Ориентировочный расчет валов

На валах и осях размещают вращающиеся детали: зубчатые колеса, шкивы, барабаны и т.п. 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 невращающейся.

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. Коленчатые и гибкие валы относят к специальным деталям и в данном проекте не рассматриваются.

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 т.п.

Прямые валы изготовляют в основном из углеродистых и легированных сталей (Ст5, сталь 45, сталь 40Х, сталь 20, сталь 20Х).

Характерной особенностью валов является то, что они работают при циклическом изгибе наиболее опасного симметричного цикла, который возникает вследствие того, что вал, вращаясь, поворачивается к действующим изгибающим нагрузкам то одной, то другой стороной. При разработке конструкции вала должно быть обращено самое пристальное внимание на выбор правильной его формы, чтобы избежать концентрации напряжений в местах переходов, причиной которых могут быть усталостные разрушения. С этой целью следует избегать:

– резких переходов сечений;

– канавок и малых радиусов скруглений;

– некруглых отверстий;

– грубой обработки поверхности.

Определение геометрических параметров ступеней валов

Проектный расчет ставит целью определить ориентировочно геометрические размеры каждой ступени вала: ее диаметр d и длину l (рис. 8, табл. 26)