Расчёт валов на прочность:

Валы рассчитывают на совместное действие кручения с изгибом, рассматривая вал как балку на шарнирных опорах. Влияние сжимающих и растягивающих сил обычно пренебрегают в виду их малости.

Проектный расчёт вала.

При проектном расчёте обычно известны: крут. момент или мощность и частота вращения, нагрузки и размеры основных деталей, распол. на валу. Требуется определить размеры вала и материал.

Предварительно оценивается средний диаметр вала исходя из расчета только на кручение при пониж. допускаемых напряжениях.

Т – крут. момент, кот. передает вал [Н·м]

Зная диаметр конца вала, при помощи конструирования вала опред. все остальные размеры и намечают конструктивные элементы.

Проверочный расчёт вала проводиться в 2 этапа:

1. расчет на статическую прочность – кратковременна перегрузка;

2. расчет на выносливость(на сопротивление усталости) – расчет вала при длит. циклическом нагружении с учетом переменности нагрузки и конц-ии напряжений.

Проверочный расчет на статическую прочность:

В случае кратковременной перегрузки, нагрузка считается постоянной. В этом расчете опасным явл. сечение, где набл. наиб. эквивалентное напряжение(σ_экв).

Расчет на сопротивление усталости:

Этот расчет проводиться с учетом переменности нагрузки и конц-и напряжений.

Понятие о концентрации напряжений:

В местах резких изм-й формы детали появл. местные допол. напряжения, кот. влияют на выносливость вала. Эти резкие переходы называют концентраторами напряжений.

На валу различают след. виды концентраторов напряжений:

1. ступенчатый переход с одного диаметра на другой;

2. шпоночный паз;

3. отверстие в валу.

На практике трудно определить опасное сечение и приходиться рассчит. неск. сечений, в кот. есть концентраторы:

1. составляется расчетная схема;

2. строятся эпюры изгибающих и крутящих момоентов;

3. намечаются опасные сечения;

4. для каждогосечения опред. запас прочности(S);

5. дальнейшие расчеты проводятся по мин. запасу прочности в сечении(S_min).

Расчет валов на жесткость:

Допускаемые упругие перемещения зависят от конкретных требований к конструкции и опр. индивидуально в каждом конкретном случае.

Для валов цилиндр. зуб. передач допускаемый прогиб = : f=0,01*m, где m – модуль зацепления.

Для валов конич. зуб. передач допускаемый прогиб: f=0,005*m.

Подшипники качения.

Подшипники явл. опорами валов и вращ-ся осей.

Подшипники воспринимают силы, прилож. к валу(оси), и передают их на корпус машины.

В зав-ти от вида трения подшипники делят на:

1. Подшипники скольжения;

2. Подшипники качения; (трения качения << трения скольжения)

В зав-ти от направления воспринимаемой нагрузки разлияают:

1. Радиальные подшипники;

2. Подпятники (упорные подшипники);

3. Радиально-упорные подшипники.

Классификация под-ков качения:

1. По форме качения:

а) шариковые(тело кач. – шар);

б) роликовые(ролик).

Ролики могут быть цилиндрическими (радиальные подшипники), коническими (радиально-упорные п.) или бочкообразными (рад. самоустанавливающиеся п.).

в) игольчатые – явл. разновидностью роликовых подшипников(прим. в местах где ограниченно место для п.)

2. По воспринимаемой нагрузке:

а) радиальные (воспр. рад-ую нагр.);

б) упорные ( воспр.осевую нагрузку);

в) радиально-упорные.

3. По числу рядов тел качения:

а) однорядные;

б) двухрядные;

в) четырехрядные.

4. По классам точности: 0-норм. точности; 6-повыш. точности; 5-высокой точности; 4-особо выс. точности; 2-сверх выс. точности.

5. По грузоподъемности:

а) особо легкая серия;

б) легкая серия;

в) тяжелая серия;

г) легкая широкая серия;

д) средняя широкая серия.

Подшипник качения сост. из: колец; тел качения; сепаратора(мож. отсутствовать).

Типы под-ков качения:

d_внmin=4мм; d_внmax=2м.

Использование под-ков качения позволяет: 1. упростить систему смазки; 2. упростить обслуживание под-ков; 3. обеспечить хор. работу при переходных и пусковых режимах.

Недостатки:

1. Отсутствие разъемных конструкций;

2. большие радиальные габариты;

3. ограниченная быстроходность;

4. низкая работоспособность при вибрациях и ударах;

Материалы:

1. Кольца и тела качения:

а) высокоугл. хромистые подшипниковые стали(ШХ15; Ш20СГ);

б) цементуемые стали(18ХГТ).

2. Сепараторы – малоугл. стали, латунь, неметалл. материалы.

Смазка:

Применяется жидкая смазка (инструментальные, трансформаторные или моторные масла малой вязкости) и пластичные смазки(солидол, литол и др.).

Основные критерии работоспособности и расчета:

1. Усталостное выкрашивание – появл. у под-ков после длит. времени работы в норм. уcл.

2. Износремени работы в норм. ание - асчета:альные, трансформаторные или моторные масла малой вязкости) и пластичные смазки(солидол, ли – появл. при недост. защите абразивных частиц

3. Разрушение сепараторов

4. Раскалывание колей и тел качения

5. Пластическая деформация беговых дорожек