Материалы валов и колес

План

Лекция № 9. Валы, оси и подшипники

Контрольные вопросы

1. В каких случаях применяется червячная передача?

2. Из каких материалов изготавливаются червяки и венцы червячных колес?

3. Какие силы возникают в червячном зацеплении и по каким формулам они вычисляются?

4. Какие причины выхода из строя червячных передач?

5. Почему при длительной работе червячных передач обязателен тепловой расчет?

6. Какие способы охлаждения червячных передач применяются на практике?

1. Виды валов и осей, их конструктивные элементы.

2. Расчет валов на прочность и жесткость.

3. Подшипники скольжения, назначение, конструкция, материалы.

4. Условный расчет подшипников скольжения.

5. Подшипники качения, классификация, устройство, маркировка и расчет.

1. Виды валов и осей, их конструктивные элементы

Детали, на которые насажены вращающиеся части (шкивы, зубчатые колеса, звездочки и т. д.) называются валами или осями.

Вал предназначен для поддержания сидящих на нем деталей и передачи вращающегося момента. Следовательно, они работают не только на изгиб, но и на кручение.

Ось служит только для поддержания сидящих на ней деталей. Вращающего момента она не передает, хотя может быть и вращающейся и, следовательно, работает только на изгиб.

По конструкции валы бывают сплошными и полыми, гибкими, с прямой осью и коленчатыми.

Оси делятся на две группы:

- оси, вращающиеся в опорах вместе с насаженными на них деталями;

- неподвижные оси, являющиеся опорой для вращающихся на них деталей.

Прямые валы и оси могут быть гладкими или ступенчатыми.

Соединение осей или валов с деталями передач, насаженными на них, производится при помощи шпонок, шлицев и т.д. Насаживаемые на вал детали удерживаются от сдвига в осевом направлении с помощью специальных установочных колец, клиновых шпонок, распорных втулок, а также буртиков и уступов.

Конструктивные элементы валов и осей. Поддерживая детали передач, оси и валы, в свою очередь, сами опираются на неподвижные опорные части подшипников и подпятники. Участки осей и валов, лежащие в опорах, носят названия цапф. Концевые цапфы именуются шипами, а промежуточные – шейками (рисунок 9.1).

Рисунок 9.1 –Конструктивные элементы вала

Торцевые части (или уступы) вала или оси, упирающиеся в неподвижную опору и препятствующие осевому смещению, называются пятами. Они могут иметь плоскую, шаровую или коническую форму. Опорами служат подпятники.

Переходные участки между двумя ступенями выполняют:

а) с канавкой с округлением для выхода шлифовального круга. Эти канавки повышают концентрацию напряжений.

б) с галтелью постоянного радиуса (галтель – поверхность плавного перехода от меньшего сечения к большему).

в) с галтелью переменного радиуса – способствует снижению концентрации напряжений. Применяют на сильно нагруженных валах.

Для изготовления валов и осей применяют углеродистые и легированные стали:

- без термообработки Ст. 5, Ст. 6;

- с термообработкой 45 40х.

Быстроходные валы, работающие в подшипниках скольжения, изготавливают из стали 20, 20х.