ВалОсьМихайлов (560144), страница 2
Текст из файла (страница 2)
В процессе проектироиййии вала при выборе длин его участков длв уменьшения массы и величийы изгибающих моментов следует стремитьси к уменьшению общвй~9(йнны вала, особенно консольной его части,если иа ней установлено зубчатое колеса, шкив или звездочки. Консольное расположение деталей'1звРедач ухудшает компоновку всего узла валаМ'приводит к большд(Р Иарйвномерности распределении нагрузки между опорами, значителвйй'больше нагружаи ближайший к консоли подшипник, Наибольшее вы(ййзниваиие нагрузки в этом случае достигаетси, когда расстоиние между опорами равниетси удвоенному расстоянию от точки приложения консольной нагрузки до ближайшей опоры. 11 3.
МАТЕРИАЛЫ ВАЛОВ И ОСЩ И ПАРАМЕТРЫ ПОВЕРХНОСТЕЙ При выборе материала учитывают условия рабаты вала или оси напра женное состошше и возможность улучшения парамегроа При выполнении вала нли осн со шлнцамн нлн заодно с зубчатым. колесом материал выбирают с учетом получения необходимой твердости поверхности зубьев. В кинсматическнх механизмах для валов используют углеродистые стали, а в некоторых случаях даже алюминиевые сплавы и пластмассы. В малонагруженных силом«к механизмах используют крнструкцнонные стали, а для средне- нли тяжелонагруженных валов — легированные стали. Легирование хромом и никелем повьппают прочность и износостойкость стали.
Материалы валов и осей чаще всего подвергают улучшению (закалке с высоким отпуском), а малоуглеродисгые стали — закалке с низким отпуском. Отдельные места (участки под уплотнения, цапфы подшипников сколыкения и участки с зубьями) подвергают поверхностной закалке токами высокой частоты или цементуют. В некоторых случаях цементуют и цапфы под подшипники качения для исключения их смятия при установке подшипников Из отвечающих указанным требованиям сталей наиболее часто применяются те, характеристики которых приводятся в табл.
2. При работе со справочными данными по материалам следует учитывать, что Механические свойства одного и того же материала~ приведенные в разных справочниках, могут значительно отличаться по величине. Это объясняетси тем, что они зашсят от вида заготошш (прокат, поковка и т.д.), ее размеров, от вида режима и технологи термической и хвмнкотермической обработки. Рекомендуемые для курсового проектирования и приведенные в табл. 2 параметры прочности соответствуют заготовкам из проката диаметром 25,.бО мм прн наиболее употребительных 'режимах обработки.
Свойства сталей в конкретных случаях приводится, например, в «Марочнике сталей и сплавовэ Щ. Валы н осн вытачивают из проката (валы и оси малого диаметра) или нз поковок (валы большого диаметра или выполняемые совмйстно с колесом). У средненагруженных валов посадочные места часто дополнительно шлифуют, Тяжело нагруженные валы шлифуют по всей поверхности с полированием высоконагрузкениых участков.
В особо ответственшзх. случаях высоконагруженные участии подвергают поверхностно-пластическому деформированию, например, дробеструйному наклепу, виброупрочнению, обкатке роликами или алмазному вьп;лажнванию. Следует учитывать что дробеструйная:обработка увеличивает шероховатость, а другие указанные — уменьшают в 2... 4 раза. Рекомендуемые зничения твердости, точности н шероховатости участков вала илн оси (рис. 5 гипотетических валов) приводятся в табл. 3.
12 13 Рекомендуемые параметрм повн)пгноетей валов ости я вх позицвв на вс.5 Т НЙС 1,25 2,5 Цлли каа прас хность под з чатос колесо 13! Цилиилрическаа поверхность под полумуфту, шкив (3,45) Цилиалрвческаа поверхность пол подшвпввк хатенка нормального класса точности (В,17) Торцеааа поаерхисббь прнлегаивл зубчатого колеса, подпхапника качение, по ты шкива 5 9 11,1В 33 43 Цнлиилричесхаб поверхность пол атухкоа пошпипвика сколь- :кенва 26 42 Торцеааа лоаерхность прнлеганиа втулки подшвншша саольне- ниа 2В,40) 45...51 56...62 б1 45...51 56 62и 7 )гбз) Ыб ~бг 1 бб) 0,63 1,25 1,25 0,63 0.32 1,25 063 4. ПЕРЕХОДНЫЕ УЧАСТКИ ВАЛОВ И ОСЕЙ Форма и размеры переходных участков (галтелей, фасок,.
буртиков, канавок я проточек) определяются технологическими требованиями и требованиями прочности. Переходные участки валов и осей для уменьшения концентрации напрюкений в месте изменения диаметров выполняют по радиусу г в виде галтельного перехода, причем с увеличением радиуса прочность возрастает, На свободных переходных участках (при отсутствии насаживаемой детали, упирающейся в уступ вала) принимают г> 0,14, где д— наименьший диаметр в месте перехода При такой величине г концентрация напряжений будет незначительной. Однахо при наличии сопрягаемой детали приходится назначать значение г меньше, что уменьшает прочность вала. Для облегчения монтажа насюкиваемых деталей на ступенях валов выполняют фаски под углом 45 с катетом С= 0,03...
0,050 (меньшие значения при и*> 50 мм, большие — при Ы< 20 мм). Выбранные по рекомендациям величины г и С округляют в соответствии со стандартом (табл. 4). На несопрягающихся ступенях при изготовлении вала выполняют фаски 0,1...0,2 мм (притупляют кромки). При наличии насаживаемой детали, например, ступицы зубчатого колеса или кольца подшипника, радиус галтели вала или оси г должны быть меньше радиуса схругления Я или фасхи с насаживаемой детали в соответствии.с рекомендациями табл. 5. Иначе не будет обеспечено Ф соприкосновение торцов сопрягаемых деталей или произойдет их защемленне. В случае малого размера',радиуса'скругления илн фаскн насаживаемой детали и необходимостью из соображений снижения концентрации напряжений выполнить галтель вала с большим радиусом (рис.
6) ставят кольцо с большой фаской (рис. б,а) или применяют галтель с поднутрением (рис. 6, б, и). На валах, подверженных высоким циклическим нагрузкам, для выравнивания силового потока (уменьшения скачков напряжений); если позволяет констбукция, выполняют нли галтели дух радиусов (рис. 6, г) или зллиптичеекие галтели (рис. 6, д) илн галтелВ. с плавным переходом (рис.
6, 'е), или бутылочные отверстия (рис. 6, «к). В двух последних случаях исполйзуют обработку по контуру или фасинным резцом. Для уменьшения концентрации напряжений в 6 основании галтели применяют разгрузочные ванюши над галтелью (рис. б,з). Галтбдьным преходом снабжают неглубокие канавки (рис. 6, и), которыми целесообразно (если позволяет прочность вала) разделять цилиндрические поверхности одинахового диаметра, но имеяпцие разные предельные отклонения или шероховатость. ~а Таблица б й 41 ааЧИ б дгб ф Я) ае12ъ т,м,ов ~аббе а) Я~ Форма 1 Форма 2 шлшробаиив по ебилинбру и пп тарчу иеиьввзиив г Пвавлвввив и зба брирвбаниа пв тоРЧУ Рис.б.
Радяусные переходы валов Форма 3 Если на вал устанавливают подшипник качения с упором в буртик нли уступ вала, то для плотного прилегания торца подшипника радиус галтелн должен быть не более 0,8 Я, где Я вЂ” радиус округления кольца подшипника, величина которого зависит от типоразмера подшипника и указана в соответствующем стандарте. Приближенно можно считать, что Я = 0,05(22 — е(), где Р и б — наружный и внутренний диаметры подшипника. Прн необходимости шлифовании участков вала предусматривают стандартную канавку для выхода шлнфовальново круга (табл. 6), Если центрирование сопряженной детали осуществляется только по цилиндрической поверхности, шлифуют только ее. Этому отвечает канавка формы 1 или более упрощеннан канавка формы 2. Бели отношение длины центрирующей цилиндрической поверхност1а к ее диаметру меньше 0,8, необходимо шлифовать торец ступеньки вала, чтобы за счет принудительного поджима детали к торцу вала обеспечить более устойчивое положение детали.
В этом случае используют канавку'формы 3, Канавку формы 4 применяют при шлифовании и торца н цилиндра. Наличие канавки для выхода шлнфовального круга вызывает большую концентрацию напряжений, чбм простая галтель, что существенно снижает прочность вала. Недостаточность запаса прочности в переходном сечении побуждает к выполншшю простого галтельного перехода и обработке его соответствующим галтельным шлифовальным кругом, заправленным под нужный радиус из приведенных в табл. 4. Однако в этом случае следует избегать появления прижогов при шлифовании в зоне концентрации напряжений. Канаяки для выхода шлнфавального круга по ГОСТ 8820-б9.
Шлифавание ио цилиндру ивввтмиив т Паювтмве л Примечание: 1. Прн шлифовке на одной детали нескольких различных диаметров ремендуется применять канавки одного размера. 2. При ширине канавки Ь б 2 мм допускается применять закругления с обеих сторон, равные г. В ответственных деталях, Где пРименение канавок недопустима из-за снижения вх прочности, допускаются скругленяя радиусами по ГОСТ 10948-б4. Выполнение валов ступенчатыми и наличие у них буртиков в немалой степени обусловлено необходимостью осевого фиксирования деталей на валу, когда деталь или последовательную группу деталей упирают в уступ или буртик.
Высота уступа или буртнха на валу для осевого фиксирования насаживаемых деталей при отсутствии осевой нагрузки зависит только от размера фаскн насаживаемой детали и 'должна превышать ее на 1...2 мм. При передаче осевых усилий она выбирается нз условия прочности на смятяе. При установке на вал подшипников качения высота буртика или уступа определяется возможностью демонтажа подшипника. Подшипники качения монтируют и демонтируют с приложением усилия только к кольцу, поставленному с натягом (для,вала с установленным на нем зубчатым колесом это внутреннее кольцо). Воздействовать на другое кольцо нельзя, так как в этом случае усилие будет действовать на тела качения и дорожки, которые при этом могут быть повреждены.
Поэтому высота буртика или уступа й (рис, 7, а) должна быть меньше толщины кольца на величину а, достаточную для упора демонтажной втулки нли лап аъемника непосредственно в кольцо подшипника. Эта величина Ь зависит' от типоразмера применяемого подпзипника и регламентируется 'стандартом, Приближенно можно считать, что й = Я+ (1 ... 2) мм, где Я вЂ” радиус округления соответствующего подшипника.
Рис. 7. Конструкции для демовтаи:а подшипника Вели подшипйих упирается не в буртик или уступ вала,а в другую деталь, то высота ее не ограничивается, если она может быть снята перед демонтажом или исцользована в качестве демонтажной втулки. В противном случае для уверенного захвата кольца съемиихом следует изменить форму деталн (рис. 7, б) или поставить дистанционное кольцо (рнс. 7, в). При' высоте буртика или уступа большей, чем необходимая, должны быть предусмотрены элементы, позволяющие применить съемннх: прорези:(рнс..б, г), отверстия (рис. 7, д) или упорное кольцо (рис, 7, е).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
