ВАЛЫ

Общие сведения

Валы предназначены для поддержания вращающихся частей машины и для передачи вращающего момента от одной вращающейся детали машины к другой. Валы несут на себе детали механизма, и поэтому, в зависимости от конструкции, работают или при совместном действии изгиба и кручения, или только при кручении.

Ось является деталью, предназначенной только для поддержания вращающихся частей, и в передаче энергии непосредственно не участвует. Оси, в отличие от валов, не передают вращающего момента, но также являются элементами, несущими на себе те или иные детали. Оси работают только на изгиб.

Валы редукторов подразделяют:

  • • на входные (быстроходные);
  • • выходные (тихоходные);
  • • промежуточные.

Валы взаимодействуют с насаженными на них деталями и подшипниками. Фиксацию насаженных деталей от проворота осуществляют шпоночными, зубчатыми (шлицевыми) соединениями и соединениями с гарантированным натягом.

По условиям сборки на одном валу деталей с различными посадками и типами соединений, а также по требованиям к осевой фиксации деталей в подавляющем большинстве случаев принимают ступенчатую конструкцию вала (рис. 5.1).

Большинство входных валов редукторов выполняют за одно целое с зубчатыми венцами (вал-шестерни, червяки).

Прямые валы и оси в большинстве случаев имеют круглое сплошное сечение. В ряде конструкций применяют полые валы и оси (рис. 5.1) с целью облегчения конструкции, в тех случаях, когда через них проходят вдоль оси другие детали, для подачи масла и расположения в полости вала деталей управления.

Рис. 5.1

Материалы валов и осей

Валы и оси в основном изготавливают из сталей (табл. П.1, П.2):

  • • углеродистых 20, 30,40,45, 50;
  • • легированных 20Х, 40ХН, 30ХГСА, 40ХН2МА, 18Х2Н4МА и др.

Выбор материала определяется конструкцией вала, требованиями к нему, предъявляемыми условиями эксплуатации, необходимым сроком гарантии безотказной работы.

Для улучшения механических характеристик применяют различные виды термообработки, в том числе поверхностное упрочнение для повышения износостойкости.

Выбор материала вала-шестерни (червяков) определяется требованиями к поверхностной твердости и выносливости при изгибе зубьев вала-шестерни (витков червяка).

Конструирование валов

Ориентировочный расчет диаметра вала

На первом этапе проектирования валов и осей составляют конструктивную и расчетную схемы, определяют действующие нагрузки.

Ориентировочный расчет валов выполняется с целью предварительного определения величин диаметров их выходных концов, посадочных мест иод подшипники и зубчатые колеса. На первой стадии проектирования, как правило, геометрия вала определена недостаточно и поэтому расчет ведется только по касательным напряжениям, возникающим при кручении.

Так как при ориентировочном расчете не учитывается влияние изгибающего момента, наличие ослабляющих факторов шпоночных канавок, колец, переходов и г. д.), то значение ткр берегся заниженным по сравнению с допускаемыми напряжениями

ткр, приводимыми в справочниках, например, в табл. П.2, П.З. Значения ткр при

ориентировочном расчете для валов из среднеуглеродистых сталей принимаются в пределах от 25 до 35 Н/мм" в зависимости от вида нагрузки и интенсивности изгибающих моментов. Допускаемое напряжение ткр при ориентировочном расчете

принимают невысоким потому, что необходимо обеспечить достаточную жесткость валов, как условие правильной работы зубчатого зацепления и подшипников.

Ориентировочно минимально допускаемый диаметр круглого вала без учета наличия шпоночных или шлицевых пазов определяют по формуле:

где Т - максимальный крутящий момент на валу, Н м; тк р - допускаемое касательное

напряжение, Н/мм3; дт]п - минимально допускаемое значение диаметра вала, мм.

Полученное значение дт[п для консольных входных или выходных участков (рис. 5.2) округлить до ближайшего большего стандартного (табл. П.178, II. 179), для промежуточных валов (рис. 5.3) - до ближайшего большего стандартного значения внутреннего диаметра подшипника (табл. П.155-П.160).

Для редукторов, соединенных муфтой с электродвигателем, диаметр консольного участка входного вала согласовывают с посадочным диаметром ступицы стандартных муфт.

Рис. 5.2

Рис. 5.3

 
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ     След >