74. Валы и оси. Общие сведения

Валы и оси служат для поддержания вращающихся на них деталей.

Вал отличается от оси тем, что передает вращающий момент Т, а Ось момента Т не передает. Оси могут быть вращающимися и не вращающимися. Вал всегда вращается.

Большинство валов имеют неизменяемую геометрическую форму оси – жесткие оси. Гибкие валы – с изменяемой в пространстве осью (например, в приводах спидометра и других приборов, в бормашинах и т.д.).

По форме геометрической оси различают валы прямые (рис. а, б) и непрямые – коленчатые (рис. в), служащие для преобразования возвратно-поступательного движения во вращательное (или наоборот), и эксцентриковые.

Прямые валы и оси могут быть гладкими (рис. а; в), ступенчатыми (рис. б) и фасонными (вал-шестерня, червяк, шлицевый вал и др.).

Опорные части валов и осей называются цапфами; промежуточные цапфы (например, в коленчатых валах) – шейки, концевые – шипы. Отсюда опоры валов и осей называются подшипниками. Для вертикального вала - соответственно пята и подпятник.

Что должно находится на валу:

1) элементы передачи момента Т (шпонки, шлицы, посадки с натягом и др.);

2) опоры – подшипники (качения или скольжения);

3) уплотнения входных и выходных концов;

4) элементы регулирования передач и опор;

5) элементы осевой фиксации деталей.

6) галтели плавного перехода между ступенями и фаски.

Выходные концы валов выполняют стандартными (цилиндрическими или коническими) для соединения их стандартными муфтами, шкивами, звездочками.

Зубья шестерен z₁ и витки червяков, как правило, нарезают на поверхности вала. Колеса z2, звездочки, шкивы, полумуфты, а в открытых зубчатых передачах и зубчатые колеса – съемные.

Роль осевых фиксаторов, насаженных на вал деталей, играют выступы ступеней – бурты, съемные распорные втулки, кольца, пружинные упорные кольца.

Переходные участки между двумя ступенями разных диаметров выполняют галтелями (галтель – поверхность плавного перехода от меньшего диаметра к большему), канавками для выхода шлифовального круга или резьбонарезного инструмента (канавки – по ГОСТ). Переходные участки являются концентраторами напряжений. Отсюда, кроме способов упрочнения их, наблюдается тенденция к выполнению гладких, с минимумом уступов валов. Кроме того, на гладких валах сокращается расход металла и время обработки.

75. Конструкция упругой втулочно-пальцевой муфты

Муфта упругая втулочно-пальцевая (муфта МУВП) обшемашиностроительного применения, предназначена для соединения соосных валов при передаче крутящего момента от 6.3 до 16000 Нм и уменьшения динамических нагрузок.

1 – Полумуфта,

2 – Палец

3 – Втулка распорная

4 – Втулка упругая (позволяют компенсировать незначительные осевые, радиальные и угловые смещения валов)

76. Определение эквивалентной нагрузки подшипников качения

Формулы для расчета статической эквивалентной радиальной Р_ог (осевой Р_оа) нагрузки:

Эквивалентная динамическая нагрузка – условная постоянная нагрузка, при которой обеспечивается та же долговечность, которую подшипник имеет при реальной нагрузке.

Эквивалентная динамическая радиальная нагрузка F_R для радиальных шариковых и радиально-упорных шарико- и роликоподшипников

F_RЭ = (XVF_r + YF_a) K_Б  K_T,

где

F_r – действующая радиальная нагрузка;

F_a – расчетная осевая нагрузка. Для радиальных шарикоподшипников это действительная осевая нагрузка F_X;

X, Y – коэффициенты радиальной и осевой нагрузки, V – коэффициент вращения;

К_Б – коэффициент безопасности, учитывающий характер нагрузки;

К_Т – температурный коэффициент

Для радиальных роликовых подшипников

F_RЭ = F_r VK_Б K_T.

Эквивалентная динамическая нагрузка для упорных шарико- и роликоподшипников

F_aЭ = F_X  K_БK_T

77. Расчет валов на кручение (точно такой же как и №1)