">
">
">
">
">
">
">
">
">
">
">
">
">
">
">
">
">
">
Ваша реклама может быть здесь!
Наши лучшие работы:
Валы и оси
Назначение, конструкция и материалы валов и осей
По конструкции оси и валы аналогичны и выполняются в виде стержней различных сечений из проката, поковок и штамповок. Различие между осью и валом заключается в том, что ось крутящих моментов не передает и работает только на изгиб. Вал работает не только на изгиб, но и на кручение. Оси бывают вращающиеся и невращающиеся.
Оси и валы имеют участки, которыми они входят в соприкосновение с опорами, называемые цапфами. Цапфа, расположенная на конце вала или оси, называется шипом, а в средней части — шейкой. Участки валов или осей, на которых закрепляют детали, называются головками. Цапфы, воспринимающие осевую нагрузку, называются пятами.
Расчет оси. Расчет оси на прочность производится по результирующему изгибающему моменту, полученному методом геометрического сложения, если силы действуют под углом, и методом арифметического сложения, если силы действуют в одной плоскости. Силы, действующие под углом, предварительно раскладывают на горизонтальные и вертикальные составляющие и находят изгибающий момент от каждой силы в отдельности.
Длинные оси кроме расчета на прочность проверяют на жесткость (прогиб в пролете).
Валы бывают тихоходные и быстроходные, легко- и тяжелонагруженные. Кроме прямых валы бывают коленчатые и гибкие. Прямые валы делятся на короткие и длинные. Коленчатые валы используют в двигателях внутреннего сгорания, механических прессах, а гибкие — применяют для привода механизмов, удаленных от источника энергии на значительные расстояния. Гибкие валы состоят из стального сердечника и пяти слоев навивки из стальных проволочек. Нечетные слои имеют правую навивку, а четные — левую. Это делается для того, чтобы при вращении вала внутренние слои не раскручивались, а уплотнялись.
Для выполнения точного расчета вала, который производят на усталость при совместном действии изгиба и кручения не всегда бывает достаточно данных, поэтому предварительно производят приближенный расчет вала на кручение.
Валом называют деталь (как правило, гладкой или ступенчатой цилиндрической формы), предназначенную для поддержания установленных на ней шкивов, зубчатых колес, звездочек, катков и т. д., и для передачи вращающего момента.
При работе вал испытывает изгиб и кручение, а в отдельных случаях помимо изгиба и кручения валы могут испытывать деформацию растяжения (сжатия).
Некоторые валы не поддерживают вращающиеся детали и работают только на кручение.
Вал 1 (рис.1) имеет опоры 2, называемые подшипниками. Часть вала, охватываемую опорой, называют цапфой. Концевые цапфы именуют шипами 3, а промежуточные — шейками 4.
Рис.1. Прямой вал: 1 — вал; 2 — опоры вала; 3 — цапфы; 4 — шейка
Осью называют деталь, предназначенную только для поддержания установленных на ней деталей.
В отличие от вала ось не передает вращающего момента и работает только на изгиб. В машинах оси могут быть неподвижными или же могут вращаться вместе с сидящими на них деталями (подвижные оси).
Не следует путать понятия "ось колеса", это деталь и "ось вращения", это геометрическая линия центров вращения.
Рис.2. Конструкции осей:
а — вращающаяся ось; б — неподвижная ось
Формы валов и осей весьма многообразны от простейших цилиндров до сложных коленчатых конструкций. Известны конструкции гибких валов, которые предложил шведский инженер Карл де Лаваль ещё в 1889 г.
Форма вала определяется распределением изгибающих и крутящих моментов по его длине. Правильно спроектированный вал представляет собой балку равного сопротивления. Валы и оси вращаются, а следовательно, испытывают знакопеременные нагрузки, напряжения и деформации (рис.3). Поэтому поломки валов и осей имеют усталостный характер.
Рис. 3. Колебания изгибных напряжений оси колёсной пары в движении
а – на малой скорости; б – на эксплуатационной скорости
Классификация валов и осей
По назначению валы делят на валы передач (на них устанавливают детали передач) и коренные валы (на них устанавливают дополнительно еще и рабочие органы машины).
Рис.4. Типы валов: а — кривошипный вал: б — коленчатый вал; в — гибкий вал;
г — телескопический вал; д — карданный вал
Форма валов и осей разнообразна и зависит от выполняемых ими функций. Иногда, валы изготавливаются совместно с другими деталями, например, шестернями, кривошипами, эксцентриками.
По геометрической форме валы делят на: прямые (см. рис. 1); кривошипные (рис.4, а); коленчатые (рис.4, б); гибкие (рис.4, в); телескопические (рис.4, г); карданные (рис.4, д). Кривошипные и коленчатые валы используют для преобразования возвратно-поступательного движения во вращательное (поршневые двигатели) или наоборот (компрессоры); гибкие — для передачи вращающего момента между узлами машин, меняющими свое положение в работе (строительные механизмы, зубоврачебные машины и т. п.); телескопические — при необходимости осевого перемещения одного вала относительно другого.
Гибкие валы изготавливаются многослойной навивкой стальной пружинной проволоки на тонкий центральный стержень. Они сохраняют достаточную гибкость лишь при небольших диаметрах, так как при увеличения диаметра момент инерции сечения, а, следовательно, и жесткость резко возрастают, Поэтому при всех положительных качествах и удобстве привода, такие валы не могут передавать сколько-нибудь значительной мощности и имеют сравнительно узкое применение.
Оси обычно изготовляют прямыми. Наиболее широко распространены в машиностроении прямые валы и оси. Коленчатые и криволинейные валы относятся к специальным деталям и в настоящем курсе не изучаются.
По конструктивным признакам: гладкие валы и оси (см. рис.2); ступенчатые валы и оси (см. рис.1); валы-шестерни; валы-червяки.
Для осевого фиксирования деталей на валу или оси используются уступы, буртики, конические участки, стопорные кольца, распорные втулки, которые могут монтироваться в одном комплекте с другими деталями.
Наиболее удобны для сборки узлов ступенчатые валы: уступы предохраняют детали от осевого смещения и фиксируют их положения при сборке, обеспечивают свободное продвижение детали по валу до места ее посадки. Желательно, чтобы высота уступов допускала разборку узла без вынимания шпонок из вала. Диаметры посадочных участков должны быть выполнены по ГОСТ 6636-69, поскольку на эти диаметры существуют калибры массового производства.
Для обеспечения необходимого вращения деталей вместе с осью или валом применяют шпонки, шлицы, штифты, профильные участки валов и посадки с натягом.
По типу сечения валы и оси бывают; сплошные (см. рис.2, а); полые (см. рис.2, б); комбинированные (рис.4, г). Применение полых валов приводит к существенному снижению массы и повышению жесткости вала при той же прочности, но изготовление полых валов сложнее сплошных. Полыми валы изготовляют и в тех случаях, когда через вал пропускают другую деталь, подводят масло.
Участки 1 осей и валов (рис.5), которыми они опираются на подшипники при восприятии осевых нагрузок, называют пятами. Опорами для пят служат подпятники 2. Посадочные поверхности валов и осей под ступицы насаживаемых деталей называют цапфами и выполняют цилиндрическими, коническими или шаровыми (рис.6). При этом принято называть промежуточные цапфы шейками, концевые — шипами. Широкое распространение в машиностроении получили цилиндрические цапфы; конические и шаровые цапфы применяют редко.
Рис. 5. Опора вертикального вала: 1 — пята; 2 — подпятник
Рис. 6. Цапфы: цилиндрические - а; конические – б; шаровые – в
Переходные участки между двумя диаметрами выполняют: 1) с галтелью постоянного радиуса; 2) с галтелью переменного радиуса. Такая галтель снижает концентрацию напряжений и увеличивает долговечность. Применяется она на сильно нагруженных участках валов и осей.
Конструктивные разновидности переходных участков между ступенями валов и осей: канавка со скруглением для выхода шлифовального круга (рис. 7, а); галтель постоянного радиуса (рис. 7, б); галтель переменного радиуса (рис. 7, в).
Рис.7. Конструктивные разновидности переходных участков вала: а — канавка; б — галтель;
в — галтель переменного радиуса; г — фаска
Торцы валов и осей делают с фасками, т. е. слегка обтачивают их на конце (см. рис. 7, а, г). Посадочные поверхности валов и осей обрабатывают на токарных и шлифовальных станках.
Заплечики валов и осей препятствуют сдвигом лишь в одном направлении. В случае возможного осевого смещения в противоположную сторону для его исключения применяют гайки, штифты, стопорные винты и т. д. Концы валов для установки муфт, шкивов и других деталей, передающих вращающие моменты, выполняют цилиндрическими или коническими, а их размеры стандартизованы. Для установки шпонок вал снабжают пазом.
По конструкции оси и валы аналогичны и выполняются в виде стержней различных сечений из проката, поковок и штамповок. Различие между осью и валом заключается в том, что ось крутящих моментов не передает и работает только на изгиб. Вал работает не только на изгиб, но и на кручение. Оси бывают вращающиеся и невращающиеся.
Оси и валы имеют участки, которыми они входят в соприкосновение с опорами, называемые цапфами. Цапфа, расположенная на конце вала или оси, называется шипом, а в средней части — шейкой. Участки валов или осей, на которых закрепляют детали, называются головками. Цапфы, воспринимающие осевую нагрузку, называются пятами.
Расчет оси. Расчет оси на прочность производится по результирующему изгибающему моменту, полученному методом геометрического сложения, если силы действуют под углом, и методом арифметического сложения, если силы действуют в одной плоскости. Силы, действующие под углом, предварительно раскладывают на горизонтальные и вертикальные составляющие и находят изгибающий момент от каждой силы в отдельности.
Длинные оси кроме расчета на прочность проверяют на жесткость (прогиб в пролете).
Валы бывают тихоходные и быстроходные, легко- и тяжелонагруженные. Кроме прямых валы бывают коленчатые и гибкие. Прямые валы делятся на короткие и длинные. Коленчатые валы используют в двигателях внутреннего сгорания, механических прессах, а гибкие — применяют для привода механизмов, удаленных от источника энергии на значительные расстояния. Гибкие валы состоят из стального сердечника и пяти слоев навивки из стальных проволочек. Нечетные слои имеют правую навивку, а четные — левую. Это делается для того, чтобы при вращении вала внутренние слои не раскручивались, а уплотнялись.
Для выполнения точного расчета вала, который производят на усталость при совместном действии изгиба и кручения не всегда бывает достаточно данных, поэтому предварительно производят приближенный расчет вала на кручение.
Валом называют деталь (как правило, гладкой или ступенчатой цилиндрической формы), предназначенную для поддержания установленных на ней шкивов, зубчатых колес, звездочек, катков и т. д., и для передачи вращающего момента.
При работе вал испытывает изгиб и кручение, а в отдельных случаях помимо изгиба и кручения валы могут испытывать деформацию растяжения (сжатия).
Некоторые валы не поддерживают вращающиеся детали и работают только на кручение.
Вал 1 (рис.1) имеет опоры 2, называемые подшипниками. Часть вала, охватываемую опорой, называют цапфой. Концевые цапфы именуют шипами 3, а промежуточные — шейками 4.
Рис.1. Прямой вал: 1 — вал; 2 — опоры вала; 3 — цапфы; 4 — шейка
Осью называют деталь, предназначенную только для поддержания установленных на ней деталей.
В отличие от вала ось не передает вращающего момента и работает только на изгиб. В машинах оси могут быть неподвижными или же могут вращаться вместе с сидящими на них деталями (подвижные оси).
Не следует путать понятия "ось колеса", это деталь и "ось вращения", это геометрическая линия центров вращения.
Рис.2. Конструкции осей:
а — вращающаяся ось; б — неподвижная ось
Формы валов и осей весьма многообразны от простейших цилиндров до сложных коленчатых конструкций. Известны конструкции гибких валов, которые предложил шведский инженер Карл де Лаваль ещё в 1889 г.
Форма вала определяется распределением изгибающих и крутящих моментов по его длине. Правильно спроектированный вал представляет собой балку равного сопротивления. Валы и оси вращаются, а следовательно, испытывают знакопеременные нагрузки, напряжения и деформации (рис.3). Поэтому поломки валов и осей имеют усталостный характер.
Рис. 3. Колебания изгибных напряжений оси колёсной пары в движении
а – на малой скорости; б – на эксплуатационной скорости
Классификация валов и осей
По назначению валы делят на валы передач (на них устанавливают детали передач) и коренные валы (на них устанавливают дополнительно еще и рабочие органы машины).
Рис.4. Типы валов: а — кривошипный вал: б — коленчатый вал; в — гибкий вал;
г — телескопический вал; д — карданный вал
Форма валов и осей разнообразна и зависит от выполняемых ими функций. Иногда, валы изготавливаются совместно с другими деталями, например, шестернями, кривошипами, эксцентриками.
По геометрической форме валы делят на: прямые (см. рис. 1); кривошипные (рис.4, а); коленчатые (рис.4, б); гибкие (рис.4, в); телескопические (рис.4, г); карданные (рис.4, д). Кривошипные и коленчатые валы используют для преобразования возвратно-поступательного движения во вращательное (поршневые двигатели) или наоборот (компрессоры); гибкие — для передачи вращающего момента между узлами машин, меняющими свое положение в работе (строительные механизмы, зубоврачебные машины и т. п.); телескопические — при необходимости осевого перемещения одного вала относительно другого.
Гибкие валы изготавливаются многослойной навивкой стальной пружинной проволоки на тонкий центральный стержень. Они сохраняют достаточную гибкость лишь при небольших диаметрах, так как при увеличения диаметра момент инерции сечения, а, следовательно, и жесткость резко возрастают, Поэтому при всех положительных качествах и удобстве привода, такие валы не могут передавать сколько-нибудь значительной мощности и имеют сравнительно узкое применение.
Оси обычно изготовляют прямыми. Наиболее широко распространены в машиностроении прямые валы и оси. Коленчатые и криволинейные валы относятся к специальным деталям и в настоящем курсе не изучаются.
По конструктивным признакам: гладкие валы и оси (см. рис.2); ступенчатые валы и оси (см. рис.1); валы-шестерни; валы-червяки.
Для осевого фиксирования деталей на валу или оси используются уступы, буртики, конические участки, стопорные кольца, распорные втулки, которые могут монтироваться в одном комплекте с другими деталями.
Наиболее удобны для сборки узлов ступенчатые валы: уступы предохраняют детали от осевого смещения и фиксируют их положения при сборке, обеспечивают свободное продвижение детали по валу до места ее посадки. Желательно, чтобы высота уступов допускала разборку узла без вынимания шпонок из вала. Диаметры посадочных участков должны быть выполнены по ГОСТ 6636-69, поскольку на эти диаметры существуют калибры массового производства.
Для обеспечения необходимого вращения деталей вместе с осью или валом применяют шпонки, шлицы, штифты, профильные участки валов и посадки с натягом.
По типу сечения валы и оси бывают; сплошные (см. рис.2, а); полые (см. рис.2, б); комбинированные (рис.4, г). Применение полых валов приводит к существенному снижению массы и повышению жесткости вала при той же прочности, но изготовление полых валов сложнее сплошных. Полыми валы изготовляют и в тех случаях, когда через вал пропускают другую деталь, подводят масло.
Участки 1 осей и валов (рис.5), которыми они опираются на подшипники при восприятии осевых нагрузок, называют пятами. Опорами для пят служат подпятники 2. Посадочные поверхности валов и осей под ступицы насаживаемых деталей называют цапфами и выполняют цилиндрическими, коническими или шаровыми (рис.6). При этом принято называть промежуточные цапфы шейками, концевые — шипами. Широкое распространение в машиностроении получили цилиндрические цапфы; конические и шаровые цапфы применяют редко.
Рис. 5. Опора вертикального вала: 1 — пята; 2 — подпятник
Рис. 6. Цапфы: цилиндрические - а; конические – б; шаровые – в
Переходные участки между двумя диаметрами выполняют: 1) с галтелью постоянного радиуса; 2) с галтелью переменного радиуса. Такая галтель снижает концентрацию напряжений и увеличивает долговечность. Применяется она на сильно нагруженных участках валов и осей.
Конструктивные разновидности переходных участков между ступенями валов и осей: канавка со скруглением для выхода шлифовального круга (рис. 7, а); галтель постоянного радиуса (рис. 7, б); галтель переменного радиуса (рис. 7, в).
Рис.7. Конструктивные разновидности переходных участков вала: а — канавка; б — галтель;
в — галтель переменного радиуса; г — фаска
Торцы валов и осей делают с фасками, т. е. слегка обтачивают их на конце (см. рис. 7, а, г). Посадочные поверхности валов и осей обрабатывают на токарных и шлифовальных станках.
Заплечики валов и осей препятствуют сдвигом лишь в одном направлении. В случае возможного осевого смещения в противоположную сторону для его исключения применяют гайки, штифты, стопорные винты и т. д. Концы валов для установки муфт, шкивов и других деталей, передающих вращающие моменты, выполняют цилиндрическими или коническими, а их размеры стандартизованы. Для установки шпонок вал снабжают пазом.
УВЕДОМЛЕНИЕ О РИСКАХ
Предлагаемые товары и услуги предоставляются не по заказу лица либо предприятия, эксплуатирующего систему WebMoney Transfer. Мы являемся независимым предприятием, оказывающим услуги, и самостоятельно принимаем решения о ценах и предложениях. Предприятия, эксплуатирующие систему WebMoney Transfer, не получают комиссионных вознаграждений или иных вознаграждений за участие в предоставлении услуг и не несут никакой ответственности за нашу деятельность. Аттестация, произведенная со стороны WebMoney Transfer, лишь подтверждает наши реквизиты для связи и удостоверяет личность. Она осуществляется по нашему желанию и не означает, что мы каким-либо образом связаны с продажами операторов системы WebMoney.