- •Уравнение движения механизма
- •Динамика машин и механизмов.
- •Прямая и обратная задачи динамики машин.
- •Механическая работа, энергия и мощность.
- •Преобразование энергии в механизмах.
- •Часть 2 Детали машин.
- •Неразъемные соединения деталей
- •Клёпаные соединения.
- •Сварные соединения
- •Прессовые соединения
- •Разъемные соединения деталей
- •Общие сведения о резьбовых соединениях
- •Шпоночные соединения
- •Общие сведения о механических передачах
- •Фрикционные передачи Общие сведения
- •Цилиндрическая фрикционная передача
- •Ременные передачи Общие сведения
- •Плоскоременные передачи
- •Клиноременные передачи
- •Зубчато-ременные передачи
- •Зубчатые передачи Общие сведения
- •Цилиндрическая прямозубая передача
- •Цилиндрические передачи с косыми колесами
- •Конические зубчатые передачи
- •Червячные передачи Общие сведения
- •Геометрия и кинематика червячных передач
- •Силы в червячном зацеплении. Кпд
- •Планетарные передачи
- •Волновые передачи
- •Цепные передачи Общие сведения и детали передач
- •Передача винт—гайка Общие сведения
- •Валы и оси Общие сведения
- •Опоры валов и осей
- •Подшипники качения
- •Механические муфты Назначение и классификация муфт
- •Конструкция и расчет муфт
- •Ленточный конвейер
- •Технические параметры ленточных конвейеров серии лк
- •Масса узлов ленточных конвейеров лк-500 и лк-800
- •Производительность
- •Скорость движения
- •Что влияет на стоимость транспортера
- •Комплектация
- •Конструкция шнека
- •Вибрационный транспорт
- •Пневмотранспортные установки
- •Башенные краны
- •Безрельсовый транспорт
- •Габариты
- •Автопоезда
- •Типы безрельсовых транспортных средств
- •О неравномерности работы двигателя на холостом ходу
- •Рассмотрим причины возникновения колебаний двигателя на опорах при работе на холостом ходу.
Валы и оси Общие сведения
Вал — деталь машин, предназначенная для передачи крутящего момента вдоль своей осевой линии. В большинстве случаев валы поддерживают вращающиеся вместе с ними детали (зубчатые колеса, шкив, звездочки и др.). Некоторые валы (например, гибкие, карданные, торсионные) не поддерживают вращающиеся детали. Валы машин, которые кроме деталей передач несут рабочие органы машины, называются коренными. Коренной вал станков с вращательным движением инструмента или изделия называется шпинделем.
Рисунок 12.1- Прямые валы: (а)гладкий, (б)ступенчатый
Вал, распределяющий механическую энергию по отдельным рабочим машинам, называется трансмиссионным. В отдельных случаях валы изготовляют как одно целое с цилиндрической или конической шестерней (вал—шестерня) или с червяком (вал—червяк).
По форме геометрической оси валы бывают прямые, коленчатые (рис. 12.1, в) и гибкие (с изменяемой формой оси). Простейшие прямые валы имеют форму тел вращения. На рис. 12.1 показаны гладкий (а) и ступенчатый (б) прямые валы. Ступенчатые валы являются наиболее распространенными. Для уменьшения массы или для размещения внутри I других деталей валы иногда делают с каналом по оси; в отличие от сплошных такие валы называют полыми.
Ось – деталь машин и механизмов, служащая для поддержания вращающихся частей, но не передающая полезный крутящий момент. Оси бывают вращающиеся (рис. 12.2, а) и неподвижные (б). Вращающаяся ось устанавливается в подшипниках. Примером вращающихся осей могут служить оси железнодорожного подвижного состава, примером невращающихся - оси передних колес автомобиля.
Рисунок 12.2 – Оси: (а) вращающиеся, (б)неподвижные
Из определений видно, что при работе валы всегда вращаются и испытывают деформации кручения или изгиба и кручена а оси только деформацию изгиба (возникающими в отдельных случаях деформациями растяжения и сжатия чаще всего пренебрегают.
Конструктивные элементы валов и осей (рис. 12.3) Опорная часть вала или оси называется цапфой. Концевая цапфа называется – шипом, а промежуточная - шейкой. Концевая цапфа, предназначая нести преимущественную осевую нагрузку, называется пятой. Шипы и шейки вала опираются на подшипники, опорной частью для пяты является подпятник. По форме цапфы могут быть цилиндрическими, коническими, шаровыми и плоскими (пяты).
Кольцевое утолщение вала, составляющее с ним одно целое, называется буртиком (рис. 12.3). Переходная поверхность от одного сечения к другому, служащая для упора насаживаемых на вал деталей, называется заплечиком (рис. 12.1).
Для уменьшения концентрации напряжений и повышения прочности переходы в местах изменения диаметра вала или оси делают плавными. Криволинейную поверхность плавного перехода от меньшего сечения к большему называют галтелью (рис. 12.1). Галтели бывают постоянной и переменной кривизны. Галтель вала, углубленную за плоскую часть заплечика, называют поднутрением.
Форма вала по длине определяется распределением нагрузок, т. е. эпюрами изгибающих и крутящих моментов, условиями сборки, и технологией изготовления. Переходные участки валов между соседними ступенями разных диаметров нередко выполняют полукруглой канавкой для выхода шлифовального круга.
Рисунок 12.3 - Конструктивные элементы валов и осей
Посадочные концы валов, предназначенные дня установки деталей, передающих вращающий момент в машинах, механизмах и приборах стандартизованы. ГОСТ устанавливает номинальные размеры цилиндрических концов двух исполнений (длинные и короткие) диаметров от 0,8 до 630 мм, а так же рекомендуемые размеры концов валов с резьбой.
ГОСТ устанавливает основные размеры конических валов с конусностью 1:10 так же двух исполнений (длинные и короткие) и двух типов (с наружной и внутренней резьбой) диаметров от 3 до 630 мм.
Материалы валов и осей. Требованиям работоспособности валов и осей наиболее полно удовлетворяют углеродистые и легированные стали, - а в ряде случаев высокопрочные чугуны.
Выбор материала, термической и химико-термической обработки определяется конструкцией вала и опор, технологическими условиями на изделие и условиями его эксплуатации.
Для большинства валов применяют термически обработанные стали 45 и 40Х, а для ответственных конструкций сталь 40ХН, 30ХГТ и др. Валы из этих сталей подвергают улучшению или поверхностной закалке ТВЧ.
Быстроходные валы, вращающиеся в подшипниках скольжения, требуют высокой твердости цапф, поэтому их изготовляют из цементируемых сталей 20Х, 12Х2Н4А, 18ХГТ или азотируемых сталей типа 38Х2МЮА и др.
Наибольшую износостойкость имеют хромированные валы.
Обычно валы подвергают токарной обработке с последующим шлифованием посадочных поверхностей и цапф. Иногда посадочные поверхности и галтели полируют или упрочняют поверхностным наклепом (обработка шариками или роликами).