Лекции по детали машин / Лекция 09

Лекция № 9 (2 часа)

Валы и оси

План лекции:

1. Общие сведения. Проектный расчет валов.

2. Проверочные расчеты валов на прочность.

3. Расчет на жесткость.

1. Валы и оси – являются вращающихся деталей передач (зубчатых колес, шкивов и т.п.) Валы в отличие от осей всегда передают вращающий момент от одной детали к другой. Вал при этом всегда вращается, а ось может быть и неподвижной (рис. 1)

Рис. 1

Среди различного типа валов: прямых, коленчатых и гибких, наибольшее распространение имеют первые.

По конструкции валы и оси подразделяются на:

• Ступенчатые, гладкие, фасонные.

• Сплошные и полные.

Прямые валы и оси обычно изготавливают из углеродистых сталей.

Проектный расчет валов

Исходные данные: Т или Р; n; размеры основных деталей и их нагрузка.

Требуется определить: размеры и материал вала.

Порядок решения:

1. Предварительно оценивают наименьший диаметр вала d из расчета на прочность:

(20…35)МПа

2. Разрабатывают конструкцию вала

- определяются, исходя из конструкции узла, размеров подшипников и т.д. (подробнее при КП).

3. Задаваясь материалом, выполняют проверочный расчет (разрабатывают конструкцию вала на прочность, жесткость и колебания).

Так как для среднескоростных валов расчеты на колебания дают обычно довольно положительные результаты, то оси не рассматриваются.

2. Проверочные расчеты валов на прочность (расчеты для осей являются частным случаев расчетов для валов при Т=0)

1. Выбирается расчетная модель вала, например двухопорные балки.

2. Рассчитывается:

,

где

;

3.

Рис. 2

3. Упругие перемещения валов отрицательно влияют на работу с ними зубчатых колес и т.п.

Рис. 3

град

Значения J, , определяются по формулам сопромата.