16) Ориентировочный и приближённый расчёт валов
При ориентировочном расчёте определяем диаметр вала из условия работы его на кручение. При этом расчёте не учитываем деформацию изгиба, концентрацию напряжения и характер нагрузки
Приближенный расчет вала является проектным, так как при его выполнении из условия прочности определяются диаметры вала в характерных сечениях.
Данный
расчет более точен, чем ориентировочный,
так как при выборе допускаемых напряжений
учитываются механические характеристики
выбранного материала вала: предел
выносливости при симметричном цикле
нагружения 
и предел прочности 
15. Валы и оси
На валах устанавливают вращающиеся детали: зубчатые колеса, шкивы, звездочки и т.д.
Вал передает вращающий момент и поддерживает сидящие на нем детали, поэтому работает на кручение и изгиб. Некоторые типы валов не поддерживают вращающих деталей (карданные валы, соединительные валы) и работают только на кручение.
По геометрической форме валы делятся на прямые , коленчатые и гибкие .
Коленчатые валы служат для преобразования возвратно поступательного движения во вращательное или, наоборот, вращательного движения в возвратно-поступательное (двигатели внутреннего сгорания, поршневые компрессоры, лесопильные рамы).
Гибкие валы применяются для передачи вращения под разными углами. Они состоят из нескольких стальных плотно наложенных друг на друга проволочных слоев с чередующимся направлением навивки. Каждый слой навивки гибкого вала состоит из 4... 12 проволок, диаметр которых выбирают в зависимости от назначения вала в пределах
0,5.. .2 ,6 мм..
В отличие от валов оси служат только для поддержания сидящих на них вращающихся деталей. Оси не передают вращающие моменты и не испытывают кручение. Этим они отличаются от валов. Оси работают на изгиб. Оси могут быть неподвижными или вращающимися с насаженными на них деталями По типу сечения валы и оси могут быть сплошными и полыми.
Участки валов и вращающихся осей, которыми они опираются на подшипники, называются цапфами. Цапфы по форме могут быть цилиндрическими,
реже коническими и сферическими. Существуют три типа цапф: шипы, шейки и пяты.
Шип - это цапфа, расположенная на конце вала или оси и передающая на опору (подшипник) преимущественно радиальную нагрузку.
Шейка - это цапфа, расположенная на некотором расстоянии от конца вала и передающая на опору преимущественно радиальную нагрузку. Опорами для шипов и шеек служат подшипники.
Посадочными поверхностями валов называют поверхности, на которые насаживают ступицы шкивов, зубчатых колес, звездочек, полумуфт. Они бывают цилиндрическими и коническими.
Галтель - это плавный переход от одного диаметра к другому. Она уменьшает концентрацию напряжений.
Канавка представляет углубление определенного профиля. Она облегчает выход режущего инструмента при изготовлении ступеней валов, но повышает концентрацию напряжений.
Кольцевое утолщение на валу называют буртиком. Плоские поверхности буртика называют заплечиками
Кольцевое утолщение на валу называют буртиком. Плоские поверхности буртика называют заплечиками.
Валы и оси должны быть прочными, жесткими, упругими и хорошо обрабатываться. Их изготавливают из углеродистых и легированных сталей. Для валов и осей, не подвергающихся термической обработке, применяют углеродистые стали СтЗ, Ст4, Ст5, сталь 25; для термообрабатываемых валов широкое применение нашли среднеуглеродистые стали 45, 50 и легированные 40Х, 40ХН. Для высоконагруженных валов, работающих в ответственных механизмах, применяют легированные стали 12ХНЗА, 18ХГТ, 20ХН2М. Валы и оси подвергают следующим видам термообработки: закалке с высокотемпературным отпуском (улучшение) или поверхностной закалке ТВЧ с низкотемпературным отпуском. В качестве заготовок для стальных валов диаметром до 150 мм обычно используют круглый прокат, а для валов диаметром более 150 мм и сложной формы - поковки. Тяжело нагруженные коленчатые валы сложной формы иногда изготавливают из высокопрочного чугуна, например из чугуна ВЧ-50-2. Валы и оси подвергают обработке на токарных станках с последующим шлифованием цапф и посадочных поверхностей.