Раздел второй детали и сборочные единицы передач

Занятие 20. ОСИ И ВАЛЫ

Назначение, конструкции и материалы

Д еталь, на которую насаживают (подвижно или неподвижно) вращающиеся устройства (блок, зубчатое колесо и др.), называют осью или валом. Оси и валы различаются между собой по условиям работы: ось не передает вращающего момента и работает только на изгиб. Ось может быть вращающейся, например ось блока, пока­занного на рис. 142,а, или неподвижной, например ось блока, изображенного на рис. 142, б. Вал всегда вращает­ся и всегда передает враща­ющий моменту, е. переда­ет механическую работу, например (рис. 143) вал ре­дуктора (а), кривошипный вал (б), коленчатый вал двигателя (в), вал зубча­той и ременной передачи (рис. 144).

Валы классифициру­ют: по назначению — валы передач, несущие

зубчатые колеса, шкивы, звездочки, муфты и другие детали или сборочные единицы передач; коренные валы машин, которые кроме деталей передач несут еще и рабочие органы производствен­ных машин или машин двигателей. Например, валы турбин, на которые насажены колеса или диски турбин; валы токарных и сверлильных станков, на которых установлены зажимные патроны; валы электродвигателей, на которые насажены роторы; коленчатые и кривошипные валы и т. д.;

по форме геометрической оси—прямые (рис. 143,а), получившие самое широкое распространение в различных отраслях машиностроения; кривошипные и коленчатые (рис. 143, б, в), исполь­зуемые не только для передачи момента, но и для преобразования возвратно-поступательного движения во вращательное (поршневые двигатели) или, наоборот, вращательного движения в возвратно-поступательное (насосы, станки); гибкие (рис. 145) с изменяемой формой геометрической оси, применяемые в разнообразных приводах

механизированного инструмента, например вал переносной свер­лильной или завинчивающей установки, а также в несиловых при­водах приборов, например спидометров и других приборов дистан­ционного измерения или управления. На рис. 145, а показаны

п роволочная навивка 1 вала и его сердечник 2, который для неуси- ленных валов после навивки вынимают. Гибкий вал обычного вида изображен на рис. 145,6. На рис. 145, в показана конструкция вала привода контрольно- го механизма (например, - ¹ тахометра);

по форме и кон­структивным при­знак а м—гладкие (см. рис. 144) постоянного по­перечного сечения (транс­миссионные, валы греб­ных винтов и др.); сту­пенчато-переменного попе­речного сечения (см. рис. 143) (валы большинства передач). Сюда же мож­но отнести шлицевые ва­лы (рис. 146), валы-червяки

(см. рис. 106, 109) и валы-шестерни (см. рис. 76).

Для уменьшения массы валы иногда делают полыми (рис. 147, а — фасонный прямолинейный, б —гладкий с шарниром Кардана).

Вал обычно работает на изгиб, кручение (вал прямозубого ре­дуктора, фрикционной, ременной и цепной передач) или на изгиб, кручение и осевое сжатие (растяжение) —вал косозубого цилинд­рического, конического и червячного редукторов.

Из сопротивления материалов известно, что балка, профиль сечения которой имеет форму кубической параболы (в плоскости действия изгибающего момента), одинаково сопротивляется изгибу по всей длине. На рис, 148 показана конструкция ступенчатого

вала (оси), имеющего форму, близкую к кубическому параболоиду, т. е. к балке равного сопротивления изгибу (штриховыми линиями показана кубическая парабола).

Соединение осей или валов с деталями передач (шкивами, зуб­чатыми колесами и т. п.), насаженными на них, осуществляется с

помощью шпонок (см.

а) йстаВнойшшт

В)

р ис. 143, а), шлицев (см. рис. 146), штифтов (рис. 149) и т. д. Насаженные на вал (ось) детали удер­живаются от сдвига в осе­вом направлении (косозу­бые цилиндрические, ко­нические и червячные зубчатые колеса и др.) с помощью буртов или за­плечиков на валу, специ­альных установочных ко­лец, распорных втулок, стопорных винтов и т. д.

Растлить

В алы и оси изготовля­ют из углеродистой (СтЗ, Ст4, Ст5, сталь 30, 35, 40, 45, 50) и легирован­ной (сталь 40Х, 40ХН, ЗОХНЗА, ЗОХГТ) сталей, значительно реже — из стального литья (сталь 35Л, 40Л, 45Л, 50Л) с со­ответствующей термиче­ской обработкой, а также качественного серого чу­гуна, высокопрочного чу­гуна, сплавов цветных ме­таллов (часы, приборы) и пластмасс.

Так как оси и ва­лы имеют круглое (сплош­ное) или реже кольце­вое поперечное сечение, то в качестве заготовок для их изготов­ления применяют круглый прокат при диаметре оси или вала, не превышающем 200 мм, или поковки при диаметре более 200 мм. При массовом (крупносерийном) производстве ступенчатые валы изго­товляют из штампованных заготовок. Оси и валы кольцевого сече­ния могут быть изготовлены из труб. Посадочные поверхности осей и валов обрабатывают на токарных и шлифовальных станках с ше-

роховатостью

f

W

«Г

*^пв о/ Высоте /о

\/\0,0f6\A

. ИВ2М... 280

Ццсло зубьЖ~

Угол наклона

Направление зуда

Исходный контур

Коэффициент смете -ни я исходного контура

Степень точности па CTC38W-77

Длина общей нормали

Допуск на кале дан ие длины общей нормали

Допуск на радиальное биение зубчатого венца

Допуск на колебание измерительного меж-осевого расстояния на одном зубе

Суммарное пятно контакта о зубья­ми измерительно-ъооу5чатого колеса

Делительный диаметр

Наибольшая окружная • скорость, м/о

Обозначение чертежа сопряженного колеса

30

1646'

Правое

ГОСТШ-бд

8-В

am

ото

0_}022

Не менее 50

Не менее 7 5

to

2. Неуказанные предельные отклонения ._т/1? размероб: валов-ло Ш; остальшх-ло±2~*