Валы и оси

Вал предназначен для передачи крутящего момента, удержания детали, восприятия сил, действующих на деталь. Ось не предаёт крутящего момента.

Валы бывают:

по форме сечения:полые,сплошные

по форме геометрической оси: жёсткие, гибкие

по геометрии:ступенчатые, сплошные,прямые, непрямые (коленчатые – служащие для изменения видов движения).

по скорости: быстроходные, среднескоростные, тихоходные.

Переходные (от одного диаметра к другому) участки вала оформляются галтелью, канавкой для выхода шлифовального круга.

Такие участки наз-ся концентраторами напряжений.

Меры по снижению напряжений:

1. увеличение радиуса галтели

2. протачиванием разгрузочных канавок

3. деформационное упрочнение (наклёп)

Валы изготавливают на токарных станках с последующим шлифованием.

Передача нагрузок на вал от детали передаются:

1. крутящий момент (Т) – через шпонку, шлицы, посадку натягом, торцевые участки вала делают коническими (для простоты сборки – разборки)

2. рад сила передаётся непосредственно контактом ступицы детали на вал

3. осевые силы передаются упором в уступы на валу натягом гайками, стопорными пружинами, кольцами.

Критерии работоспособности: прочность и жёсткость. Статическая прочность обеспечивается коэф. запаса Sт, а циклическая прочность S. Жёсткость обеспечивается прогибом f, углом поворота Q, крутильная жёсткость φ.

35)Проектирование вала

Производится в 3 этапа:

1) Определение исходного диаметра вала из расчета на кручение

d_ВАЛА = С × ³ÖT = ³Ö(T / 0,2[t])

2) Конструирование вала (эскиз)

36)Проверочный расчет вала

При проверочном расчете вала определяют запасы прочности в опасном сечении.

Коэффициент перегрузки КП = 2 × TПУСК/TНОМ.

a) проверка на статическую прочность

Запасы прочности по пределу текучести но нормальным и касательным напряжениям:

Коэф запаса прочности по пределу текучести при совместном действии изгиба и кручения

б) проверка на усталостную прочность

Суммарное число циклов нагружения за ресурс вала:

NS = 60×n × nЗ × Lh, где Lh – ресурс работы передачи,

nЗ– число зубьев зацеплении, n– частота вращения.

Приведенное число циклов нагружения: NE = NS ×mH, где mH – режим работы, mНАПРЕССОВКИ = 6, mПРОЧИЕ КОНЦЕНТРАЦИИ = 9

Коэффициент долговечности:

в) параметры цикла изменения напряжения

При расчете вала на изгиб момент изменяется по симметричному циклу

При расчете вала на кручение вращающийся момент изменяется по отнулевому циклу: Коэффициент понижения допускаемых напряжений

Запасы прочности по пределу выносливости

;

Расчет вала на прочность

dU = MU/W

tКР = T/WP