34) Валы и оси.

Вал предназначен для передачи крутящего момента, удержания детали, восприятия сил, действующих на деталь. Ось не предаёт крутящего момента.

Валы бывают:

по форме сечения:полые,сплошные

по форме геометрической оси: жёсткие, гибкие

по геометрии:ступенчатые, сплошные,прямые, непрямые (коленчатые – служащие для изменения видов движения).

по скорости: быстроходные, среднескоростные, тихоходные.

Переходные (от одного диаметра к другому) участки вала оформляются галтелью, канавкой для выхода шлифовального круга.

Такие участки наз-ся концентраторами напряжений.

Меры по снижению напряжений:

1. увеличение радиуса галтели

2. протачиванием разгрузочных канавок

3. деформационное упрочнение (наклёп)

Валы изготавливают на токарных станках с последующим шлифованием.

Передача нагрузок на вал от детали передаются:

1. крутящий момент (Т) – через шпонку, шлицы, посадку натягом, торцевые участки вала делают коническими (для простоты сборки – разборки)

2. рад сила передаётся непосредственно контактом ступицы детали на вал

3. осевые силы передаются упором в уступы на валу натягом гайками, стопорными пружинами, кольцами.

Критерии работоспособности: прочность и жёсткость. Статическая прочность обеспечивается коэф. запаса Sт, а циклическая прочность S. Жёсткость обеспечивается прогибом f, углом поворота Q, крутильная жёсткость φ.

35)Проектирование вала

Производится в 3 этапа:

1) Определение исходного диаметра вала из расчета на кручение

d_ВАЛА = С  ³T = ³(T / 0,2[])

2) Конструирование вала (эскиз)

36)Проверочный расчет вала

При проверочном расчете вала определяют запасы прочности в опасном сечении.

Коэффициент перегрузки КП = 2  TПУСК/TНОМ.

a) проверка на статическую прочность

Запасы прочности по пределу текучести но нормальным и касательным напряжениям:

Коэф запаса прочности по пределу текучести при совместном действии изгиба и кручения

б) проверка на усталостную прочность

Суммарное число циклов нагружения за ресурс вала:

N = 60n  nЗ  Lh , где Lh – ресурс работы передачи,

nЗ– число зубьев зацеплении, n– частота вращения.

Приведенное число циклов нагружения: NE = N H , где H – режим работы, НАПРЕССОВКИ = 6, ПРОЧИЕ КОНЦЕНТРАЦИИ = 9

Коэффициент долговечности:

в) параметры цикла изменения напряжения

При расчете вала на изгиб момент изменяется по симметричному циклу

При расчете вала на кручение вращающийся момент изменяется по отнулевому циклу: Коэффициент понижения допускаемых напряжений

Запасы прочности по пределу выносливости

;

Расчет вала на прочность

U = MU/W

КР = T/WP

37.Пошипники скольж-я.Общ.Свед-я.Практич-ий расчёт подшипников скольж-я полужидкостного трения.

Опорный участок вала называют цапфой. Форма рабочей по­верхности подшипника скольжения, так же как и форма цапфы вала, может быть цилиндрической (рис.16.1,а), плоской (16.1,б), конической(рис.16.1,в) или шаровой(рис..1-6.1,г).Цапфу, передающую радиальную нагрузку, называют шипом, если она расположена на конце, вала, и шейкой при расположении в середине вала. Цапфу, передающую осевую нагрузку, называют пятой, а опору (подшипника)—подпятником.

Подпятники работают обычно в паре с радиальными подшипниками (рис. 16.1, б). Большинство радиальных подшипников (рис. 16.1, а) могут воспринимать также и небольшие осевые нагрузки (фиксируют вал в осевом направлении). Для этого вал изготовляют ступенчатым с галтелями, а кромки подшипника закругляют. Подшипники с конической поверх­ностью (рис. 16.1, в) применяют редко. Их используют при небольших нагрузках в тех случаях, когда необходимо систе­матически устранять зазор от износа подшипника с целью сохранения точности механизма. Для этого на валу устанав­ливают коническую втулку, положение которой регулируют гайками. Так же редко применяют и шаровые подшипники. Эти подшипники допускают перекос оси вала, т. е. обладают свойством самоустановки. Их применяют преимущественно как шарниры в рычажных механизмах с периодическим поворотом в пределах ограниченных углов.

О бласть применения подшипников скольжения в современном машиностроении сократилась в связи с распространением подшипников качения. Однако значение подшипников скольжения в современной технике не снизилось. Их применяют очень широко, и в целом ряде конструкций они незаменимы. К таким подшипникам относятся: 1) разъемные подшипники, необходимые по условиям сборки, например для коленчатых валов; 2) высокоскоростные подшипники (v> 30 м/с), в условиях работы которых долговечность подшипников качения резко сокращается (вибрации, шум, большие инерционные нагрузки на тела качения); 3) подшипники прецизионных машин, от которых требуется особо точное направление валов и воз­можность регулировки зазоров; 4) подшипники, работающие в особых условиях (воде, агрессивных средах и т. п.), в которых подшипники качения неработоспособны из-за коррозии;

5) подшипники дешевых тихоходных механизмов и некоторые другие.

К подшипникам,работающим при полужидкостном трении, относятся подшипники грубых тихоходных мех-ов,машин с частыми пусками и остановками,неустановившемся режимом нагрузки,плохими условиями подвода масла и тому подобное.

Эти подшипники рассчитывают:

1)по условному давлению- подшипники тихоходные,работающие кратковременно с перерывами:

2)по произведению удельного давления в подшипнике на скорость скольжения, ха­рактеризующего нагрев-подшипники средней быстроходности

pv<[pv],

где Fr — радиальная нагрузка на подшипник, Н; d — длина подшипника и диаметр шейки вала, мм; v — скорость скольжения, м/с.

Скорость скольжения (м/с)

где п — частота вращения вала, мин

Расчет обычно выполняют как про­верочный, так как диаметр шейки вала находят при расчете вала, а длину под­шипника принимают.

Ограничение показателя [рv] в зна­чительной степени предупреждает од­новременно интенсивный износ, пере­грев и заедание подшипников скольже­ния. Допустимые значения [р] и [рv] приведены в табл.