Валы и оси.

Они служат для поддержания вращающихся на них деталей (звезды, зуб колес, шкивы). Вал отличается от оси тем, что передает крут момент; а ось не передает и работает только на изгиб. Вал работает на изгиб и кручение. Опорами валов и осей служат подш-ки (скольжения, качения). Опорные пов-сти вала под подшипники наз цапфами. Цапфы по концам вала наз шипами, а в середине шейками. Для осевой фиксации посаженых на вал деталей служат уступы на валу и бурты, при этом переход от одного диаметра к другому выполняют по радиусу который наз галтелью. Для угловой фиксации посаженых на вал деталей применяют шпонки, для чего на валу изготовляется шпоночный паз. Если фиксация осущ-ся с помощью шлиц соед-ия, на валу нарезают шлицы. Посадочные пов-сти вала шлифуют и для выхода инструмента выполняют проточки.

Классификации валов

1.По форме осевой линии

-прямолинейные

-непрямолинейные (колен вал)

-криволинейные (гибкий вал бур машины)

-составные (кардан, трансмиссия)

2.По характеру изменения цилиндр-ой пов-сти

-гладкие

-ступенчатые

-фасонные (ШНЭК, вал-червяк, вал-шестерня)

Материалы валов.

Для неответственных валов испол-ют низкоуглеро-ую сталь (Ст-5); для ответственных валов – качественная углерод-ая сталь (Сталь 45) если d вала ≤80мм; если >80 то Сталь 40Х, 45Х. материалы фасонных валов опред-ся материалами шестерни или червяка. Термообработка – улучшение. Если в качестве опор вала примен-ся подш-ки скольжения то используют износостойкие стали (Сталь 20Х, Сталь20).

Критерии работоспособности. Виды расчета валов.

1.Статическая прочность – обеспечивается размерами, материалами вала. Расчет носит проверочный и проектировочный характер.

2.Долговечность – обеспечивается размерами, материалом, снижением шерох-сти и концентратором напряжений. Расчет носит проверочный характер.

3. Жесткость – обеспечивается размерами схемы установки подшипников. Расчет носит проверочный характер. Такой расчет проводится для валов червяков, т к червяч передача очень чувст-на к его прогибу.

4.Виброустойчивость – расчет вала на колебания, проводится для валов работающих с высокими частотами вращения.

Условный расчет вала.

Это проектировочный расчет вала с целью предварительного определения его диаметра из условия работы на кручение. В этом расчете изгиб вала учитывается косвенно с занижением допускаемых напряжений на кручение. τ_кр=Т/W_p≤ [τ]_кр, W_p=πd³_В/16. Диаметр входного уч-ка вала может быть определен по известному диаметру того вала с которым соед рассматри-ый вал. Это связано с тем что они передают один и тот же крут момент. По предварит диаметру по рекомендациям разраб конструкция вала, опред тип опор ориентировочно конструктивно назначаются подшипники затем по конструкции вала разраб расчетная схема и проводится проверочный расчет вала с учетом изгиба при этом если необходимо в конструкцию вносятся изменения.

Допущения вводимые при расчете валов.

1. рассматр-ся как балка на шарнирных опорах

2.Распределеные силы, действующие по ширине посаженых на вал деталей заменяются сосредоточенными приложенными в середине ширины детали.

3.Реакции в опорах приклад-ся в середине ширины подшипников с учетом их угла контакта.

4.Не учитывается вес валов и посаженых на вал деталей

5.Не учитываются напряж растяжения (сжатия) от осевых сил, действующих на вал.

Достоинства подшипников качения:

• низкое трение, низкий нагрев;

• экономия смазки;

• высокий уровень стандартизации;

• экономия дорогих антифрикционных материалов.

Недостатки подшипников качения:

• высокие габариты (особенно радиальные) и вес;

• высокие требования к оптимизации выбора типоразмера;

• слабая виброзащита, более того, подшипники сами являются генераторами вибрации за счёт даже очень малой неизбежной разноразмерности тел качения.

Классификация ПК.

1.По форме тел качения

-шариковые

-роликовые

2.По характеру воспринимаемой нагрузки.

-радиальные воспринимают только радиал нагрузку направлен перпен оси подш (РПК)

-радиально-упорные воспринимают радиал F_r и осевую F_a нагрузки но F_r> F_a (РУПК)

-упорно-радиальные воспринимают и осевую и радиальную нагрузку но F_a> F_r

-упорные воспринимают только осевую нагрузку F_a (УПК)

3.По числу рядов тел качения

-одно

-двух

-трех

-четырех рядные

4.По способности устанавливаются

-несамоустанавливающиеся ПК

-самоустанавливающ-ся сферические (применяются когда подшипники расположены в разн корпусах)

5.По габаритным размерам в радиальном направлении делятся на серии диаметров

-сверхлегкая

-особолегкая

-легкая

-средняя

-тяжелая

6.По габаритным размерам по ширине делятся на серии ширины

-узкая

-нормальная

-широкая

-особоширокая

7.По степени точности делятся на классы: 0;6;5;4;2ОТ