Размеры выходных участков валов необходимо принимать стандартными.
Цилиндрические (ГОСТ 12080-66) с 403-404
Стандартная длина выходного участка вала равна:
Длину посадочной поверхности под шестерню или колесо (шкив) назначают равной или большей ширины венца (свобода шкива) колеса ℓст ≥ b2.
Принятую длину ступицы ℓст согласуют с расчетной исходя из прочности шпоночного (шлицевого) соединения:
,
где ℓр – рабочая длина шпонки
чугун [σ]см = 50…60 МПа при неравномерной или ударной нагрузке напряжение понижают на 25…40%.
Для шпонки со скругленными концами ℓр = ℓ – b, для шпонки с плоскими концами ℓр = ℓ ГОСТ 23360-78.
Длину ступицы согласуют также с диаметром вала
Если окажется, что ℓст ≥ 1,5d, то вместо шпоночного соединения целесообразнее применить шлицевое.
Посадки шпонок регламентированы ГОСТ 23360-78 для призматических и СТ с ЭВ 647-77 для сегментных шпонок.
Ширину шпонки выполняют по h9.
Посадка в паз вала: призматическая шпонка Р9; сегментная N9.
Посадка шпонки во втулку: неподвижная, нереверсивная JS9; неподвижная, реверсивная Р9; подвижная (для призматической шпонки) D9.
Длина посадочной поверхности под подшипники назначается равной габаритной ширине подшипника.
Длина буртиков назначается по конструктивным соображениям (обычно в пределах 4…8 мм).
Видео:НИКТО НЕ ЗНАЕТ, ЗАЧЕМ ЭТОТ ВАЛ В ДВИГАТЕЛЕ!!Скачать
23.6.1. Основные способы
осевого фиксирования колес (шкивов)
Крепление колес на концах валов.
На концах валов чаще всего закрепляют шкивы, звездочки, полумуфты и зубчатые колеса. Концы валов могут выполняться цилиндрическими и коническими.
На цилиндрические концы валов закрепление осуществляется с помощью круглой гайки, концевой шайбы или за счет натяга в соединении за счет посадки (рис. 23.18–24.20).
Недостаток: сборка возможна только в одном угловом положении при совмещении шпоночного паза со шпонкой.
Закрепление с помощью комплекта конических колес обеспечивает сборку при любом угловом положении деталей.
 а |  б |
Рис. 23.18. Крепление колеса на концевом участке вала
стопорной шайбой (а); стопорной пластиной (б)
Рис. 23.19. Крепление шкива на гладком валу
 а |  б |
Рис. 23.20 Крепление колес
комплектом конических колец (а); конической пробкой (б)
Конические концы валов. Осевое закрепление осуществляют с помощью концевых шайб с фиксацией их винтами или круглыми гайками (рис. 23.21, 24.22).
При установки колес на вал с небольшим натягом или по переходной посадке фиксацию осуществляют: установочным винтом; пружинным кольцом упорным; фиксация посредством распорной втулки; фиксация посредством двух полуколец и пружинным кольцом; фиксирование дистанционной втулкой и шлицевым кольцом.
Рис. 23.21. Крепление шкива с помощь концевой шайбы
Осевая фиксация одиночного колеса. Для крепления колеса без зазора ставят калиброванное компенсационное кольцо. Кольцо подбирают при сборке (шлифуют по торцам).
Буртик на валу устанавливают так, чтобы осевая сила была направлена на буртик. При ее отсутствии буртик не нужен. Для гарантии контакта втулки и колеса предусматривают зазор С между уступом вала и торцом колеса. Толщина распорной (дистанционной) втулки S ≈ 0,14d (рис. 23.23).
Осевая затяжка крышек передается через внутреннее кольцо подшипника и распорные втулки колеса (рис. 23.24).
 а |  б |
Рис. 23.22. Осевая фиксация одиночного колеса
установочным винтом (а); пружинным кольцом упорным (б)
Рис. 23.23. Фиксация посредством распорной втулки
 а |  б |
Рис. 23.24. Осевая фиксация одиночного колеса
посредством двух полуколец (а); фиксирование (б)
дистанционной втулкой и шлицевым кольцом
Фиксирование группы колес. Комплект колес установлен между двумя парами закладных полуколец, удерживаемых пружинными стопорными кольцами. На шлицевой втулке 1 нарезана резьба. При завинчивании чайки создается осевая распорная сила, необходимой величины.
Видео:Принцип работы авто, привод уравновешенных валов.Скачать
Рис. 23.25. Фиксирование группы колес
дистанционными втулками
Рис. 23.26. Фиксирование группы колес посредством
двух полуколец и пружинного кольца
Читайте также: Шкив коленчатого вала бмв
Погрешности изготовления деталей по осевым линейным размерам и погрешности сборки приводят к неточному относительному положению колес в зубчатых передачах.
В цилиндрических передачах редукторов для компенсации неточности относительного осевого положения колес ширину шестерни обычно делают больше. Шестерня имеет более высокую твердость зубьев и чтобы избежать неравномерного изнашивания сопряженного колеса, шестерню выполняют такой ширины, что она перекрывает с обеих сторон зубчатый венец колеса. На увеличение ширины шестерни, кроме того, расходуется меньше металла, чем на увеличение ширины колеса.
В коробках передач (зубчатые колеса в них обычно закалены) ширину шестерни и колеса делают одинаковыми.
В шевронных и косозубых передачах с раздвоенным силовым потоком для передачи одинаковой нагрузки по потокам один из валов фиксируют в осевом направлении, а другой делают «плавающими». В этом случае осевое положение колес регулируется автоматически. В качестве «плавающих» выбирают промежуточные валы редукторов, т.к. они не связаны соединительными муфтами с валами других узлов, имеют меньшую массу и легко перемещаются в осевом положении.
Шестерни делают часто за одно целое с валом, если расстояние меньше 2,5 mt для цилиндрических и 1,6 mte для конических шестерен.
Рис. 23.27. Установка вала с шевронными колесами
(плавающий вал), посадочное место изнашивается
Рис. 23.28. Установка вала с шевронными колесами
(плавающий вал), посадочное место не изнашивается
Общие сведения о валах и осях
В различных узлах машин (в том числе в механических передачах) содержится ряд деталей, предназначенных для поддерживания вращающихся элементов — зубчатых и червячных колёс, шкивов, звёздочек и т.д. Такие детали называются валами и осями. По конструкции оси и прямые валы мало отличаются друг от друга, но характер их работы существенно отличается: оси являются поддерживающими деталями и воспринимают только изгибающие нагрузки; валы представляют собой звенья механизмов, передающие крутящие моменты и, помимо изгиба, испытывают кручение.
Форма валов и осей разнообразна и зависит от выполняемых ими функций. Иногда, валы изготавливаются совместно с другими деталями, например, шестернями, кривошипами, эксцентриками.
Оси. Осью называют деталь, предназначенную только для поддержания установленных на ней деталей. Они могут быть либо неподвижными относительно насаженных на них деталей (рис. 1, а), либо вращающимися (в этом случае ось может быть изготовлена заодно с ними) (рис. 1, б).
В отличие от вала ось не передает вращающего момента и работает только на изгиб. В машинах оси могут быть неподвижными или же могут вращаться вместе с сидящими на них деталями (подвижные оси).
Не следует путать понятия «ось колеса» (это деталь) и «ось вращения» (это геометрическая линия центров вращения).
Видео:Валы и осиСкачать
Рис.1 — Конструкции осей: а — неподвижная ось; б — вращающаяся ось
Валы. Валом называют деталь (как правило, гладкой или ступенчатой цилиндрической формы), предназначенную для поддержания установленных на ней шкивов, зубчатых колес, звездочек, катков и т. д., и для передачи вращающего момента.
При работе вал испытывает изгиб и кручение, а в отдельных случаях помимо изгиба и кручения валы могут испытывать деформацию растяжения (сжатия). Некоторые валы не поддерживают вращающиеся детали и работают только на кручение.
Признаками для классификации валов служат их назначение, форма геометрической оси, конструктивные особенности.
1. По назначению валы делят на валы передач, на которых устанавливают детали передач (рис. 3) и коренные валы, на которых устанавливают дополнительно еще и рабочие органы машины (рис. 4).
2. По геометрической форме продольной оси валы делят на: прямые (см. рис. 2); кривошипные;коленчатые (рис.4, г); гибкие (рис.3, ж); телескопические(рис.4, е); карданные (рис.4, е).
Читайте также: Замена крестовины рулевого вала мазда мпв
Вал (рис.2) имеет опорные участки, называемые цапфами. Концевые цапфы именуют шипами, а промежуточные — шейками. Шипы и шейки вала опираются на подшипники. Концевая цапфа, предназначенная нести преимущественно осевую нагрузку, называется пятой. Опорная поверхность для пяты называется подпятник.
Рис.2 — Прямой ступенчатый вал
Рис.3 — Типы валов передач: а — гладкие (трансмиссионные и др.);
б — ступенчатые; в — шлицевые; г — валы-шестерни; д — валы-полумуфты;
е — карданно-телескопические; ж — гибкие; з – кулачковые
Кривошипные и коленчатые валы используют для преобразования возвратно-поступательного движения во вращательное (поршневые двигатели) или наоборот (компрессоры); гибкие — для передачи вращающего момента между узлами машин, меняющими свое положение в работе (строительные механизмы, зубоврачебные машины и т. п.); телескопические — при необходимости осевого перемещения одного вала относительно другого.
Гибкие валы изготавливаются многослойной навивкой стальной пружинной проволоки на тонкий центральный стержень. Они сохраняют достаточную гибкость лишь при небольших диаметрах, так как при увеличения диаметра момент инерции сечения, а, следовательно, и жесткость резко возрастают, Поэтому при всех положительных качествах и удобстве привода, такие валы не могут передавать сколько-нибудь значительной мощности и имеют сравнительно узкое применение.
Наиболее широко распространены в машиностроении прямые валы и оси. Коленчатые и криволинейные валы относятся к специальным деталям и в настоящем курсе не изучаются.
Видео:9.3. Конструктивные элементы валов и осейСкачать
Рис.4 — Типы коренных валов: а – валы турбин; б – валы электрических двигателей; в – шпиндели станков; г – коленчатые валы; д – эксцентриковые валы
3. По конструктивным признакам: гладкие валы (см. рис. 3) и оси (см. рис.5); ступенчатые валы (см. рис. 2, 3, 4) и оси (см. рис. 5); валы-шестерни (см. рис. 3); валы-червяки (изготовлены заодно с деталью).
Для осевого фиксирования деталей на валу или оси используются уступы, буртики, конические участки, стопорные кольца, распорные втулки, которые могут монтироваться в одном комплекте с другими деталями.
Наиболее удобны для сборки узлов ступенчатые валы: уступы предохраняют детали от осевого смещения и фиксируют их положения при сборке, обеспечивают свободное продвижение детали по валу до места ее посадки. Желательно, чтобы высота уступов допускала разборку узла без вынимания шпонок из вала. Диаметры посадочных участков должны быть выполнены по ГОСТ 6636-69, поскольку на эти диаметры существуют калибры массового производства.
Для обеспечения необходимого вращения деталей вместе с осью или валом применяют шпонки, шлицы, штифты, профильные участки валов и посадки с натягом.
Рис. 5 — Разновидности осей: а – оси ремённых, зубчатых и других передач ступенчатые (неподвижная и вращающаяся); б – оси подъёмно-транспортных машин (ступенчатая вращающаяся и гладкая неподвижная); в – оси транспортных машин
4. По типу сечения валы и оси бывают сплошные,полые,комбинированные. Применение полых валов приводит к существенному снижению массы и повышению жесткости вала при той же прочности, но изготовление полых валов сложнее сплошных. Полыми валы изготовляют и в тех случаях, когда через вал пропускают другую деталь (рис. 3, е), подводят масло.
Опоры валов и осей Нагрузки, воспринимаемые валами и осями, передаются на корпуса, рамы и станины через опорные устройства — подшипники. Опорные участки валов и осей – цапфы — в зависимости от направления опорных реакций разделяют на два типа.
К первому типу относятся цапфы, опорные реакции которых перпендикулярны оси вращения (радиальные усилия), их называют шипами (концевые цапфы) или шейками (промежуточные цапфы) (рис. 2 и 6)
Опорами шипов и шеек служат подшипники качения и скольжения. Цапфы валов и осей с опорами скольжения бывают цилиндрическими, коническими и сферическими (рис. 7).
Читайте также: Как проверить компрессор кондиционера рабочий он или нет
Рис.7 — Типы опор под подшипники скольжения: а – цилиндрическая; б – коническая; в — сферическая
Наибольшее распространение получили цилиндрические цапфы (рис.7, а), так как они наиболее просты, удобны и дешевле в изготовлении, установке и работе.
Конические (рис. 7, б) и сферические (рис. 7, в) цапфы применяют реже.
Цапфы валов и осей для подшипников качения почти всегда выполняют цилиндрическими (рис.8). Для облегчения сборки и фиксации вала в осевом направлении цапфы обычно делают несколько меньшего диаметра, чем соседний участок вала (рис. 8, а).
Видео:Станок БВИ 03-88 для балансировки карданных валовСкачать
Рис.8 — Типы цапф под подшипники качения
На некоторых валах и осях для фиксации подшипников качения рядом с цапфами предусматривают резьбу для гаек (рис. 8, б) или кольцевые выточки для фиксации пружинных колец (рис. 8, в).
Сравнительно редко применяют конические цапфы с небольшим углом конусности для регулирования зазоров упругим деформированием колец.
Цапфы для подшипников качения характеризуются меньшей длиной, чем цапфы для подшипников скольжения.
Ко второму типу относятся цапфы, опорные реакции которых совпадают с осью вращения или параллельны ей (осевые усилия), их называют пятáми (рис.1, 6 и 9). Опорами для пят служат подпятники – упорные подшипники скольжения (рис. 9, а, б, в) или качения (рис. 6, 9, г).
Наибольшее распространение получили следующие конструкции пят:
1) сплошная пята, рабочей поверхностью которой является плоский торец вала с канавками для смазки (рис.9, а); 2) кольцевая пята, рабочей поверхностью которой является кольцо торцовой части вала с канавками для смазки (рис.9, б); 3) гребёнчатая пята, рабочей поверхностью которой являются кольцевые участки вала – гребни (или заплечики), на которых сделаны канавки для смазки (рис.9, в).
Рис. 9 — Типы пят: а – сплошная; б – кольцевая; в – гребёнчатая; г – пята с подпятником качения
Подступичными участками валов и осей (или головками) называют участки, на которых закреплены вращающиеся детали (рис. 6).
Переходные участки между двумя диаметрами выполняют: 1.) с канавкой со скруглением для выхода шлифовального круга (эти канавки повышают концентрацию напряжений, поэтому рекомендуются на концевых участках, где изгибающие моменты небольшие) (рис. 6 и 10, а); 2) с галтелью постоянного радиуса (рис. 6 и 10, б); 3) с галтелью переменного радиуса (рис. 10, в). Такая галтель снижает концентрацию напряжений и увеличивает долговечность. Применяется она на сильно нагруженных участках валов и осей.
Рис.10 — Конструктивные разновидности переходных участков вала
Торцы валов и осей делают с фасками, т. е. слегка обтачивают их на конце (см. рис. 6). Посадочные поверхности валов и осей обрабатывают на токарных и шлифовальных станках.
Эффективными средствами для снижения концентрации напряжений в переходных участках являются протачивание разгрузочных канавок (рис. 11, а), увеличение радиусов галтелей, высверливание в ступенях большого диаметра (рис. 11, б). Пластическое упрочнение (наклеп) галтелей обкаткой роликами повышает несущую способность валов и осей.
Рис 11 — Способы повышения усталостной прочности валов
Заплечики валов и осей (буртики) препятствуют сдвигу лишь в одном направлении (рис. 6). В случае возможного осевого смещения в противоположную сторону для его исключения применяют гайки, штифты, стопорные винты и т. д. Концы валов для установки муфт, шкивов и других деталей, передающих вращающие моменты, выполняют цилиндрическими или коническими, а их размеры стандартизованы. Для установки шпонок вал снабжают пазом.
- Свежие записи
- Чем отличается двухтактный мотор от четырехтактного
- Сколько масла заливать в редуктор мотоблока
- Какие моторы бывают у стиральных машин
- Какие валы отсутствуют в двухвальной кпп
- Как снять стопорную шайбу с вала
Видео:Вал и ось. В чем отличие? Назначение валов и осей в машиностроении и не толькоСкачать
📽️ Видео
Техническая Механника - Валы и ОсиСкачать
Экскурсия по автосервису "Сервис Карданных Валов"Скачать
Прочность и жесткость валов. (Зубчатый редуктор). Часть 3: Расчетные схемы валов.Скачать
Что такое система отверстия и система вала?Скачать
Детали машин. Лекция 4.1. Валы и оси.Скачать
Как устроен коленвал двигателя и для чего он нуженСкачать
Лекция «Валы и оси. Их опоры»Скачать
2AZFE (2.4L) Toyota балансировочные валы двигателя (часть 1)Скачать
Секретные похороны российских военных ПитербургСкачать
Вал Helical (кукуруза) и строгальный вал с прямыми ножами. Helical VS straight knivesСкачать
9.1 Расчет валов приводаСкачать
Лекция 9. Валы и осиСкачать
Создание заказ-наряда в конфигурации 1С «Участок ремонта карданных валов»Скачать
ДМ.КП.40 - Вал. Рабочий чертеж (2020 05 21 11 34 27)Скачать
