можно разделить на валы передач – несущие детали передач (зуб. колеса, шкивы, коренные валы машин - несущие кроме деталей передач рабочие органы машин (колеса или детали турбин, кривошипы и т.д.)).

По форме геометрической оси валы разделяют на прямые и коленчатые.

Особую группу составляют гибкие валы с изменяемой формой геометрической оси.

Валы и оси выполняют общую функцию – поддерживают вращающие детали.

Оси можно разделить на вращающиеся и неподвижные, требующие встройки подшипников во вращающиеся детали.

Прямые валы могут быть постоянного диаметра и ступенчатыми. По форме сечения валы разделяют на гладкие, шлицевые, профильные.

Форма вала по длине определяют распределением нагрузки и условиями технологии изготовления и сборки.

При жёстких требованиях к массе, валы могут изготавливаться полыми, которые легче сплошного равнопрочного почти в два раза.

Опорные части валов и осей называют цапфами. Цапфы работающие в подшипниках скольжения бывают цилиндрические, коническими, сферическими. В основном принимаются цилиндрические цапфы.

Цапфы валов для подшипников качения выполняют меньшей длины, чем цапфы для подшипников скольжения. Цапфы для подшипников качения нередко выполняются с резьбой или другими средствами для закрепления колец.

Шипом называется цапфа, расположенная на конце вала или оси и предающая преимущественно радиальную нагрузку.

Шейкой называется цапфа, расположенная в средней части вала.

Пятой называют цапфа, передающая осевую нагрузку.

Основными материалами для изготовления валов и осей являются углеродистые и легированные стали благодаря высоким механическим свойствам. Для валов без последующей термообработки применяют Ст5, Ст6; для валов с термообработкой стали 45,40х. быстроходные валы изготавливаются из сталей 20,20х. валы и оси изготавливаются на токарных станках с последующей обработкой цапф и посадочных поверхностей.

Валы и оси при работе испытывают циклические изменяющиеся напряжения. Основными критериями работоспособности являются сопротивления усталости , и жесткость.

Валы рассчитывают на прочность, жесткость и колебания. Основной расчетной нагрузкой являются изгибающие и крутящие моменты. Влияние сжимающих и растягивающих сил обычно незначительно, поэтому в расчетах не учитываются.

Дата добавления: 2014-01-20