Валы и оси. Лекция 2

Общие сведения
ВАЛ – предназначен для передачи вращающего
момента вдоль своей оси, а также для поддержания
расположенных на нем деталей и восприятия
воздействующих на эти детали сил.
ОСЬ – предназначена только для поддерживания
установленных на ней деталей и восприятия воздей -
ствующих на эти детали сил. Ось не передает враща-
ющего момента и, следовательно, не испытывает
кручения. Оси могут быть неподвижными и могут
вращаться вместе с насаженными на них деталями.

Передача вращающего момента
в редукторе
Вращающий момент

Классификация валов и осей
По форме геометрической оси:
прямые;
непрямые (коленчатые);
гибкие
По форме поперечного сечения:
сплошные;
полые.
По внешнему очертанию поперечного сечения:
шлицевые;
шпоночные.
По расположению в узле:
входной; промежуточный;
выходной.
По скорости вращения:
быстроходный; тихоходный и т.д.

Конструкционные элементы валов и осей

Конструкционные элементы валов и осей
Цапфа — часть вала или оси, на которой находится опора (подшипник).
Шип -цапфа, находящаяся на краю вала.
Шейка -цапфа, находящаяся в средней части вала
Пята-концевая цапфа, воспринимающая осевые нагрузки.

Конструкционные элементы валов и осей
Буртик -кольцевое утолщение вала, составляющее с ним одно целое.
Заплечник - переходная поверхность от одного сечения к другому, служащая для упора насаживаемых на вал деталей.
Галтель- плавный переход от меньшего сечения вала к большему

Конструкционные элементы валов и осей
По форме цапфы могут быть цилиндрическими, коническими, шаровыми и плоскими (пяты).
Опора вертикального вала: 1 - пята; 2 - подпятник

Переходные поверхности валов
Галтель-это плавный переход от меньшего сечения вала к большему

Материалы валов и осей
Требованиям работоспособности валов и осей наиболее полно удовлетворяют углеродистые и легированные стали, а в ряде случаев — высокопрочные чугуны (Сталь 35, 40, 40Х и др.)

Критерии работоспособности валов и осей
ПРОЧНОСТЬ
Оценивают коэффициентом запаса SТ при расчете валов и осей на статическую прочность, и S – на сопротивление усталости.
ЖЕСТКОСТЬ
Оценивают прогибом, углами поворота или углами закручивания сечений в местах установки деталей.
На практике основным является расчет
валов на сопротивление усталости.
Основные расчетные силовые факторы:
вращающие моменты T;
изгибающие моменты M.

Проектировочный расчет валов
Проектировочный расчет валов выполняют на статическую
прочность с целью ориентировочного определения диаметров отдельных ступеней (из условия чистого кручения, изгиб на данном этапе не учитывают).
Диаметр расчетного сечения:
где T – вращающий момент, действующий в расчетном сечении, Н·м; - допускаемое напряжение на кручение.
Полученный диаметр вала округляют до ближайшего значения из ряда нормальных линейных размеров.
Далее выполняют эскизную компоновку конструкции вала.