Здавалка
Главная | Обратная связь

Материалы валов и осей



Материалы валов и осей должны быть прочными, хорошо обрабатываться и иметь высокий модуль упругости. Прямые валы и оси изготавливают преимущественно из углеродистых и легированных сталей.

Для валов и осей без термообработки применяются стали Ст. 5, Ст. 6, 35, 40; для валов с термообработкой – стали 45, 40Х. Быстроходные валы, работающие в подшипниках скольжения, изготавливают из сталей 20, 20Х, 12ХН3А. Цапфы этих валов цементуют для повышения износостойкости.

Валы и оси обрабатывают на токарных станках с последующим шлифованием цапф и посадочных поверхностей.

Критерии работоспособности валов и осей

Основными критериями работоспособности являются прочность (выносливость) и жесткость. Усталостная прочность валов и осей оценивается коэффициентом запаса прочности, а жесткость – прогибом в местах посадок деталей и углами наклона или закручивания в местах посадок деталей и углами наклона или закручивания сечений.

Расчет валов

Различают проектный и проверочный расчет валов. Проектный расчет валов производится на статическую прочность для ориентировочного определения диаметров. В начале расчета известен только крутящий момент Тк. Изгибающие моменты Ми оказывается возможным определить лишь после разработки конструкции вала, когда согласно чертежу выявится его длина. Кроме того, только после разработки конструкции определяются места локации напряжений: галтели, шпоночные канавки и т.п. Поэтому проектный расчет вала производится условно только на одно кручение. При этом расчете влияние изгиба, концентрации напряжений и характера нагрузки на прочность вала компенсируются понижением допускаемых напряжений на кручение [t]к.

При проектном расчете обычно определяют диаметр выходного конца вала, который в большинстве случаев испытывает лишь одно кручение. Промежуточный вал не имеет выходного конца, поэтому для него расчетом определяют диаметр под шестерней. Остальные диаметры вала назначаются при разработки конструкции с учетом технологии изготовления и сборки.

Минимальный диаметр вала из учета его работы только на кручение определяют по формуле:

(1)

 

где Тк – крутящий момент в Н·мм, возникающий в расчетном сечении вала и обычно численно равный передаваемому вращающему моменту, т.е. Тк=Т;

[t]к – допускаемое напряжение на кручение, Н/мм2.

Минимальный диаметр оси при ее работе на изгиб

 

(2)

 

где (Ми)р – расчетное значение изгибающего момента;

[Sи]г – допускаемое напряжение на изгиб;

с= d1/d ( c = 0,6 - 0,7).

При проектировании редукторов диаметр выходного конца быстроходного вала часто принимают равным (или почти равным) диаметру вала электродвигателя, с которым он будет соединен муфтой.

Допускаемый запас прочности зависит от точности расчета, стабильности механических характеристик материала, возможности экспериментальной проверки конструкции. При средней точности расчета и средней стабильности механических характеристик n=1,5-1,7.







©2015 arhivinfo.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.