Тема 3.12. Валы, оси, шпоночные и зубчатые соединения.

.

Валы и оси

Зубчатые колёса, шкивы, звёздочки устанавливают на валах и осях.

Вал предназначен для поддержания сидящих на нём деталей и для передачи вращающего момента.

Ось предназначена только для поддержания сидящих на ней деталей. В машинах оси могут быть неподвижными, несущими на себе свободно вращающиеся детали, например ось блока (рисунок 28), и подвижными, вращающимися вместе с установленными на них деталями, например вагонная ось (рисунок 29).

Рисунок 28 - Ось блока.

Рисунок 29 - Вагонная ось.

1. По форме валы делятся на:

   • прямые;

   • г

     В курсе «Детали машин» не рассматриваются

     ибкие;

   • коленчатые.

2. Прямые валы могут быть:

• гладкими;

• ступенчатыми.

3. По типу сечения валы бывают:

   • полые;

   • сплошные.

Шпоночные соединения. Шпоночные соединения осуществляются с помощью шпонок, которые устанавливаются в пазах вала и ступицы детали. Шпоночные пазы на валах получают фрезерованием, а в ступицах – протягиванием.

Достоинства («+»)	Недостатки («-»)
Простота сборки и разборки; Надёжность в эксплуатации; Компактность и простота конструкции;	Ослабление вала и ступицы шпоночными пазами; Наличие значительной концентрации напряжений в зоне шпоночного паза, что снижает сопротивление усталости вала; Необходимость удлинения ступиц колёс при передаче больших моментов; Высокие требования к точности выполнения шпоночных пазов; Трудность обеспечения взаимозаменяемости, т. е. Необходимость ручной пригонки или подбора шпонки по пазу.

Шпоночные соединения широко применяют во всех отраслях машиностроения при малых нагрузках, возможности размещения длинных ступиц, необходимости лёгкой сборки и разборки. По мере роста нагрузок применение шпонок сокращается.Шпоночные соединения делятся на две группы: ненапряжённые и напряжённые. Ненапряжённые соединения осуществляются призматическими и сегментными шпонками, которые не вызывают деформации ступицы и вала при сборке. Напряжённые соединения осуществляются клиновыми и тангенциальными шпонками, которые вызывают деформацию вала и ступицы при сборке.

Шлицевые соединения. Шлицевое соединение условно можно рассматривать как многошпоночное, у которого шпонки, называемые шлицами (зубьями), выполнены как одно целое с валом и входят в соответствующие пазы ступицы детали.

На валу шлицы фрезеруют на зубообрабатывающих станках методом обкатки, а пазы в ступицах получают протягиванием.

Достоинства («+»)	Недостатки («-»)
Возможность передачи больших моментов, высокая надёжность при динамических и реверсивных нагрузках и повышенная прочность соединения вследствие увеличения суммарной рабочей поверхности шлицев, а также вследствие уменьшения глубины пазов и равномерного распределения нагрузки по окружности вала; Более точное центрирование ступицы на валу; Лучшее направление при осевом перемещении ступицы.	Более сложная технология изготовления, а, следовательно, и более высокая стоимость.

Шлицевые соединения бывают неподвижные для закрепления деталей на валу и подвижные, допускающие перемещение детали вдоль вала. По форме профиля шлицев (зубьев) различают три типа соединений: прямобочные, эвольвентные, треугольные.