ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
Рис. 7. Основные типы валов
В зависимости от расположения, быстроходности и назначения валы называют входными, промежуточными, выходны-
ми, тихо- или быстроходными, распределительными и т.п.
Особенности конструкции. Конструктивная форма вала (оси) зависит от нагрузки, способа фиксирования насаживае-
мой детали и условий сборки (разборки). Для осевого фиксирования деталей (подшипников, зубчатых колес и др.) на валах
выполняют упорные буртики или заплечики. Переходные участки валов между соседними ступенями разных диаметров вы-
полняют радиусной галтелью или в форме канавки. Высота упорных буртиков для фиксирования подшипников должна
обеспечивать их демонтаж и подход смазочного материала. Фиксирование в окружном направлении насаживаемой детали
(колеса, шкива и т.п.) на валу часто осуществляют соединением с натягом (за счет сил трения). В таких соединениях диаметр
подступичной части вала следует увеличивать на 5…10 % против соседних участков для снижения напряжений в зонах кон-
центрации (на краях соединения).
При средних значениях вращающего момента и менее высоких требованиях к точности центрирования применяют
шпоночные соединения, а при высоких вращающих моментах и повышенных требованиях к центрированию применяют шли-
цевые соединения.
Для снижения напряжений на шлицевых и шпоночных участках валов целесообразно увеличивать диаметр подступич-
ной части на 15...20 % по сравнению с диаметрами соседних участков вала. Если соединение (шлицевое или шпоночное) пе-
редает также осевое усилие, то насаженную на вал деталь (например, зубчатое колесо) фиксируют в осевом направлении с
помощью буртика и резьбового соединения. Чаще буртик выполняют на гладкой части вала. Диаметры посадочных поверх-
ностей (под ступицы колес, шкивов, звездочек т.п.) следует выбирать из стандартного ряда посадочных размеров, а диамет-
ры посадочных поверхностей под подшипники качения из стандартного ряда внутренних диаметров подшипников.
В некоторых конструкциях применяют полые валы (см. рис. 8, в). Канал уменьшает массу вала, его часто используют
для размещения соосного вала, деталей управления, подачи масла, охлаждающего воздуха и т.п. Технические условия на
изготовление валов зависят от требований к конструкции. Наиболее жесткие требования по точности и шероховатости по-
верхности предъявляются к шейкам валов, на которые устанавливают подшипники качения.
Материалы. Для изготовления валов используют углеродистые стали марок 20, 30, 40, 45 и 50, легированные стали ма-
рок 20Х, 40Х, 40ХН. Выбор материала, термической обработки определяется конструкцией вала и опор, условиями эксплуа-
тации.
Проектный расчет валов. Вал принадлежит к числу наиболее ответственных деталей машин, так как нарушение фор-
мы, а тем более его разрушение влечет за собой выход из строя всей конструкции.
Для обеспечения работоспособности и надежности валы и оси должны удовлетворять ряду критериев. Для изделий об-
щего машиностроения основными являются критерии прочности и жесткости.
При проектном (предварительном) расчете обычно известны крутящий момент Т или мощность Р и частота вращения n,
нагрузка и размеры основных деталей, расположенных на валу (например, зубчатых колес). Требуется определить размеры и
материал вала.
Валы рассчитывают на прочность, жесткость, выносливость и колебания. Основной расчетной нагрузкой являются мо-
менты Т и М, вызывающие кручение и изгиб. Влияние сжимающих или растягивающих сил обычно мало и не учитывается.
Расчет осей является частным случаем расчета валов при Т = 0.
Для выполнения расчета вала необходимо знать его конструкцию (места приложения нагрузки, расположение опор и
т.п.). В то же время разработка конструкции вала невозможна без хотя бы приближенной оценки его диаметра. На практике
обычно используют следующий порядок проектного расчета вала.
1. Предварительно оценивают средний диаметр вала из расчета только на кручение при пониженных допускаемых на-
пряжениях:
[]
3
2,0 τ
=
Т
d
.
Обычно принимают:
[τ] = (20 ... 30) МПа – для трансмиссионных,
[τ] = (12 … 15) МПа – для редукторных и других аналогичных валов.
Предварительно оценить диаметр проектируемого вала также можно, ориентируясь на диаметр того вала, с которым он
соединяется (валы передают одинаковый момент Т).
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 30
- 31
- 32
- 33
- 34
- …
- следующая ›
- последняя »
