11. Валы и оси.

Вал – деталь машины, предназначенная для передачи крутящего момента вдоль своей осевой линии. В большинстве случаев валы поддерживают вращающиеся вместе с ними детали (зубчатые колеса, шкивы, звездочки и др.)., н В отдельных случаях валы изготовляют как одно целое с цилиндрической или конической шестерней (вал - шестерня) или с червяком (вал - червяк).

Ось – деталь машин и механизмов, служащая для поддержания вращающихся частей, но не передающая полезный крутящий момент. Оси бывают вращающиеся и неподвижные

Из определений видно, что при работе валы всегда вращаются и испытывают деформации кручения или изгиба и кручения, а оси – только деформацию изгиба.

По форме геометрической оси валы бывают прямые (гладкий и ступенчатый ), коленчатые и гибкие (с изменяемой формой оси). Простейшие прямые валы имеют форму тел вращения. На рис. 1 показан ступенчатый прямой вал. Ступенчатые валы являются наиболее распространенными. Для уменьшения массы или для размещения внутри других деталей, валы иногда делают с каналом по оси; в отличие от сплошных такие валы называют полыми.

Конструктивные элементы валов и осей .

Опорная часть вала или оси называется цапфой. Концевая цапфа называется шипом, а промежуточная – шейкой . Концевая цапфа, предназначенная нести преимущественную осевую нагрузку, называется пятой. Шипы и шейки вала опираются на подшипники , опорной частью для пяты является подпятник. По форме цапфы могут быть цилиндрическими, коническими, шаровыми и плоскими (пяты).

Кольцевое утолщения вала, составляющее с ним одно целое, называется буртиком. Переходная поверхность от одного сечения к другому, служащая для упора насаживаемых на вал деталей, называется заплечиком .

Для уменьшения концентрации напряжений и повышения прочности переходы в местах изменения диаметра вала или оси делают плавными.

Криволинейную поверхность плавного перехода от меньшего сечения к большему называют галтелью Галтели бывают постоянной и переменной кривизны. Галтель вала, углубленную за плоскую часть заплечика, называют поднутрением.

Форма вала по длине определяется распределением нагрузок, т.е. эпюрами изгибающих и крутящих моментов, условиями сборки, и технологией изготовления. Переходные участки валов между соседними ступенями разных диаметров нередко выполняют с полукруглой канавкой для выхода шлифовального круга.

12.Подшипники качения.

Подшипники, работающие по принципу трения качения, называются подшипниками качения. В настоящее время такие подшипники имеют наибольшее распространение. Подшипники качения стандартизованы и в массовых количествах выпускаются специализированными заводами. Подшипники качения изготовляют в большом диапазоне типоразмеров с наружным диаметром от 2 мм до 2,8 м и массой от долей грамма до нескольких тонн.

В большинстве случаев подшипники качения состоят из наружного и внутреннего кольца с дорожками качения, тел качения (шарики и ролики) и сепаратора, удерживающего тела качения на определенном расстоянии друг от друга. В некоторых случаях для уменьшения радиальных размеров одно или оба кольца подшипника могут отсутствовать; в этих случаях тела качения перемещаются непосредственно по канавкам вала или корпуса.

Достоинства подшипников качения: малые потери на трение и незначительный нагрев, малый расход смазки, небольшие габариты в осевом направлении, невысокая стоимость (массовое производство) и высокая степень взаимозаменяемости.

К недостаткам подшипников качения относятся: чувствительность к ударным и вибрационным нагрузкам, большие габариты в радиальном направлении, малая надежность в высокоскоростных приводах.

Классификация подшипников качения может осуществляться по многим признакам, а именно: По форме тел качения (шариковые, цилиндрические и конические роликовые, игольчатые); по числу рядов тел качения (однорядные, двухрядные и многорядные);

По направлению воспринимаемой нагрузки (радиальные, радиально – упорные, упорно – радиальные, упорные, комбинированные);

По возможности самоустановки (самоустанавливающиеся, несамоустанав-ливающиеся);

По габаритны размерам (серии диаметров и ширин);

По конструктивным особенностям (с контактным уплотнением, с защитной шайбой, с фланцем на наружном кольце и т.д.).

ГОСТ устанавливает для подшипников качения следующие классы точности (в порядке повышения точности): 0; 6; 5; 4 и 2. Нормальный класс точности обозначается цифрой 0, сверхвысокой класс точности обозначается 2. В общем машиностроении обычно применяют подшипники класса точности 0.