ОСИ И ВАЛЫ (ОВ) (2014)
1. Общие сведения.
В механических передачах, различных узлах машин содержится ряд деталей, предназначенных для поддержания вращающихся элементов машин – шкивов, звездочек, зубчатых и червячных колес и т.д. Эти детали называются осями и валами.
Ось – деталь, служащая для удержания колёс и центрирования их вращения.
Вал – ось, передающая вращающий момент.
Не следует путать понятия "ось колеса" - это деталь и "ось вращения" - это геометрическая линия центров вращения.
Вал отличается от оси только тем, что передает вращающий момент от одной детали к другой, а ось не передает.
По
конструкции оси и прямые валы мало
отличаются друг от друга, но характер
их работы существенно различен: оси
являются поддерживающими деталями и
воспринимают только изгибающие нагрузки;
валы представляют собой звенья механизма,
передающие вращающие моменты и, помимо
изгиба, испытывающие кручение. 
Оси могут быть неподвижными или вращаться вместе с насаженными на них деталями.
Нагрузки, воспринимаемые осями и валами, передаются на корпуса, рамы или станины машин через опорные устройства – подшипники.
Части
валов и осей, непосредственно
соприкасающиеся с подшипниками, носят
общее наименование цапф.
Цапфу, расположенную на конце вала, называют шипом, а на средней части вала – шейкой.
Цапфы,
передающие на опоры осевые нагрузки,
называют пятами.
2.Классификация ов
1. По конструкции различают:
-
Гладкие ОВ,
-
Ступенчатые или фасонные, (см. рис),
а также
-
Сплошные
-
Полые.
Образование ступеней связано с закреплением деталей на валу или самого вала в осевом направлении, а также с возможностью монтажа детали при посадках с натягом. Полыми валы изготовляют для уменьшения массы или в тех случаях, когда через вал пропускают другую деталь, подводят масло и пр.
2. По назначению различают:
-
валы передач
-
коренные валы машин, несущие, кроме деталей передач, рабочие органы машин. Пример коренных валов – это валы турбин, на которые насажены турбинные диски; валы электродвигателей, несущие роторы.
В курсе “ Детали машин и основы конструирования” в основном рассматривают валы передач, на примере которых раскрываются общие свойства всех валов.
3. По форме геометрической оси различают:
-
прямые ОВ, (с прямой осью)
-
эксцентриковые, (со смещенной осью)
-
коленчатые (с ломаной осью)
-
гибкие (с криволинейной осью)
Эксцентриковые и коленчатые валы применяют в машинах - двигателях и в машинах - орудиях, в частности, в автомобильных двигателях и в кузнечно- прессовых машинах. Их использование связано с преобразованием вращательного движения в возвратно-поступательное или наоборот.
-
Гибкие валы, которые предложил шведский инженер Карл де Лаваль ещё в 1889 г., имеют изменяющуюся форму геометрической оси, их применяют в приводах механизированного инструмента, приводах дистанционного управления и т.п.
-
Коленчатые, эксцентриковые и гибкие валы относятся к специальным деталям машин, поэтому в данном курсе рассмотрены только прямые валы.
-
Особую группу составляют валы-шестерни и валы червяки (шестерня или червяк изготовлены заодно с валом), шлицевые валы и валы с профильными участками.
Чаще
всего в машиностроении используются
ступенчатые
валы. Это обусловлено:
-
стремлением получить вал, приближающийся к форме бруса равного сопротивления;
-
конструктивными соображениями (удобством сборки и разборки деталей на валу);
-
необходимостью осевой фиксации насаживаемых на вал деталей.