Осі та вали

Осі та вали.

Огляд теми. При вивченні теми студент повинен зосередити увагу на слідуючих питаннях теоретичного характеру, які висвітлені в базовому підручнику (1) та додаткових джерелах(2,3). При вивченні теми студент повинен засвоїти конструкції та матеріали осей та валів, ознайомитись з розрахунком осей та валів на витривалість і на статичну міцність, знати критерії розрахунку.

1. Загальні відомості. Конструкції та матеріали осей та валів

Окремі елементи машин, що здійснюють обертовий рух, розміщують на осях та валах, які забезпечують для цих елементів постійне положення геометричної осі обертання.

Вісь — деталь видовженої циліндричної форми, що підтримує елементи машини у їхньому обертовому русі, не передаючи корисного крутного моменту.

Вал — деталь, яка, на відміну від осей, призначена для передавання крутного моменту та підтримування елементів машини у їхньому обертовому русі. Існують деякі види валів, наприклад гнучкі дротяні та торсіонні, які не підтримують деталей, а лише передають крутний момент.

У деяких випадках конструктивне розв’язування певних задач може бути виконане з використанням осі або вала. Так, у приводі барабана підйомного механізму у кранах (рис.1, а) зубчасте колесо 1 разом із приєднаним до нього барабаном 2 встановлені на осі 3. У схемі привода (рис. 1, б) зубчасте колесо і барабан 2 виконані розділеними і встановлені на валу 3, який передає крутний момент на відрізку між колесом та барабаном.

124.-4001

Рис. 1. Конструктивне розв’язання задачі з використанням осі або вала

Конструктивно осі можуть бути виконані з можливістю обертання (рис. 2, а) або нерухомими (рис. 2, б). Осі, що обертаються навіть під час постійного за модулем та напрямом навантаження, працюють у гірших умовах циклічно змінних напружень, але зручніші в експлуатації, бо допускають використання

Виносних підшипників. Нерухомі осі працюють у більш сприятливих умовах під час постійних навантажень (за модулем та напрямом), але для них потрібні більш складні та менш зручні в експлуатації підшипники, які влаштовуються в насаджуваних на вісь деталях.

124.-4002

Рис. 2. Конструкції осей

Найпоширеніші вали за конструкцією можуть бути циліндричними постійного діаметра (рис. 3, а), ступінчастими (рис. 3, б) і з нарізаними на них зубчастими вінцями або шліцами (рис. 3, в). Ступінчасті вали і вали з нарізаними зубчастими вінцями більш складні за конструкцією та у виготовленні, але дають змогу простіше здійснити різні посадки деталей на окремих ділянках, забезпечують створення упорів та буртиків для осьової фіксації встановлених на валах деталей. Крім того, змінюючи розміри перерізів, можна наблизити форму вала до найвигіднішої форми бруса рівного опору, що особливо важливо для валів, навантажених змінними за довжиною згинальними та крутними моментами.

124.-4003

Рис. 3. Конструкції валів

За видом поперечного перерізу вали можуть бути суцільними (рис.4, а) або порожнистими (рис. 4, б), а за обрисом перерізу гладкими циліндричними, із шпонковим пазом, шліцевими або прямокутними (рис. 4, в, г, д). У разі використання порожнистих валів значно зменшується їхня маса. Наприклад, якщо відношення do/d = O,5… 0,6, то маса зменшується на 22-30 %.

124.-4004

Рис. 4. Форми поперечних перерізів валів

Опорні частини валів та осей називаються цапфами. Проміжні цапфи називаються шийками, а кінцеві — шипами.

Цапфи валів, що працюють у підшипниках ковзання, можуть бути циліндричними, конічними або сферичними (рис.5, а). Основне застосування мають циліндричні цапфи як технологічно найпростіші. Конічні цапфи використовують для регулювання зазорів у підшипниках, а інколи і для

Осьової фіксації вала.

124.-4005

Рис. 5. Конструкції опорних ділянок осей та валів

Сферичні цапфи, дуже обмежено (через складність виготовлення) застосовують у разі значних кутових переміщень вала чи осі.

Цапфи валів для підшипників кочення (рис. 5, б) виконують циліндричними. В деяких випадках вони мають різьбові ділянки або інші конструктивні елементи для закріплення підшипників.

Основними матеріалами для валів та осей є вуглецеві та леговані сталі. Заготовками для валів діаметром до 150 мм переважно є круглий

Прокат, а для валів більшого діаметра та фасонних валів — поковки. Поверхні валів, що призначені для спряження з іншими деталями, повинні бути точно і чисто оброблені різцями. Параметри шорсткості поверхонь: під підшипники кочення Ra=(3,2… 0,80) мкм, а під підшипники ковзання Ra=(0,40…0,1) мкм.

Для валів, розміри поперечних перерізів яких вибирають за умовою жорсткості, переважно використовують сталі Ст5 і Стб. Для більшості інших випадків застосовують сталі 45, 50, 40Х, 40ХН та ін. Вали з цих сталей піддаються нормалізації, поліпшенню або гартуванню з нагрівом СВЧ і низьким відпуском.

2. Розрахункові схеми валів та осей. Критерії розрахунку

Розрахункові схеми валів та осей зображають у вигляді балок на шарнірних опорах, які навантажені поперечними та осьовими силами, що виникають у зачепленні встановлених на них зубчастих коліс, від натягу віток пасової чи ланцюгової передачі, від дії власної ваги шківів, барабанів та інших встановлених на валу деталей. Складаючи розрахункові схеми валів та осей, необхідно із певним наближенням визначити відстань між опорами, місця розміщення деталей, через які передаються на вали та осі зовнішні навантаження.

При вузьких опорах вала чи осі (підшипники кочення, підшипники ковзання з відношенням довжини цапфи до її діаметра L/d<0,6) центр опори суміщають із серединою підшипника (рис. 6, а). При широких опорах ковзання (L/d>0,6) внаслідок нерівномірності розподілу навантаження по довжині підшипника теоретично центр опори вважають розміщеним приблизно на відстані (0,25…0,30)L від краю підшипника з боку навантаженої частини вала чи осі (рис. 6, б).

Подібні міркування можна навести і щодо вибору перерізів вала, в яких передаються навантаження від насаджених на нього деталей. Найпростішим є припущення про передачу навантаження у середньому перерізі по довжині посадочної поверхні.

124.-4006

Рис. 6. До складання розрахункових схем валів

Це припущення можна брати, якщо відстань між опорами вала чи осі значно перевищує ширину B деталі. Інакше слід враховувати закономірність розподілу навантаження вздовж посадочної поверхні хоча б рознесенням зовнішнього навантаження F так, як показано на рис. 6, в.

Розрахункові схеми валів та осей можуть бути надзвичайно різноманітними.

Питання по темі.

Призначення осей та валів. Конструкції та матеріали осей та валів. Розрахункові схеми осей та валів. Критерії розрахунку осей та валів. Розрахунок осей та валів на статистичну міцність.

Задача. Розрахувати ведений вал редуктора з косозубою циліндричною зубчастою

Передачею. Відомі величини: номінальні обертові моменти на веденому валу Т1 і Т2 (Т1=Т2), коефіцієнт короткочасних перевантажень Кп, ділильний діаметр розташованого на валу зубчастого колеса, ширина зубчастого колеса, сили, що діють на колесо (колова сила, радіальна сила, осьова сила).

Рекомендована література:

Прикладная механика: Учебное пособие / А. Т.Скойбеда, А. А.Миклашевич, Е. Н.Левковский и др.; Под общ. ред. А. Т.Скойбеды. — Мн.: Выш. Шк., 1997 – 522с. Иосилевич Г. Б., Лебедев П. А., Стреляев В. С. Прикладная механика. – М.: Машиностроение, 1985 – 576с. С. А. Чернавський та ін. Курсове проектування деталей машин. – Машинобудування, 1987. – 146-152 с. В. Т. Павлище, Є. В. Харченко та ін. Прикладна механіка. – Львів: Інтелект-захід, 2004 –

366 с.

Tagged with: , , ,
Posted in Прикладна механіка

Перелік предметів:
  1. Інформаційні технологіі в галузі
  2. Інформаційні технологіі в системах якості стандартизаціісертифікаціі
  3. Історія української культури
  4. Бухоблік у ресторанному господарстві
  5. Діловодство
  6. Мікропроцесорні системи управління технологічними процесами
  7. Науково-практичні основи технологіі молока і молочних продуктів
  8. Науково-практичні основи технологіі м’яса і м’ясних продуктів
  9. Організація обслуговування у підприємствах ресторанного господарства
  10. Основи наукових досліджень та технічноі творчості
  11. Основи охорони праці
  12. Основи підприємницькоі діяльності та агробізнесу
  13. Політологія
  14. Технологічне обладнання для молочноі промисловості
  15. Технологічне обладнання для м’ясноі промисловості
  16. Технологічний семінар
  17. Технологія зберігання консервування та переробки молока
  18. Технологія зберігання консервування та переробки м’яса
  19. Технологія продукціі підприємств ресторанного господарства
  20. Технохімічний контроль
  21. Технохімічний контроль
  22. Управління якістю продукціі ресторанного господарства
  23. Вища математика 3к.1с
  24. Вступ до фаху 4к.2с.
  25. Загальні технології харчових виробництв
  26. Загальна технологія харчових виробництв 4к.2с.
  27. Мікробіологія молока і молочних продуктів 3к.1с
  28. Математичні моделі в розрахунках на еом
  29. Методи контролю харчових виробництв
  30. Основи фізіології та гігієни харчування 3к.1с
  31. Отримання доброякісного молока 3к.1с
  32. Прикладна механіка
  33. Прикладна механіка 4к.2с.
  34. Теоретичні основи технології харчових виробництв
  35. Технологія зберігання, консервування та переробки м’яса
  36. Фізика
  37. Харчові та дієтичні добавки
  38. Фізичне виховання 3к.1с

На русском

  1. Методы контроля пищевых производств
  2. Общая технология пищевых производств
  3. Теоретические основы технологий пищевых производств
  4. Технология хранения, консервирования и переработки мяса
LiveInternet

Интернет реклама УБС