bannerka.ua

Оси и валы

Оси и валы.

Обзор темы. При изучении темы студент должен сосредоточить внимание на следующих вопросах теоретического характера, которые освещены в базовом учебнике (1) и дополнительных источниках (2,3). При изучении темы студент должен усвоить конструкции и материалы осей и валов, ознакомиться с расчетом осей и валов на выносливость и на статическую прочность, знать критерии расчета.

1. Общие сведения. Конструкции и материалы осей и валов

Отдельные элементы машин, осуществляющих вращательное движение, размещают на осях и валах, которые обеспечивают этих элементов постоянное положение геометрической оси вращения.

Ось — деталь удлиненной цилиндрической формы, поддерживает элементы машины в их вращательном движении, не передавая полезного крутящего момента.

Вал — деталь, которая, в отличие от осей, предназначенная для передачи крутящего момента и поддержания элементов машины в их вращательном движении. Существуют некоторые виды валов, например гибкие проволочные и торсионные, которые не поддерживают деталей, а лишь передают крутящий момент.

В некоторых случаях конструктивное решение определенных задач может быть выполнено с использованием оси или вала. Так, в приводе барабана подъемного механизма в кранах (рис.1, а) зубчатое колесо 1 вместе с присоединенным к нему барабаном 2 установлены на оси 3. В схеме привода (рис. 1, б) зубчатое колесо и барабан 2 выполнены разделенными и установлены на валу 3, передает крутящий момент на отрезке между колесом и барабаном.

Оси и валы

Рис. 1. Конструктивное решение задачи с использованием оси или вала

Конструктивно оси могут быть выполнены с возможностью вращения (рис. 2, а) или неподвижными (рис. 2, б). Оси, вращаются даже при постоянном по модулю и направлению нагрузки, работают в худших условиях циклически переменных Напряжений, но удобнее в эксплуатации, потому допускают использование

Выносных подшипников. Неподвижные оси работают в более благоприятных условиях при постоянных нагрузок (по модулю и направлению), но для них требуются более сложные и менее удобны в эксплуатации подшипники, которые устраиваются в насаждаемых на ось деталях.

Оси и валы

Рис. 2. Конструкции осей

Распространенные валы по конструкции могут быть цилиндрическими постоянного диаметра (рис. 3, а), ступенчатыми (рис. 3, б) и с нарезанными на них зубчатыми венцами или шлицами (рис. 3, в). Ступенчатые валы и валы с нарезанными зубчатыми венцами более сложные по конструкции и в изготовлении, но дают возможность проще осуществить различные посадки деталей на отдельных участках, обеспечивающих создание упоров и буртиков для осевой фиксации установленных на валах деталей. Кроме того, изменяя размеры сечений, можно приблизить форму вала к самой выгодной формы бруса равного сопротивления, что особенно важно для валов, нагруженных переменными по длине изгибающими и крутящего момента.

Оси и валы

Рис. 3. Конструкции валов

По виду поперечного сечения валы могут быть сплошными (рис.4, а) или полыми (рис. 4, б), а по очертанию сечения гладкими цилиндрическими, с шпоночных пазом, шлицевых или прямоугольными (рис. 4, в, г, д) . При использовании полых валов значительно уменьшается их масса. Например, если отношение do / d = O, 5 … 0,6, то масса уменьшается на 22-30%.

Оси и валы

Рис. 4. Формы поперечных сечений валов

Опорные части валов и осей называются цапфами. Промежуточные цапфы называются шейками, а концевые — шипами.

Цапфы валов, работающих в подшипниках скольжения, могут быть цилиндрическими, коническими или сферическими (рис.5, а). Основное применение имеют цилиндрические цапфы как технологически простейшие. Конические цапфы используют для регулировки зазоров в подшипниках, а иногда и для

Осевой фиксации вала.

Оси и валы

Рис. 5. Конструкции опорных участков осей и валов

Сферические цапфы, очень ограничено (из-за сложности изготовления) применяют в случае значительных угловых перемещений вала или оси.

Цапфы валов для подшипников качения (рис. 5, б) выполняют цилиндрическими. В некоторых случаях они имеют резьбовые участки или другие конструктивные элементы для закрепления подшипников.

Основными материалами для валов и осей являются углеродные и легированные стали. Заготовками для валов диаметром до 150 мм преимущественно является круглый

Прокат, а для валов большего диаметра и фасонных валов — поковки. Поверхности валов, предназначенные для сопряжения с другими деталями, должны быть точно и чисто обработаны резцами. Параметры шероховатости поверхностей: под подшипники качения Ra = (3,2 … 0,80) мкм, а под подшипники скольжения Ra = (0,40 … 0,1) мкм.

Для валов, размеры поперечных сечений которых выбирают по критерию жесткости, преимущественно используют стали Ст5 и Стб. Для большинства других случаев применяют стали 45, 50, 40Х, 40ХН и др.. Валы из этих сталей подвергаются нормализации, улучшению или закалке с нагревом СВЧ и низким отпуском.

2. Расчетные схемы валов и осей. Критерии расчета

Расчетные схемы валов и осей изображают в виде балок на шарнирных опорах, которые нагружены поперечными и осевыми силами, возникающие в зацеплении установленных на них зубчатых колес, от натяжения ветвей ременной или Цепной передачи, от действия собственного веса шкивов, барабанов и других установленных на валу деталей. Составляя расчетные схемы валов и осей, необходимо с некоторым приближением определить расстояние между опорами, места размещения деталей, через которые передаются на валы и оси внешние нагрузки.

При узких опорах вала или оси (подшипники качения, подшипники скольжения с отношением длины цапфы к ее диаметру L/ D <0,6) центр опоры совмещают с серединой подшипника (рис. 6, а). При широких опорах скольжения (L/ D> 0,6) вследствие неравномерности распределения нагрузки по длине подшипника теоретически центр опоры считают расположенным примерно в (0,25 … 0,30)L от края подшипника со стороны нагруженной части вала или оси (рис. 6, б).

Подобные рассуждения можно привести и по выбору сечений вала, в которых передаются нагрузки от насаженных на него деталей. Самым простым является предположение о передаче нагрузки в среднем сечении по длине посадочной поверхности.

Оси и валы

Рис. 6. К составлению расчетных схем валов

Это предположение можно брать, если расстояние между опорами вала или оси значительно превышает ширину B детали. Иначе следует учитывать закономерность распределения нагрузки вдоль посадочной поверхности хотя бы разнесением внешней нагрузки F, как показано на рис. 6, в.

Расчетные схемы валов и осей могут быть чрезвычайно разнообразными.

Вопросы по теме.

Назначение осей и валов. Конструкции и материалы осей и валов. Расчетные схемы осей и валов. Критерии расчета осей и валов. Расчет осей и валов на статистическую прочность.

Задача. Рассчитать ведомый вал редуктора с Косозубые цилиндрической зубчатой

Передачей. Известные величины: номинальные вращающиеся моменты на ведомом валу Т1 и Т2 (Т1 = Т2), коэффициент кратковременных перегрузок Кп, делительный диаметр расположенного на валу зубчатого колеса, ширина зубчатого колеса, силы, действующие на колесо (круговая сила, Радиальная сила, осевая сила).

Рекомендуемая литература:

Прикладная механика: Учебное пособие / А. Т. Скойбеда, А. А. Миклашевич, Е. Н. Левковский и др.; Под общ. ред. А. Т. Скойбеды. — Мн.: Выш. Шк., 1997 — 522с. Иосилевич Г. Б., Лебедев П. А., Стреляев В. С. Прикладная механика. — М.: Машиностроение, 1985 — 576с. С. А. Чернавский и др.. Курсовое проектирование деталей машин. — Машиностроение, 1987. — 146-152 с. В. Т. Павлище, Е. В. Харченко и др. Прикладная механика. — М.: Интеллект-запад, 2004 —

366 с.

Tagged with: , , ,
Posted in Прикладная механика
Перечень предметов
  1. Бухучет в ресторанном хозяйстве
  2. Введение в специальность 4к.2с
  3. Высшая математика 3к.1с
  4. Делопроизводство
  5. Информационные технологии в области
  6. Информационные технологии в системах качества стандартизаціісертифікаціі
  7. История украинской культуры
  8. Математические модели в расчетах на эвм
  9. Методы контроля пищевых производств
  10. Микробиология молока и молочных продуктов 3к.1с
  11. Микропроцессорные системы управления технологическими процессами
  12. Научно-практические основы технологии молока и молочных продуктов
  13. Научно-практические основы технологии мяса и мясных продуктов
  14. Общая технология пищевых производств 4к.2с
  15. Общие технологии пищевых производств
  16. Организация обслуживания в предприятиях ресторанного хозяйства
  17. Основы научных исследований и техничнои творчества
  18. Основы охраны труда
  19. Основы пидприемницькои деятельности и агробизнеса
  20. Основы физиологии и гигиены питания 3к.1с
  21. Пищевые и диетические добавки
  22. Политология
  23. Получения доброкачественного молока 3к.1с
  24. Прикладная механика
  25. Прикладная механика 4к.2с
  26. Теоретические основы технологии пищевых производств
  27. Технологический семинар
  28. Технологическое оборудование для молочной промышленности
  29. Технологическое оборудование для мьяснои промышленности
  30. Технология продукции предприятий ресторанного хозяйства
  31. Технология хранения консервирования и переработки молока
  32. Технология хранения, консервирования и переработки мяса
  33. Технохимическому контроль
  34. Управление качеством продукции ресторанного хозяйства
  35. Физика
  36. Физическое воспитание 3к.1с
Возможно Вы искали: