Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
ВАЛЫ И ОСИ
Валы предназначены для:
1) поддержания вращающихся деталей
2) для передачи вращающегося момента
3) восприятия изгибающих нагрузок и кручения
Оси:
1) не передают полезного вращающегося момента
2) воспринимают только изгибающий момент
Составные части вала
Контактирующую часть вала с корпусом или насаженными деталями называют цапфой.
Цапфу, расположенную на конце вала называют шип.
Промежуточная часть вала называтся шейкой.
Шип, передающий осевые нагрузки называют пятой.
Классификация валов и осей
По назначению:
– валы передач
– коренные валы машин (несущие)
По геометрической форме:
– прямые
– коленчатые
– гибкие
По форме и конструктивным признакам прямые валы и оси бывают:
– постоянного диаметра
– ступенчатые
Также могут быть сплошными и полыми.
Применяемые материалы
– для малоответственного соединения Ст5
– для валов с термообработкой Ст45 и т.д.
– для быстроходных валов цапфы цементируют для повышения износостойкости
– для валов-шестерней материал выбирается из расчета зубчатой передачи
Закрепление деталей, устанавливаемых на валу
Закрепление деталей на валах производится в осевом и тангенсальном направлениях.
Закрепление в тангенсальном направлении необходимо для передачи вращающегося момента. Производится шпонками, шлицами, штифтами, посадками с натягом.
Для закрепления в осевом направлении используются конструктивные элементы балок – заплечики, буртики, а также втулки, штифты, установочные кольца, стопорные шайбы.
Концентрация напряжений на валах
Обусловлено следующими факторами:
1) конструктивным, т.е. канавками, шпоночными пазами, отверстиями, галтелями и т.д.
2) технологическим, т.е. грубость обработки, дефекты заготовки и т.д.
K и K – коэффициенты концентрации напряжений. Возрастают с увеличением предела прочности материала вала или оси, увеличением натяга, уменьшением радиуса галтели.
Меры снижения концентрации напряжений
1) Конструктивные,
a) увеличение радиуса галтели
б) увеличение длины ступицы по сравнению с посадочной величиной паза
в) поднутрение заплечика (увеличивает длину базирования ступицы)
2) Технологические – создание в наружных слоях вала остаточных напряжений сжатия путем азотирования, цементации, обдувки и т.д.
Критерий работоспособности валов и осей
1) статическая прочность
2) сопротивление усталости
3) жесткость (изгибная и крутильная)
4) виброустойчивость
Оси работают только на изгиб
ИЗГ = M/WP []ИЗГ
Валы работают на изгиб и на кручение
Проектирование вала
Производится в 3 этапа:
1) Определение исходного диаметра вала из расчета на кручение
dВАЛА = С 3T = 3(T / 0,2[])
2) Конструирование вала (эскиз)
Виды нагрузок на вал
Нагрузки на вал могут быть не вращающимися и вращающимися вместе с валом.
1) не вращающиеся – силы от зубчатых передач, ременных, цепных
2) вращающиеся оказывают постоянное действие на вал.
Проверочный расчет вала
При проверочном расчете вала определяют запасы прочности в опасном сечении.
Коэффициент перегрузки КП = 2 TПУСК/TНОМ.
a) проверка на статическую прочность
Запасы прочности по пределу текучести но нормальным и касательным напряжениям:
Коэффициент запаса прочности по пределу текучести при совместном действии изгиба и кручения
б) проверка на усталостную прочность
Суммарное число циклов нагружения за ресурс вала:
N = 60n nЗ Lh , где
Lh – ресурс работы передачи,
nЗ– число зубьев зацеплении,
n– частота вращения.
Приведенное число циклов нагружения: NE = N H , где H – режим работы, НАПРЕССОВКИ = 6, ПРОЧИЕ КОНЦЕНТРАЦИИ = 9
Коэффициент долговечности:
в) параметры цикла изменения напряжения
При расчете вала на изгиб момент изменяется по симметричному циклу
При расчете вала на кручение вращающийся момент изменяется по отнулевому циклу:
Коэффициент понижения допускаемых напряжений
Запасы прочности по пределу выносливости
Расчет вала на прочность
U = MU/W
КР = T/WP