Презентація на тему: "Вали і осі".

Особливості конструкції.   Конструктивна форма вала (осі) залежить від навантаження, способу фіксування насаживаемой деталі і умов складання (розбирання). ескізи валів Для осьового фіксування деталей (підшипників, зубчастих коліс і ін.) На валах виконують наполегливі буртики або заплечики. Перехідні ділянки валів між сусідніми ступенями різних діаметрів виконують радіусної жолобником або у формі канавки. Висота наполегливих буртиков для фіксування підшипників повинна забезпечувати їх демонтаж і підхід мастильного матеріалу.

Матеріали валів     Для виготовлення валів використовують вуглецеві сталі марок 20, 30, 40, 45 і 50, леговані сталі марок 20Х, 40Х, 40ХН, 18Х2Н4МА, 40ХН2МА і ін., титанові сплави ВТЗ-1, ВТ6 і ВТ9. Вибір матеріалу, термічної і хіміко-термічної обробки визначається конструкцією вала і опор, умовами експлуатації. Швидкохідні вали, в підшипниках ковзання, вимагають високої твердості цапф (посадочних хвостовиків), тому їх виготовляють з Цементовані сталей 12Х2Н4А, 18ХГТ або азотіруемих сталей 38Х2МЮА. Вали-шестірні також виготовляють з Цементовані легованих сталей марок 12ХНЗА, 12Х2Н4А та ін. Розрахунок валів на міцність і жорсткість    Вал належить до числа найбільш відповідальних деталей машин, порушення його форми, або руйнування тягне за собою вихід з ладу всієї конструкції.       Для забезпечення працездатності та надійності вали і осі повинні задовольняти основним критеріям:          міцності і жорсткості (деформативности).

Навантаження на вали і розрахункові схеми Для оцінки прочностной надійності необхідно знати напруги і деформації в перетинах вала від зовнішніх навантажень, які передаються від сполучених деталей (зубчастих коліс, шківів ...) Якщо зовнішні навантаження відомі, то вал розглядають як балку, шарнірно закріплену в двох жорстких опорах. Положення умовної опори залежить від типу і числа підшипників в опорі Розрахункові схеми валів Навантаження від зубчастих коліс, шківів, зірочок та інших подібних деталей передаються на вали через поверхні контакту. У розрахунках валів ці навантаження для спрощення замінюють зосередженими еквівалентними силами, прикладеними в середині або на краях маточини (рис г).

Змінні напруги в валах викликаються змінним або постійним навантаженням. Постійні по величині й напрямку сили передач викликають в обертових валах змінні напруги вигину, що змінюються по симетричному циклу з амплітудою і середніми напруженнями: У розрахунках валів умовно приймають, що обертаючий момент і дотичні напруження від крутіння змінюються по Пульсаційні циклу, якому відповідають амплітуда і середня напруга: Умова міцнісної надійності в цьому випадку має вигляд: . Небезпечний перетин, в якому слід визначити запас nT), знаходять після побудови епюр згинаючих і крутних моментів.       Якщо навантаження діють на вал в різних площинах, то будують епюри моментів в координатних площинах. Потім геометрично підсумовують згинальні моменти, окреслюючи епюру прямими лініями, що йде в запас міцності.

Високооборотні вали в ряді конструкцій працюють в умовах вигинистих, крутильних і згинально-крутильних коливань, що викликають появу змінної напруги. Ці напруги можуть бути небезпечними для міцності вала на резонансних режимах роботи.                 Для запобігання резонансних коливань валів проводять їх розрахунок на коливання. Для підвищення опору втоми валів використовують різні конструктивні і технологічні методи.      Основний конструктивний метод підвищення надійності валів - зниження концентрації напружень в небезпечних перетинах шляхом збільшення радіусів галтелей і ін.        Суттєве значення має правильний вибір матеріалу і режиму термічної обробки заготовки (вала).       Для підвищення опору втоми виробляють зміцнюючу обробку зон концентрації напружень (виточок, галтелів, шпонкових канавок, різьблення та ін.) Шляхом обдування дробом, променем лазера і т. П.

Розрахунок жорсткості вала. Пружні переміщення валів роблять несприятливий вплив на роботу пов'язаних з ними підшипників, зубчастих коліс та інших деталей:  збільшують концентрацію контактних напружень і знос деталей, знижують опір втоми деталей і точність механізмів і т. п. Великі переміщення вала при вигині можуть привести до заклинювання підшипників. При проектуванні валів слід перевіряти прогини і кути φ повороту перетинів, що залежать від вимог, що пред'являються до валу, і особливостей його роботи. Допустимі величини φ кутів закручування перерізу вала в місцях розташування деталей (в рад)                               підшипників кочення: кулькових однорядних 0,005 кулькових сферичних .. 0,05                роликових циліндричних 0,0025 роликових конічних 0,0016                                 Підшипників ковзання 0,001                                          Зубчастих коліс ....... 0,001 ... 0,002

Більшість валів машин і механізмів мають змінне по довжині перетин. У спрощених розрахунках жорсткість таких валів оцінюють по умовної еквівалентної моделі вала постійного перетину