ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Основы расчета валов и осей из "Механика химических производств Изд3" Зубчатые и червячные колеса, шкивы (см. гл. 16) и другие вращающиеся детали машин и аппаратов (например, мешалки) устанавливают на валах или осях. [c.260] Вал предназначен для поддержания сидящих на нем деталей и для передачи крутящего момента. При работе вал испытывает изгиб и кручение, а в отдельных случаях — дополнительно растяжение или сжатие. [c.260] По геометрической форме валы делятся на прямые, коленчатые (рис. 15.1) и гибкие. Коленчатые валы применяют для преобразования возвратно-поступательного движения во вращательное и наоборот, причем они совмещают функции вала и кривошипа в кривошипно-ползунных механизмах. Оси, как правило, изготавливают прямыми. По конструкции прямые валы и оси мало отличаются друг от друга. [c.261] По длине прямые валы и оси бывают гладкими или ступенчатыми (рис. 15.1,а). Образование ступеней связано с различной напряженностью отдельных сечений, а также условиями изготовления и удобства сборки. [c.261] По типу сечения валы и оси бывают сплошные и полые. Полое сечение лрименяют для уменьшения массы или размещения внутри вала (оси) другой детали. [c.261] Участки вала или оси, лежащие в опорах, называют цапфами. Они подразделяются на шипы, шейки и пяты. [c.261] Шипом называется цапфа, расположенная на конце вала или оси и передающая преимущественно радиальную нагрузку (рис. 15.1,а). [c.261] Шейкой называется цапфа, расположенная в средней части вала или оси (рис. 15.1,а). Опорами для шипов и шеек служат подшипники (см. разд. 15.2 и 15.3). [c.261] Шипы и шейки по форме могут быть цилиндрическими, коническими и сферическими. В большинстве случаев применяют цилиндрические цапфы. [c.261] Пятой называют концевую цапфу, передающую осевую нагрузку, чаще всего вертикальную. [c.261] Посадочные поверхности валов и осей под ступицы насаживаемых деталей выполняют цилиндрическими и реже коническими. [c.261] Предварительную оценку диаметра можно проводить и по валу, с которьш рассматриваемый вал соединяется, например, можно принять искомый диаметр равным диаметру вала электродвигателя. [c.262] Значения диаметров валов и осей в местах крепления сопряженных деталей должны быть округлены до ближайших значений из ряда Ка 40 (см. разд. 1.1). Ввиду того, что имеются подшипники качения (см. разд. 15.3) с диаметрами отверстий 35, 65 и 70 мм, разрешается использовать для цапф эти размеры. [c.262] Окончательный расчет вала выполняют как проверочный с учетом одновременного действия изгибающего и крутящего моментов, обычно по третьей теории прочности (см. разд. 10.2). Влиянием растягивающих или сжимающих сил в большинстве случаев пренебрегают. [c.262] Практикой установлено, что разрушение валов и осей (особенно быстроходных машин — центрифуг, сепараторов, аппаратов с турбинными и пропеллерными мешалками и др.), как правило, носит усталостный характер, что связано с циклическим изменением напряжений от внешних нагрузок. [c.262] Расчет вала на выносливость (см. разд. 11.4) заключается в определении фактического запаса прочности с учетом того, что напряжения изгиба меняются по симметричному циклу, а напряжения кручения — по пульсационному. Условие прочности (выносливости) записывают в виде л [п], где [п] = 1,52,5. Заметим, что коэффициент асимметрии цикла при цементированных поверхностях я за = 0,5 0,6 г1 т = 0,5г )о. [c.262] Когда деформации вала или оси существенно влияют иа работу сопряженных деталей, выполняют расчет на жесткость. [c.262] повышенный наклон упругой линии вала под зубчатым колесом вызовет перекос колес, концентрацию напряжений по длине зубьев и преждевременный их износ или даже излом, а значительный угол наклона цапф — защемление тел качения в подшипниках, повышенное трение и нагрев. [c.262] Вернуться к основной статье