9)Валы и оси: определение, назначение, классификация, проектный расчёт.

Ось – деталь, служащая для удержания колёс и центрирования их вращения.

Вал – ось, передающая вращающий момент. Вал отличается от оси только тем, что передает вращающий момент от одной детали к другой, а ось не передает.

оси являются поддерживающими деталями и воспринимают только изгибающие нагрузки; валы представляют собой звенья механизма, передающие вращающие моменты и, помимо изгиба, испытывающие кручение.

Нагрузки, воспринимаемые валами, передаются на корпуса или рамы машин через опорные устройства – подшипники, а части валов и осей, соприкасающиеся с ними называют цапфами.

Цапфу, расположенную на конце вала, называют шипом, а на средней части вала – шейкой.

Цапфы, передающие на опоры осевые нагрузки, называют пятами.

Классификация ов

1. По конструкции различают:

• Гладкие ОВ,

• Ступенчатые или фасонные, (см. рис),

а также

• Сплошные

• Полые.

Образование ступеней связано с закреплением деталей на валу или самого вала в осевом направлении, а также с возможностью монтажа детали при посадках с натягом. Полыми валы изготовляют для уменьшения массы или в тех случаях, когда через вал пропускают другую деталь, подводят масло и пр.

2. По назначению различают:

• валы передач

• к оренные валы машин, несущие, кроме деталей передач, рабочие органы машин. Пример коренных валов – это валы турбин, на которые насажены турбинные диски; валы электродвигателей, несущие роторы.

3. По форме геометрической оси различают:

• прямые ОВ, (с прямой осью)

• эксцентриковые, (со смещенной осью)

• коленчатые (с ломаной осью)

• гибкие (с криволинейной осью)

Эксцентриковые и коленчатые валы применяют в машинах - двигателях и в машинах - орудиях, в частности, в автомобильных двигателях и в кузнечно- прессовых машинах. Их использование связано с преобразованием вращательного движения в возвратно-поступательное или наоборот.

• Г ибкие валы, которые предложил шведский инженер Карл де Лаваль ещё в 1889 г., имеют изменяющуюся форму геометрической оси, их применяют в приводах механизированного инструмента, приводах дистанционного управления и т.п.

• Коленчатые, эксцентриковые и гибкие валы относятся к специальным деталям машин, поэтому в данном курсе рассмотрены только прямые валы.

Особую группу составляют валы-шестерни и валы червяки (шестерня или червяк изготовлены заодно с валом), шлицевые валы и валы с профильными участками.

Ч аще всего в машиностроении используются ступенчатые валы. Это обусловлено:

• стремлением получить вал, приближающийся к форме бруса равного сопротивления;

• конструктивными соображениями (удобством сборки и разборки деталей на валу);

• необходимостью осевой фиксации насаживаемых на вал деталей.

Материал валов должен обладать достаточно высокими механическими характеристиками и малой чувствительностью к концентрации напряжений, способностью подвергаться термической обработке и легко обрабатываться. Валы изготавливают преимущественно из стали в виде проката или поковок.