10. Валы и оси.

Детали на которые устанавливаются вращающиеся части машин – валы/оси. На валах и осях размещают вращающиеся детали: зубчатые колеса, шкивы, барабаны и т. и. Классификации валов: по геометрической форме (прямые, коленчатые и гибкие); по конструкции (гладкие, ступенчатые).Вал отличается от оси тем, что передает вращающий момент от одной детали к другой, а ось не передает.

Вал все­гда вращается, а ось мо­жет быть вращающейся или не вращающейся Различают валы пря­мые, коленчатые и гиб­кие. Наибольшее распространение имеют прямые валы. Коленчатые валы применяют в поршневых машинах. Гибкие валы допускают передачу вращения при больших перегибах (например, в зубоврачебных бормашинах). Коленчатые и гибкие валы относят к специаль­ным деталям. По конструкции различают валы и оси гладкие, фасонные, или ступенчатые, а также сплошные и полые. Образование ступеней на валу связано с закреплением деталей 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. Критерии работоспособности.

Оси в процессе работы могут испытывать постоянные и переменные нагрузки. Валы испытывают только переменные нагрузки. На ось действуют – изгибающие моменты, на валы – изгибающие и крутящие моменты. Сжимающие, растягивающие силы не значительны и в большинстве расчетов не учитываются. Валы рассчитываются на прочность, колебания, жесткость – критерии работоспособности. При проектном расчете обычно известны крутящий момент Т или мощность Р и частота вращения n_t нагрузка и размеры основных деталей, расположенных на валу (например, зубчатых колес). Требуется определить размеры и материал вала. Валы рассчитывают на прочность, жесткость и колебания. Основной расчетной нагрузкой являются моменты Т и М, вызывающие кручение и изгиб. Влияние сжимающих или растягивающих сил обычно мало и не учитывается. Расчет осей является частным случаем расчета валов при Т=0. Для выполнения расчета вала необходимо знать его кон­струкцию (места приложения нагрузки, расположение опор и т. п.). В то же время разработка конструкции вала невоз­можна без хотя бы приближенной оценки его диаметра.

11. Подшипники качения и скольжения.

Подшипники - опорное устройство, предназначены для поддерживания осей и валов. Они воспринимают радиальные и осевые нагрузки, приложенные к валу, и сохраняют заданное положение оси вращения вала Подшипники классифицируют по виду трения и восп­ринимаемой нагрузке. По виду трения различают: подшипники скольжения, у ко­торых опорный участок вала скользит по поверхности подшип­ника; подшипники качения, у которых трение скольжения заменяют трением качения посредством установки шариков или роликов между опорными поверхностями подшипника и вала.

Подшипники качения состоят из двух колец, тел качения (различной формы) и сепаратора (некоторые типы подшипников могут быть без сепаратора), отделяющего тела качения друг от друга, удерживающего на равном расстоянии и направляющего их движение. По наружной поверхности внутреннего кольца и внутренней поверхности наружного кольца (на торцевых поверхностях колец упорных подшипников качения) выполняют желоба — дорожки качения, по которым при работе подшипника катятся тела качения.

Подшипники качения работают преимущественно на трение качения (имеются только небольшие потери на трение скольжения между сепаратором и телами качения) поэтому по сравнению с подшипниками скольжения снижаются потери энергии на трение и уменьшается износ. Закрытые подшипники качения (имеющие защитные крышки) практически не требуют обслуживания (замены смазки), открытые — чувствительны к попаданию инородных тел, что может привести к быстрому разрушению подшипника.

Недостатки: отсутствие разъемных конструкций, сравнительно большие радиальные габариты, ограниченная быстроходность, низкая работоспособность при вибрационных и ударных нагрузках.

Нагружающие подшипник силы подразделяют на: радиальную, действующую в направлении, перпендикулярном оси подшипника. осевую, действующую в направлении, параллельном оси подшипника