21. Валы и оси.Проверочные расчеты.

Валом называют деталь (как правило, гладкой или ступенчатой ци­линдрической формы), предназначенную для поддержания установленных на ней шкивов, зубчатых колес, звездочек, катков и т. д., и для передачи вра­щающего момента.

При работе вал испытывает изгиб и кручение, а в отдельных случаях помимо изгиба и кручения валы могут испытывать деформацию растяже­ния (сжатия).

Некоторые валы не поддерживают вращающиеся детали и работают только на кручение.

Вал 1 (рис.1) имеет опоры 2, называемые подшипниками. Часть вала, охватываемую опорой, называют цапфой. Концевые цапфы именуют ши­пами 3, а промежуточные — шейками 4.

Осью называют деталь, предназначенную только для поддержания ус­тановленных на ней деталей.

В отличие от вала ось не передает вращающего момента и работает только на изгиб. В машинах оси могут быть неподвижными или же могут вращаться вместе с сидящими на них деталями (подвижные оси).

Классификация:

Виды валов:  1) коренные,  2) шпиндели,  3)трансмиссионные. По форме геометрической оси валы бывают: 1) прямые, 2) коленчатые; 3)гибкие. По типу сечения валы бывают: 1) сплошные; 2) полые. Оси бывают вращающиеся и неподвижные.

Проверочный расчет для валов - расчёт на сопротивление усталости - является основным расчётом на прочность. Основными нагрузками на валы являются силы от передач через насаженные на них детали: зубчатые или червячные колёса, звёздочки, шкивы. Проверочный расчет вала производится с применением гипотез прочности.Условие прочности в этом случае имеет вид:

где М_экв — так называемый эквивалентный момент. При гипотезе наибольших касательных напряжений (иначе — тре¬тья гипотеза)

При гипотезе потенциальной энергии формоизменения (иначе — пятая гипотеза)

где в обеих формулах М_к и М„ — соответственно крутящий и суммарный изгибающий моменты в рассматриваемом сечении вала. Числовое зна¬чение суммарного изгибающего момента равно геометрической сумме изгибающих моментов, возникающих в данном сечении от вертикально и горизонтально действующих внешних сил, т. е.

22. Подшипники качения.

Подшипники    качения, в которых используется трение качения благодаря установке шариков или роликов между подвижным и неподвижным кольцами подшипника.

Подшипники качения делятся:

• по форме тел качения: - на шариковые и роликовые с цилиндрическими (короткими и длинными), витыми, игольчатыми, бочкообразными и коническими роликами;

• по числу рядов тел качения - на одно-, двух- и четырехрядные;

• по способу компенсации перекосов вала - на несамоустанавливающиеся и самоустанавливающиеся;

• по способности воспринимать нагрузку преимущественно того или иного направления - на радиальные, радиально-упорные и упорные;

• по габаритам при одинаковом внутреннем диаметре - на серии: сверхлегкую, особолегкую, легкую, среднюю и тяжелую;

• по ширине подшипника - на узкие, нормальные, широкие и особоширокие.

Маркировка:

6

5

4

3

2

1

1. диаметр отверстия, один знак;

2. серия диаметров, один знак;

3. знак ноль;

4. тип подшипника, один знак;

5. конструктивное исполнение, два знака;

6. размерная серия (серия ширин или высот), один знак.

Основные параметры подшипников:

• Максимальные динамическая и статическая нагрузка (радиальная и осевая).

• Максимальная скорость (оборотов в минуту для радиальных подшипников).

• Посадочные размеры.

• Класс точности подшипников.

• Требования к смазке.

• Ресурс подшипника до появления признаков усталости, в оборотах.

• Шумы подшипника

• Вибрации подшипника

Выбор подшипника осуществляется в следующей последовательности: принимают тип и внутренний диаметр (по валу) подшипника; вычисляют по (4) эквивалентную нагрузку; по заданной долговечности и рассчитанной эквивалентной нагрузке определяют по (2) расчетную динамическую грузоподъемность. Далее по каталогам подбирают размеры (серию, ширину) подшипника намеченного типа с учетом того, чтобы при выбранном диаметре d выполнялось условие (1). При намеченном типе и внутреннем диаметре подшипника условие С_p C_adm обеспечивается переходом от легких серий подшипника к более тяжелым. Иногда условие (1) обеспечивают изменением типа или внутреннего диаметра подшипника.

Расчет подшипников качения базируется на двух критериях:

1. Расчет на ресурс (долговечность) по усталостному выкрашиванию.

2. Расчет на статическую грузоподъемность по окончательным деформациям.