Do czego służą osie w samochodach? Cel, konstrukcje i materiały osi i wałów



Na wałach i osiach zamontowane są koła zębate, koła pasowe, koła łańcuchowe i inne wirujące części maszyn. Istnieje znacząca różnica między tymi dwoma elementami mechanizmów, która polega na celu funkcjonalnym i innych cechach.

Wał przeznaczony jest do przenoszenia momentu obrotowego wzdłuż swojej osi, a także do podtrzymywania znajdujących się na nim części i przyjmowania wszelkich obciążeń zewnętrznych działających na te części.
W przeciwieństwie do wału, oś podtrzymuje jedynie zamontowane na niej części i odbiera działające na nie obciążenia, z wyjątkiem momentu obrotowego, tj. nie ulega odkształceniom skrętnym. Osie mogą być nieruchome (np. oś stała w postaci osi koła samochodowego na osi kierowanej) lub ruchome, czyli obracać się wraz z umieszczonymi na nich częściami (oś zestawu kołowego wagonu kolejowego).
Klasyfikacja wałów jest bardziej rozbudowana – mogą się one różnić na kilka sposobów.

Klasyfikacja wału

Według celu wały dzielą się na rdzenny, przenoszenie, przenoszenie, elastyczny I drążki skrętne.

Na wałach głównych znajdują się główne elementy robocze maszyny (wał korbowy silnika, wirnik turbiny itp.).

Wały przenoszące przenosić części przekładni (koła zębate, koła pasowe, koła zębate itp.). W odróżnieniu od wału głównego koła zębate pełnią funkcję pośrednią w zespołach maszynowych podczas przenoszenia momentu obrotowego. Zatem wały napędowe są wałami pierwotnymi i wtórnymi skrzyni biegów, wałami głównego koła zębatego, skrzynią rozdzielczą itp.

Wały transmisyjne służą do przenoszenia momentu obrotowego pomiędzy poszczególnymi zespołami i zespołami roboczymi maszyny. Przykłady wałów napędowych: przekładnie kardana, półosie, wały napędowe z przegubami homokinetycznymi w samochodach osobowych z przednimi kołami napędowymi itp.

Wały elastyczne (giętki drut). umożliwiają przenoszenie momentu obrotowego przy znacznych zakrętach osi. Wały takie spotyka się np. w przyrządach kontrolno-pomiarowych (linka prędkościomierza), elektronarzędziach (wałek wiertarki dentystycznej).

Wały skrętne (drążki skrętne)– wały o małych średnicach służące do przenoszenia momentu obrotowego. Takie wały umożliwiają skręcanie względem osi pod znacznymi kątami.

Zgodnie z kształtem osi geometrycznej wały dzielą się na bezpośrednie i pośrednie - korbowe i mimośrodowe. Przykładem wału mimośrodowego jest wałek rozrządu silnika spalinowego.
Osie są zwykle wykonane prosto. W konstrukcji proste wały i osie niewiele się od siebie różnią.
Proste wały i osie mogą być gładkie lub schodkowe. Stopniowy kształt przyczynia się do równomiernego naprężenia wału na całej jego długości, a także upraszcza montaż znajdujących się na nim części.

Według kształtu przekroju Wały i osie mogą być pełne lub wydrążone (z otworami osiowymi). Wały drążone służą do zmniejszenia ciężaru lub umieszczenia w nich innych części lub elementów konstrukcyjnych, a także do dostarczenia oleju do układu smarowania.

Według zewnętrznego zarysu przekroju Wały dzielą się na wielowypustowe i wpustowe, posiadające profil wielowypustowy lub profil z wpustem na określonej długości.

Elementy konstrukcyjne osi i wałów

Poszczególne elementy wałów i osi mają swoje specyficzne nazwy. W szczególności części nośne wałów i osi, czyli obszary, w których wał lub oś opiera się na łożysku, nazywane są zwykle osiami. W tym przypadku wyróżnia się następujące typy czopów: kolce, szyje i pięty.

Czop to sworzeń umieszczony na końcu wału lub osi i przenoszący głównie siłę promieniową.

Szyjka jest czopem pośrednim wału lub osi. Podobnie jak czop, szyjka przenosi głównie siłę promieniową. Łożyska ślizgowe lub toczne służą jako podpory dla kolców i czopów. Kolce i szyjki mogą mieć kształt cylindryczny, stożkowy lub kulisty. W większości przypadków stosuje się kołki cylindryczne.

Piąta nazywana jest osią, która przenosi siłę osiową. Łożyska oporowe służą jako podpory pięt. Kształty obcasów są pierścieniowe, solidne i grzebieniowe. Obcasy grzebieniowe są rzadko używane.

Powierzchnie osadzenia wałów i osi piast zamontowanych części są cylindryczne lub stożkowe. Stożkowe końcówki wałów są najczęściej wykonane ze stożkiem 1:10. Stożkowe powierzchnie wałów stosowane są w celu ułatwienia montażu ciężkich części osadzonych na wale, szybkiej ich wymiany, poprawy dokładności centrowania części oraz zapewnienia wymaganego naciągu podczas montażu.

Sekcje przejściowe stopniowanych wałów i osi pomiędzy dwoma stopniami o różnych średnicach wykonane są z rowkiem o zaokrąglonej szerokości 3…5 mm i głębokość 0,25…0,5 mm, z zaokrągleniem o stałym maksymalnym możliwym promieniu lub z zaokrągleniem o zmiennym promieniu (zaokrąglenie to powierzchnia płynnego przejścia od stopnia o mniejszym przekroju do większego). Celem odcinków przejściowych wałów i osi jest zmniejszenie koncentracji naprężeń w miejscach, w których zmienia się kształt przekroju poprzecznego tych części. Aby zwiększyć nośność wałów i osi, często wykonuje się utwardzanie zgniotowe filetów poprzez utwardzanie przez zgniot.



Kryteria eksploatacyjne wałów i osi

Głównymi kryteriami wydajności wałów i osi są wytrzymałość i sztywność. Wały i osie obrotowe poddawane są podczas pracy cyklicznie zmieniającym się naprężeniom. Wytrzymałość ocenia się na podstawie współczynnika bezpieczeństwa przy obliczaniu wytrzymałości zmęczeniowej wałów i osi, a sztywność ocenia się na podstawie ugięcia, kątów obrotu lub skręcenia sekcji w miejscach montażu części.
Praktyka ustaliła, że ​​​​zniszczenie wałów i osi maszyn szybkobieżnych w większości przypadków ma charakter zmęczeniowy, dlatego najważniejsze jest obliczenie wytrzymałości zmęczeniowej.

Główne obliczone współczynniki siły są obrotowe T i zginanie M chwile. Wpływ sił rozciągających i ściskających na wytrzymałość jest nieznaczny i w większości przypadków nie jest brany pod uwagę.

Obliczenia projektowe i weryfikacyjne wałów i osi

Projektując wały i osie, przeprowadza się obliczenia projektowe wytrzymałości statycznej, aby w przybliżeniu określić średnice stopni. Projektując wały skrzyni biegów, zwykle określa się średnice odcinków końcowych wałów wejściowego i wyjściowego, a dla wałów pośrednich średnicę w miejscu osadzenia kół.
Średnicę konstrukcyjnego przekroju wału określa się wzorem znanym z kursu wytrzymałości materiałów:

d 3 ≥ 10 3 (Mk/0,2[τ] k),

Gdzie Mk = T– moment obrotowy działający w części konstrukcyjnej, Nm;
[τ]k– dopuszczalne naprężenia skręcające materiału wału, MPa.

Wynikową obliczoną średnicę wału zaokrągla się do najbliższej średnicy standardowej serii zgodnie z GOST.
Obliczenia projektowe osi najczęściej wykonuje się podobnie jak obliczenia belek z podporami przegubowymi, stosując konwencjonalne metody wytrzymałości materiałów.

Obliczenia próbne wałów i osi przeprowadza się pod kątem wytrzymałości zmęczeniowej i sztywności. Obliczenia weryfikacyjne przeprowadza się po ostatecznym opracowaniu konstrukcji wału lub osi w oparciu o obliczenia projektowe. Odporność zmęczeniową bada się przy użyciu współczynnika bezpieczeństwa dla maksymalnego obciążenia długotrwałego, bez uwzględnienia krótkotrwałych obciążeń szczytowych (na przykład w okresie rozruchu).

Obliczenia sztywności wałów przeprowadza się w przypadku, gdy odkształcenia (liniowe lub kątowe) niekorzystnie wpływają na pracę części związanych z wałem (koła zębate, łożyska itp.). Rozróżnia się sztywność zginania i skręcania wału. Sztywność na zginanie ocenia się na podstawie ugięcia wału, sztywność na skręcanie – na podstawie kąta skręcenia.
Obliczenia weryfikacyjne osi pod kątem nośności zmęczeniowej i sztywności na zginanie przeprowadza się analogicznie do obliczeń wałów, biorąc pod uwagę fakt, że dla osi Mk = 0.

Przy opracowywaniu konstrukcji wałów lub osi zaleca się, aby znajdujące się na nich części były umieszczone jak najbliżej podpór, aby zmniejszyć momenty zginające.
W celu zmniejszenia koncentracji naprężeń należy unikać nadmiernych stopni, otworów i wpustów oraz innych odchyłek kształtu przekroju poprzecznego wału lub osi. Przekroje przejściowe należy wykonać w formie zaokrągleń lub wpustów z zaokrągleniami.



Obracające się części maszyn osadzone są na wałach lub osiach, które zapewniają stałe położenie osi obrotu tych części.

Wały to części przeznaczone do przenoszenia momentu obrotowego wzdłuż własnej osi oraz do podtrzymywania wirujących części maszyn.

Wały ze względu na ich przeznaczenie można podzielić na wały zębate, części nośne przekładni - koła zębate, koła pasowe, koła łańcuchowe, sprzęgła (ryc. , A i b) i dalej główne wały maszyny i inne specjalne wały, które oprócz części przekładni przenoszą części robocze maszyn, silników lub narzędzi - koła lub tarcze turbin, korby, uchwyty zaciskowe itp. (ryc. V I D)

Ze względu na kształt osi geometrycznej wały dzielą się na proste i wygięte.

Osie– części przeznaczone do podpierania części obracających się i nie przenoszące użytecznego momentu obrotowego.

Ryż. 12.1 Główne typy wałów i osi:

a – gładki wał napędowy; b – wał schodkowy;

c – wrzeciono maszyny; g - wał turbiny parowej; d – wał korbowy;

e – oś wózka obrotowego; g – nieobrotowa oś wózka.

Nazywa się części nośne wałów i osi czopy. Nazywa się osie pośrednie szyje, terminal – kolce.

Wały proste wg formularz podzielony na wały o stałej średnicy (wały przesyłowe i wieloprzęsłowe okrętowe, rys. , A, a także wały przenoszące wyłącznie moment obrotowy); wały schodkowe (większość wałów, rys. Bóg); wały z kołnierzami do łączenia na długości, a także wały z naciętymi przekładniami lub ślimakami. Zgodnie z kształtem przekroju wały dzielą się na gładkie, wielowypustowe, posiadające profil połączenia przekładni (wypustów) na określonej długości i profil.

Długość wału zależy od rozkładu obciążeń na długości.

Wykresy momentów na długości wałów z reguły są znacznie nierówne. Moment obrotowy zwykle nie jest przenoszony na całej długości wału. Wykresy momentów zginających zwykle dążą do zera na podporach końcowych lub na końcach wałów. Dlatego też, zgodnie z warunkiem wytrzymałościowym, dopuszczalne i wskazane jest projektowanie wałów o zmiennym przekroju poprzecznym, dochodzących do korpusów o jednakowej wytrzymałości. W praktyce wykonuję wały schodkowe. Ta forma jest wygodna w produkcji i montażu; Obsady wału mogą absorbować duże siły osiowe.

O różnicy średnic stopni decydują: standardowe średnice powierzchni uszczelniających piast i łożysk, wystarczająca powierzchnia podparcia do przyjęcia sił osiowych przy danych promieniach zaokrągleń krawędzi i wielkości fazek, wreszcie warunki zgromadzenia.

Czopy(szyje) wałów pracujących w łożyskach ślizgowych są: a) cylindryczne; b) stożkowy; c) kulisty (ryc.). Głównym zastosowaniem są kołki cylindryczne. Aby ułatwić montaż i zamocowanie wału w kierunku osiowym, czopy końcowe wykonywane są zwykle o średnicy nieco mniejszej niż sąsiadujący odcinek wału (rys.).

Czopy wałów do łożysk tocznych (rys.) charakteryzują się mniejszą długością niż czopy do łożysk ślizgowych.

Czopy do łożysk tocznych są często wykonane z gwintami lub innymi środkami mocowania pierścieni.

Powierzchnie lądowania pod piastami części zamontowanych na wale są one cylindryczne lub stożkowe. Głównym zastosowaniem są powierzchnie cylindryczne, ponieważ są łatwiejsze w produkcji.

Ryż. 12.4 Projektowanie środków zwiększających wytrzymałość

wały w rejonach przystanków: a – pogrubienie części piastowej szybu;

b – zaokrąglenie krawędzi piasty; c – pocienienie piasty; g – rozładunek

rowki; d – tuleje lub wypełnienia piasty wykonane z materiału o niskim module sprężystości

elastyczność.

Wytrzymałość wału zależy od stosunkowo małych objętości metalu w obszarach znacznej koncentracji naprężeń. Dlatego szczególnie skuteczne są specjalne środki konstrukcyjne i technologiczne mające na celu zwiększenie wytrzymałości wałów.

Konstrukcyjne sposoby zwiększenia wytrzymałości wałów na lądowiskach poprzez zmniejszenie nacisków krawędziowych pokazano na rys. .

Wzmacniając części piast poprzez śrutowanie powierzchniowe (walcowanie rolkowe lub kulkowe), można zwiększyć granicę wytrzymałości wałów o 80–100% i efekt ten rozciąga się na wały o średnicach do 500–600 mm.

Wytrzymałość wałów w miejscach połączeń wpustowych, zębatych i innych rozłącznych z piastą można zwiększyć: stosując połączenia wielowypustowe ewolwentowe; złącza wielowypustowe o średnicy wewnętrznej równej średnicy wału w przyległych obszarach lub z gładkim wyjściem wielowypustów na powierzchnię, zapewniającym minimalną koncentrację naprężeń; rowki wpustowe wykonane za pomocą frezu tarczowego i posiadające gładkie wyjście na powierzchnię; połączenia bezkluczykowe.

Obciążenia osiowe i na wały z zamontowanych na nich części są przenoszone w następujący sposób. (Ryż.)

1) duże obciążenia – poprzez skupienie części na występach na wale, poprzez dopasowanie części lub pierścieni montażowych z wciskiem (ryc. , A I B)

2) średnie obciążenia – za pomocą nakrętek, kołków bezpośrednio lub poprzez pierścienie montażowe, przyłącza zaciskowe (rys. ,c - D);

3) lekkie obciążenia i ochrona przed ruchem sił losowych - śruby blokujące bezpośrednio lub poprzez pierścienie montażowe, połączenia zaciskowe, pierścienie sprężynujące (ryc. , d – g).

Val - część maszyny przeznaczona do przenoszenie momentu obrotowego wzdłuż jego linii środkowej. W większości przypadków wały podtrzymują części, które obracają się wraz z nimi (koła zębate, koła pasowe, koła łańcuchowe itp.). Niektóre wały (na przykład elastyczne, kardanowe, skrętne) nie obsługują części obrotowych. Nazywa się wały maszynowe, które oprócz części przekładni przenoszą części robocze maszyny rdzenny. Nazywa się wał główny maszyn z ruchem obrotowym narzędzia lub produktu wrzeciono. Nazywa się wał rozdzielający energię mechaniczną pomiędzy poszczególne maszyny robocze przenoszenie W niektórych przypadkach wały są wykonane jako jedna część z przekładnią cylindryczną lub stożkową (wał-przekładnia) lub ślimakiem (wał-ślimak).

W zależności od kształtu osi geometrycznej, wały mogą być proste, wygięte I elastyczny(ze zmiennym kształtem osi). Najprostsze wały proste mają kształt korpusów obrotowych. Rysunek 12.1 pokazuje gładki(e) I schodkowy (b) wały proste. Najczęściej spotykane są wały schodkowe. Aby zmniejszyć wagę lub umieścić je w innych częściach, czasami wykonuje się wały z kanałem wzdłuż osi; w przeciwieństwie do pełnych, takie wały nazywane są dziurawy. Wał korbowy pokazany jest na rys. (12,1, V).

Ryż. 12.1.

Oś- część maszyn i mechanizmów służąca do podtrzymywania części wirujących, ale nie przenosi użytecznego momentu obrotowego. Są osie obrotowy(ryc. 12.2, A) I bez ruchu(B). Oś obrotowa osadzona jest w łożyskach. Przykładem osi obrotowych są osie taboru kolejowego.

Ryż. 12.2.

Z definicji jasno wynika, że ​​wały zawsze obracają się podczas pracy i ulegają odkształceniom skrętnym lub zginająco-skrętnym, a osie ulegają jedynie odkształceniom zginającym.

Elementy konstrukcyjne wałów i osi (ryc. 12.3). Nazywa się część nośną wału lub osi oś. Nazywa się kołek końcowy cierń, i pośredni - szyja. Nazywa się czop końcowy zaprojektowany do przenoszenia przeważającego obciążenia osiowego piąty. Sworznie i czopy wału spoczywają namiar, częścią podtrzymującą piętę jest łożysko oporowe Kształt osi może być cylindryczny, stożkowy, kulisty lub płaski. Nazywa się pierścieniowym zgrubieniem trzonu, który tworzy z nim jedną całość ramię.

Nazywa się powierzchnię przejściową z jednej sekcji do drugiej, która służy do podparcia części zamontowanych na wale ramię(patrz rys. 12.1, B). Aby zmniejszyć koncentrację naprężeń i zwiększyć wytrzymałość, przejścia w miejscach zmian średnicy wału lub osi są wygładzone. Nazywa się zakrzywioną powierzchnię płynnego przejścia z mniejszej sekcji do większej filet(patrz rys. 12.1, B). Filety mają stałą i zmienną krzywiznę. Nazywa się filet wału, pogłębiony poza płaską część barku podcięcie.

Ryż. 12.3.

O kształcie wału na jego długości decyduje rozkład obciążeń, tj. wykresy momentów zginających i skręcających, warunków montażu i technologii wykonania. Sekcje przejściowe wałów pomiędzy sąsiednimi stopniami o różnych średnicach są często wykonane z półkolistym rowkiem na wyjściu ściernicy.

Końcówki do lądowania wałów, przeznaczone do montażu części przenoszących moment obrotowy w maszynach, mechanizmach i urządzeniach, są znormalizowane.

Materiały wałów i osi. Wymagania eksploatacyjne wałów i osi najpełniej spełniają stale węglowe i stopowe, a w niektórych przypadkach żeliwo o wysokiej wytrzymałości. Wybór materiału, obróbki cieplnej i chemiczno-termicznej zależy od konstrukcji wału i podpór, specyfikacji technicznych produktu i warunków jego pracy.

Do większości wałów stosuje się stale ulepszane cieplnie 45 i 40Х, a do konstrukcji krytycznych - stale 40ХН, ЗОХГТ itp. Wały wykonane z tych stali poddawane są ulepszaniu lub utwardzaniu powierzchniowemu prądami o wysokiej częstotliwości.

Wały szybkoobrotowe obracające się w łożyskach ślizgowych wymagają dużej twardości czopów, dlatego wykonuje się je ze stali nawęglanych 20Х, 12Х2Н4А, 18ХГТ lub stali azotowanych, np. 38Х2МУА itp. Wały chromowane mają największą odporność na zużycie.

Zazwyczaj wały poddawane są toczeniu, a następnie szlifowaniu powierzchni osadzenia i czopów. Czasami powierzchnie gniazdowe i listwy są polerowane lub utwardzane poprzez śrutowanie powierzchniowe (obróbka kulką lub wałkiem).

Wcześniej mówiliśmy o przekładniach jako o jednym całym mechanizmie, a także rozważaliśmy elementy bezpośrednio zaangażowane w przenoszenie ruchu z jednego ogniwa mechanizmu na drugie. W tym temacie zostaną przedstawione elementy przeznaczone do mocowania części mechanizmu bezpośrednio biorących udział w przenoszeniu ruchu (koła pasowe, koła łańcuchowe, koła zębate i ślimakowe itp.). Ostatecznie jakość mechanizmu, jego wydajność, wydajność i trwałość w dużej mierze zależą od szczegółów, które zostaną omówione później. Pierwszym z tych elementów mechanizmu będą wały i osie.

Wał(Ryc. 17) - część maszyny lub mechanizmu przeznaczona do przenoszenia momentu obrotowego lub momentu obrotowego wzdłuż jego linii środkowej. Większość wałów to obracające się (ruchome) części mechanizmów; zwykle są do nich przymocowane części bezpośrednio zaangażowane w przenoszenie momentu obrotowego (koła zębate, koła pasowe, koła łańcuchowe itp.).

Oś(Ryc. 18) - część maszyny lub mechanizmu przeznaczona do podtrzymywania części obrotowych i nie biorą udziału w przenoszeniu obrotów lub momentu obrotowego. Oś może być ruchoma (obrotowa, ryc. 18, a) lub stała (ryc. 18, b).

Klasyfikacja wałów i osi:

1. Zgodnie z kształtem podłużnej osi geometrycznej:

1.1.prosty(wzdłużna oś geometryczna - linia prosta), np. wały skrzyń biegów, wały skrzyń biegów pojazdów gąsienicowych i kołowych;

1.2. łukowaty(wzdłużna oś geometryczna jest podzielona na kilka równoległych do siebie segmentów i przesuniętych względem siebie w kierunku promieniowym), na przykład wał korbowy silnika spalinowego;

1.3. elastyczny(wzdłużna oś geometryczna to linia o zmiennej krzywiźnie, która może zmieniać się podczas pracy mechanizmu lub podczas czynności montażowych i demontażowych), są często stosowane w napędzie prędkościomierzy samochodów.

2. Według celu funkcjonalnego:

2.1. wały zębate noszą elementy przenoszące moment obrotowy (koła zębate lub ślimakowe, koła pasowe, koła łańcuchowe, sprzęgła itp.) i są najczęściej wyposażone w części końcowe wystające poza wymiary korpusu mechanizmu;

2.2. wały transmisyjne mają z reguły na celu rozdzielenie mocy jednego źródła na kilku odbiorców;

2.3. główne wały- wały przenoszące korpusy robocze siłowników (nazywa się główne wały obrabiarek przenoszących przedmiot obrabiany lub narzędzie wrzeciona).

3. Wały proste zgodnie z ich konstrukcją i powierzchnią zewnętrzną:

3.1. gładki wały mają tę samą średnicę na całej długości;

3.2. wkroczył wały wyróżniają się obecnością sekcji o różnych średnicach;

3.3. dziurawy wały są wyposażone w otwór przelotowy lub nieprzelotowy, współosiowy z zewnętrzną powierzchnią wału i rozciągający się na większej części długości wału;

3.4. wielowypustowy wały wzdłuż zewnętrznej powierzchni cylindrycznej mają występy podłużne - wypusty, równomiernie rozmieszczone na obwodzie i przeznaczone do przenoszenia obciążenia momentowego z lub na części bezpośrednio zaangażowane w przenoszenie momentu obrotowego;

3.5. wały połączone z elementami bezpośrednio zaangażowanymi w przenoszenie momentu obrotowego (wał przekładni, wał ślimakowy).

Elementy konstrukcyjne wału są przedstawione na ryc. 19.

Części pomocnicze nazywane są wały i osie, przez które działające na nie obciążenia przenoszone są na części ciała czopy. Zwykle nazywa się czop znajdujący się w środkowej części wału szyja. Czop końcowy wału, który przenosi tylko obciążenie promieniowe lub jednocześnie obciążenie promieniowe i osiowe na części obudowy, nazywa się cierń, i nazywa się czop końcowy przenoszący tylko obciążenie osiowe piąty. Elementy części obudowy współpracują z czopami wału, umożliwiając obrót wału, utrzymując go w pozycji wymaganej do normalnej pracy i przejmując obciążenie z wału. W związku z tym nazywane są elementy odbierające obciążenie promieniowe (a często razem z promieniowym i osiowym). namiar oraz elementy zaprojektowane do przenoszenia wyłącznie obciążenia osiowego - Łożyska oporowe.

Nazywa się pierścieniowym zgrubieniem wału o krótkiej długości, tworzącym z nim jedną całość i mającym na celu ograniczenie ruchu osiowego samego wału lub zamontowanych na nim części. ramię.

Nazywa się powierzchnię przejściową od mniejszej średnicy wału do większej, która służy do podparcia części zamontowanych na wale ramię.

Nazywa się powierzchnię przejściową od cylindrycznej części wału do kołnierza, wykonaną bez usuwania materiału z powierzchni cylindrycznej i końcowej (ryc. 20. b, c). filet. Zaokrąglenie ma na celu zmniejszenie koncentracji naprężeń w strefie przejściowej, co z kolei prowadzi do wzrostu wytrzymałości zmęczeniowej wału. Najczęściej zaokrąglenie wykonuje się w postaci powierzchni promieniowej (ryc. 20. b), ale w niektórych przypadkach zaokrąglenie można wykonać w postaci powierzchni o zmiennej podwójnej krzywiźnie (ryc. 20. c). Ta ostatnia forma zaokrąglenia zapewnia maksymalną redukcję koncentracji naprężeń, ale wymaga specjalnego fazowania w otworze montowanej części.

Nazywa się to małym wgłębieniem na cylindrycznej powierzchni wału, wykonanym wzdłuż promienia do osi wału rowek(ryc. 20, a, d, f). Rowek, podobnie jak zaokrąglenie, jest bardzo często używany do projektowania przejścia od cylindrycznej powierzchni wału do końcowej powierzchni jego występu. Obecność rowka w tym przypadku stwarza korzystne warunki do tworzenia cylindrycznych powierzchni osadzenia, gdyż rowek jest przestrzenią wyjścia narzędzia tworzącego powierzchnię cylindryczną podczas obróbki (frez, ściernica). Rowek nie wyklucza jednak możliwości utworzenia stopnia na końcowej powierzchni występu.

Nazywa się to niewielkim wgłębieniem na powierzchni czołowej odsadzenia wału, wykonanym wzdłuż osi wału podcięcie(ryc. 20, d). Podcięcie zapewnia dogodne warunki do ukształtowania końcowej powierzchni nośnej występu, gdyż jest to przestrzeń na wyjście narzędzia tworzącego tę powierzchnię podczas obróbki (frez, ściernica), ale nie wyklucza możliwości powstania stopnia na cylindrycznej powierzchni wału podczas jego końcowej obróbki.

Obydwa te problemy rozwiązuje się wprowadzając do konstrukcji wał nachylony rowek(ryc. 20, e), który łączy zalety zarówno rowka cylindrycznego, jak i podcięcia.

Ryż. 21. Odmiany konfiguracji czopów

Czopy wału mogą mieć postać różnych korpusów obrotowych (ryc. 21): cylindryczny, stożkowy Lub kulisty. Najczęściej wykonywane są szyje i kręgosłupy cylindryczny(ryc. 21, a, b). Czopy tego kształtu są dość zaawansowane technologicznie w produkcji i naprawie i są szeroko stosowane zarówno w łożyskach ślizgowych, jak i tocznych. W w kształcie stożka wykonują czopy końcowe (kolce, ryc. 21, c) wałów, z reguły współpracując z łożyskami ślizgowymi, aby zapewnić możliwość regulacji szczeliny i ustalenia osiowego położenia wału. Stożkowe kołki zapewniają bardziej precyzyjne mocowanie wałów w kierunku promieniowym, co zmniejsza bicie wału przy dużych prędkościach. Wadą kołków stożkowych jest ich skłonność do zakleszczania się, gdy wał rozszerza się pod wpływem temperatury (wzrost długości).

Czasopisma sferyczne(Rys. 21, d) dobrze kompensują niewspółosiowość łożysk, a także zmniejszają wpływ zginania wału pod wpływem obciążeń eksploatacyjnych na pracę łożysk. Główną wadą czopów kulistych jest zwiększona złożoność konstrukcji łożyska, co zwiększa koszty produkcji i naprawy wału i jego łożyska.

Pięty (rys. 22) ze względu na kształt i liczbę powierzchni ciernych można podzielić na solidny, pierścień, grzebień I segmentowy.

Solidny obcas(Ryc. 22, a) jest najłatwiejszy w produkcji, ale charakteryzuje się znacznym nierównomiernym rozkładem nacisku na powierzchnię nośną pięty, trudnym usuwaniem produktów zużycia przez płyny smarujące i znacznie nierównomiernym zużyciem.

Pierścień na pięcie(ryc. 22, b) z tego punktu widzenia jest korzystniejszy, choć nieco trudniejszy w produkcji. Gdy smar zostanie doprowadzony do obszaru osiowego, jego przepływ przemieszcza się wzdłuż powierzchni ciernej w kierunku promieniowym, czyli prostopadle do kierunku poślizgu, i w ten sposób dociska powierzchnie trące do siebie, stwarzając korzystne warunki do względnego poślizgu powierzchni.

Ryż. 22. Niektóre kształty obcasów.

Segmentowa pięta można uzyskać z pierścieniowego, wykonując kilka płytkich rowków promieniowych, rozmieszczonych symetrycznie w okręgu, na powierzchni roboczej tego ostatniego. Warunki tarcia w takim obcasie są jeszcze korzystniejsze w porównaniu do opisanych powyżej. Obecność promieniowych rowków sprzyja tworzeniu się klina cieczy pomiędzy powierzchniami trącymi, co prowadzi do ich separacji przy zmniejszonych prędkościach poślizgu.

Grzebień na pięcie(Ryc. 22, c) ma kilka pasów nośnych i jest przeznaczony do pochłaniania obciążeń osiowych o znacznej wielkości, ale w tej konstrukcji dość trudno jest zapewnić równomierny rozkład obciążenia między grzbietami (wymagana jest duża precyzja wykonania, zarówno pięta samo i łożysko oporowe). Montaż zespołów z takimi łożyskami wzdłużnymi jest również dość skomplikowany.

Końce wyjściowe wałów (ryc. 923) zwykle mają cylindryczny Lub stożkowy kształt i są wyposażone w rowki wpustowe lub wielowypustowe do przenoszenia momentu obrotowego.

Cylindryczne końcówki wałów są łatwiejsze w produkcji i są szczególnie preferowane do cięcia wielowypustów. Stożkowe końce lepiej centrują zamontowane na nich części i dlatego są bardziej preferowane w przypadku wałów szybkoobrotowych.

Wały i osie .

Cel, konstrukcja i materiały wałów i osi

Wał to część (zwykle gładka lub cylindryczna stopniowana) przeznaczona do podparcia zamontowanych na niej kół pasowych, kół zębatych, kół zębatych, rolek itp. oraz do przenoszenia momentu obrotowego.

Podczas pracy wał ulega zginaniu i skręcaniu, a w niektórych przypadkach oprócz zginania i skręcania wały mogą ulegać odkształceniom przy rozciąganiu (ściskaniu).

Niektóre wały nie podtrzymują części obracających się i działają jedynie przy skręcaniu.

Wał 1 (Rys. 1) posiada podpory 2, zwane łożyskami. Część wału pokryta podporą nazywana jest czopem. Kołki końcowe nazywane są czopami 3, i te pośrednie - szyje 4.

Ryc.1. Wał prosty:1 - wał;2 - podpory wału;3 - czopy;4 - szyja

Oś to część przeznaczona wyłącznie do podparcia osi.części na nim umieszczone.

W przeciwieństwie do wału, oś nie przenosi momentu obrotowego i działa tylko przy zginaniu. W maszynach osie mogą być nieruchome lub obracać się wraz z osadzonymi na nich częściami (osie ruchome).

Nie należy mylić pojęć „oś koła”, która jest częścią, i „oś obrotu”, czyli geometryczna linia środków obrotu.

Ryc.2. Konstrukcje osi:
A - oś obrotowa;B - stała oś

Kształty wałów i osi są bardzo różnorodne, od najprostszych cylindrów po skomplikowane konstrukcje wygięte. Znane są konstrukcje wałów giętkich, które zaproponował szwedzki inżynier Karl de Laval już w 1889 roku.

Kształt wału zależy od rozkładu momentów zginających i skręcających na jego długości. Prawidłowo zaprojektowany wał jest belką o jednakowym oporze. Wały i osie obracają się, przez co podlegają zmiennym obciążeniom, naprężeniom i odkształceniom (rys. 3). Awarie wałów i osi mają zatem charakter zmęczeniowy.

Ryż. 3. Wahania naprężeń zginających osi zestawu kołowego w ruchu

A – przy niskiej prędkości;B – z prędkością eksploatacyjną

Klasyfikacja wałów i osi

Ze względu na przeznaczenie wały dzielą się na wały przekładniowe (montowane są na nich części przekładni) i wały główne (montowane są na nich również części robocze maszyny).

Ryc.4. Typy wałów:A - wał korbowy:B - wał korbowy;V - elastyczny wał;

G - wał teleskopowy;D - wał kardana

Kształt wałów i osi jest różnorodny i zależy od funkcji, jaką pełnią. Czasami wały są wykonywane razem z innymi częściami, na przykład kołami zębatymi, korbami, mimośrodami.

Ze względu na kształt geometryczny wały dzielą się na: proste (patrz ryc. 1); korba (rys. 4, A); kolankowaty (ryc. 4, B); elastyczny (ryc. 4, V); teleskopowy (ryc. 4, G); wały kardana (rys. 4, D). Korba i wały korbowe służą do zamiany ruchu posuwisto-zwrotnego na ruch obrotowy (silniki tłokowe) i odwrotnie (sprężarki); elastyczny - do przenoszenia momentu obrotowego pomiędzy elementami maszyny zmieniającymi swoje położenie podczas pracy (mechanizmy konstrukcyjne, maszyny dentystyczne itp.); teleskopowy - jeśli konieczne jest osiowe przesunięcie jednego wału względem drugiego.

Wały giętkie powstają poprzez wielowarstwowe nawinięcie stalowego drutu sprężynowego na cienki pręt centralny. Zachowują wystarczającą elastyczność tylko przy małych średnicach, ponieważ wraz ze wzrostem średnicy moment bezwładności przekroju, a co za tym idzie, sztywność gwałtownie wzrasta, dlatego pomimo wszystkich pozytywnych właściwości i wygody napędu, takie wały nie mogą przenosić żadnego znaczną moc i mają stosunkowo wąskie zastosowanie.

Osie są zwykle wykonane prosto. Najczęściej stosowane w budowie maszyn są wały proste i osie. Wały korbowe i wały zakrzywione są częściami specjalnymi i nie są omawiane w tym kursie.

Cechy konstrukcyjne: gładkie wały i osie (patrz ryc. 2); stopniowane wały i osie (patrz ryc. 1); wały zębate ; wały ślimakowe .

Do osiowego mocowania części na wale lub osi stosuje się półki , kołnierze, kształtowniki stożkowe, pierścienie ustalające, przekładki, które można montować w jednym zestawie z innymi częściami.

Wały stopniowane są najwygodniejsze do montażu komponentów: występy chronią części przed przemieszczeniem osiowym i ustalają ich położenie podczas montażu, zapewniając swobodny ruch części wzdłuż wału do miejsca osadzenia. Pożądane jest, aby wysokość półek umożliwiała demontaż zespołu bez wyjmowania wpustów z wału. Średnice obszarów lądowania muszą być wykonane zgodnie z GOST 6636-69, ponieważ istnieją masowo produkowane mierniki dla tych średnic.

Aby zapewnić niezbędny obrót części wraz z osią lub wałem, stosuje się wpusty, wypusty, kołki, profile wałów i pasowania wciskowe.

W zależności od rodzaju przekroju wały i osie dzielą się na; solidny (patrz rys. 2, A); pusty (patrz rys. 2, B); połączone (ryc. 4, G). Zastosowanie wałów drążonych prowadzi do znacznego zmniejszenia masy i zwiększenia sztywności wałów przy tej samej wytrzymałości, jednak wykonanie wałów drążonych jest trudniejsze niż wałów pełnych. Wykonuje się wały drążone, a w przypadkach, gdy przez wał przechodzi inna część, dostarczany jest olej.

Witryny 1 osie i wały (ryc. 5), za pomocą których spoczywać na łożyskach przy postrzeganiu obciążeń osiowych nazywa się je obcasy. Podnóżki pełnią funkcję podpórki dla pięt 2. Powierzchnie osadzenia wałów i osi pod piastami zamontowanych części nazywane są osiami i mają kształt cylindryczny, stożkowy lub kulisty (ryc. 6). W takim przypadku zwyczajowo nazywa się szyjki osi pośrednich, a osie końcowe - czopami. Osie cylindryczne są szeroko stosowane w inżynierii mechanicznej; Czopy stożkowe i kulkowe są rzadko używane.

Ryż. 5. Podparcie pionowewał:1 - pięta;2 - łożysko oporowe

Ryż. 6. Czopy:cylindryczny -A ; stożkowy –B ; piłka -V

Przekroje przejściowe pomiędzy dwiema średnicami wykonuje się: 1) zaokrągleniem o stałym promieniu; 2) z zaokrągleniem o zmiennym promieniu . Filet ten zmniejsza koncentrację naprężeń i zwiększa trwałość. Stosuje się go na mocno obciążone obszary wałów i osi.

Odmiany konstrukcyjne odcinków przejściowych między stopniami wałów i osi: rowek z zaokrągleniem na wyjściu ściernicy (ryc. 7, A); filet stały promień (ryc. 7, B); filet zmienny promień (ryc. 7, V).

Ryc.7. Warianty konstrukcyjne sekcji przejściowych wałów:A - rowek;B - filet;

V - zaokrąglenie o zmiennym promieniu;G - fazowanie

Końce wałów i osi są wykonane z fazowane, to znaczy, że są lekko szlifowane na końcu (patrz ryc. 7, a, d). Powierzchnie przylegania wałów i osi poddawane są obróbce na tokarkach i szlifierkach.

Ramiona wałów i osi uniemożliwiają ruch tylko w jednym kierunku. W przypadku możliwego przemieszczenia osiowego w przeciwnym kierunku, aby je wyeliminować, stosuje się nakrętki, sworznie, śruby zabezpieczające itp. Końce wałów do montażu sprzęgieł, kół pasowych i innych części przenoszących moment obrotowy są cylindryczne lub stożkowe. ich rozmiary są znormalizowane. Aby zainstalować klucze, wał jest wyposażony w rowek .

Materiały wału i osi

Głównymi kryteriami wydajności wałów i osi są sztywność, wytrzymałość objętościowa i odporność na zużycie podczas względnych mikroruchów powodujących korozję.

Stale węglowe i stopowe (walcowane, kute i rzadziej odlewy staliwne) są najczęściej stosowane jako materiały na osie i wały, ponieważ mają dużą wytrzymałość, zdolność do hartowania powierzchniowego i objętościowego, cylindryczne elementy można łatwo uzyskać przez walcowanie i można łatwo obrabiać, a także żeliwo modyfikowane o wysokiej wytrzymałości i stopy metali nieżelaznych (w produkcji instrumentów). W przypadku niekrytycznych, lekko obciążonych konstrukcji wałów i osi stosuje się stale węglowe bez obróbki cieplnej. Krytyczne, mocno obciążone wały wykonane są ze stali stopowej 40KhNMA, 25KhGT itp. Bez obróbki cieplnej stosuje się stale 35 i 40, St5, Stb, 40Kh, 40KhN, ZOKHNZA, z obróbką cieplną - stale 45, 50 itp.

Czopy wału, które pracują na tarcie w łożyskach ślizgowych, muszą mieć twardszą powierzchnię (HRC = 50-60), co można uzyskać poprzez hartowanie cząstkami pod wysokim ciśnieniem lub nawęglanie i hartowanie.

W przypadku przekładni o małych średnicach wał i przekładnia są wykonane jako jedna całość. W tym przypadku materiał do produkcji wału przekładni dobierany jest zgodnie z wymaganiami dotyczącymi materiału przekładni.

Obróbkę mechaniczną wałów zwykle przeprowadza się w centrach, dla których półfabrykaty wałów są wyposażone w otwory centrujące. Zaleca się, aby rowki, zaokrąglenia i rowki wpustowe znajdowały się na tym samym wale o tym samym rozmiarze, aby móc je obrabiać tym samym narzędziem.

W przemyśle motoryzacyjnym i ciągnikowym wały korbowe silników są wykonane z żeliwa sferoidalnego lub sferoidalnego.

Kryteria użytkowe i obliczenia wałów i osi

W Podczas pracy wały i osie poddawane są obciążeniom stałym lub zmiennym pod względem wielkości i kierunku. Wytrzymałość wałów i osi zależy od wielkości i charakteru naprężeń powstających w nich pod wpływem obciążeń. Obciążenia o stałej wielkości i kierunku powodują stałe naprężenia w nieruchomych osiach i zmienne naprężenia w osiach obrotowych (i wałach).

Cechą charakterystyczną wałów jest to, że pracują one w warunkach cyklicznego zginania, najniebezpieczniejszego cyklu symetrycznego, który występuje w związku z tym, że wał obracając się, obraca się pod działającymi obciążeniami zginającymi w jedną lub drugą stronę. Podczas opracowywania projektu wału należy zwrócić szczególną uwagę na wybór prawidłowego kształtu, aby uniknąć koncentracji naprężeń w punktach przejściowych, co może być spowodowane zniszczeniem zmęczeniowym. W tym celu należy unikać:

a) ostre przejścia odcinków;

b) rowki i małe promienie zaokrągleń;

c) otwory nieokrągłe;

d) szorstka obróbka powierzchni.

Aby ocenić poprawność wyboru kształtu geometrycznego wału, stosuje się analogię hydrauliczną, która stwierdza: „Jeśli kontur części wyobrażamy sobie jako rurę, w której porusza się ciecz, to tam, gdzie przepływ jest turbulentny, następuje koncentracja naprężeń Powstanie."

Przyczyny awarii wałów i osi można prześledzić na wszystkich etapach ich „życia”.

Na etapie projektowania - błędny dobór kształtu, błędna ocena koncentratorów naprężeń.

Na etapie produkcji występują nacięcia, wyszczerbienia, wgniecenia powstałe w wyniku nieostrożnego obchodzenia się.

Na etapie eksploatacji - nieprawidłowa regulacja zespołów łożyskowych.

Aby wał lub oś działały należy zapewnić:

Wytrzymałość objętościowa (zdolność do przeciwstawiania się M izg I M Fajny);

Wytrzymałość powierzchniowa (szczególnie na połączeniach z innymi częściami);

Sztywność zginania;

Sztywność skrętna (szczególnie w przypadku długich wałów).

Wszystkie wały trzeba obliczyć dla wytrzymałości objętościowej.

Z powyższego wynika, że ​​w zależności od charakteru naprężeń powstających w wałach i osiach możliwe są dwa przypadki obliczania ich wytrzymałości: dla wytrzymałości statycznej i dla wytrzymałości zmęczeniowej.

Testowane są głównie wały i osie cyklicznie zmieniające się napięcia. Wynika z tego, że głównym kryterium wydajności wałów i osi jest siła zmęczenia. Awaria statyczna jest bardzo rzadka. Występuje pod wpływem przypadkowych krótkotrwałych przeciążeń. W przypadku wałów obliczenia wytrzymałości zmęczeniowej (obliczenia udoskonalone) są uważane za główne. Obliczenia wytrzymałości statycznej przeprowadza się jako obliczenia testowe.

Ocenia się wytrzymałość zmęczeniową (wytrzymałość) wałów i osi współczynnik bezpieczeństwa.

Osie stałe pod stałym obciążeniem są przeznaczone wyłącznie do wytrzymałość statyczna.

Do tego przeznaczone są ruchome, szybkobieżne osie i wały wytrzymałość.

Do tego przeznaczone są wały i osie wolnoobrotowe obciążone zmiennymi obciążeniami siła statyczna i wytrzymałość.

Głównymi obliczonymi współczynnikami siły dla osi i wałów jest zginanie M N i moment obrotowy M Do (tylko dla wałów) momenty.

Wpływ sił rozciągających i ściskających jest nieznaczny, dlatego z reguły nie jest uwzględniany w obliczeniach.

Metodą oceny wytrzymałości osi i wałów jest porównanie obliczonych naprężeń z dopuszczalnymi w następujących warunkach wytrzymałościowych:

gdzie , to powstałe (obliczone) naprężenia zginające i skręcające w niebezpiecznym odcinku wału, osi; oraz - dopuszczalne naprężenia zginające i skręcające.

Wały i osie zaprojektowane pod kątem odporności statycznej lub zmęczeniowej czasami zawodzą z powodu ich niewystarczającą sztywność lub ponieważ wibracje. Ponadto niska sztywność zakłóca normalną pracę przekładni i łożysk. Wały i osie są dodatkowo przeznaczone do sztywność I wahania.

Sztywność wałów i osi ocenia się na podstawie wielkości ugięcia w miejscach montażu części lub kąta skręcenia sekcji; oscylacje - krytyczna prędkość kątowa.

Aby obliczyć wały i osie pod kątem wytrzymałości i sztywności, sporządza się schemat projektowy. Przy obliczaniu zginania obracające się wały i osie są uwzględniane jako belki na podporach przegubowych. Na diagramach projektowych tradycyjnie zakłada się, że siły i momenty są skoncentrowane.

Schematy obciążenia wałów i osi zależą od liczby i umiejscowienia zainstalowanych na nich części obrotowych oraz kierunku sił. W przypadku złożonego obciążenia wybierz dwie prostopadłe płaszczyzny (na przykład czołową i poziomą) i rozważ obwód w każdej płaszczyźnie. Oczywiście nie obliczane są rzeczywiste konstrukcje, ale uproszczone modele obliczeniowe, którymi są belki na podporach przegubowych, belki z osadzeniem, a nawet problemy statycznie niewyznaczalne.

Podczas sporządzania schematu projektowego wały są traktowane jako proste pręty leżące na podporach przegubowych. Przy wyborze rodzaju podpory zakłada się, że odkształcenia wałów są małe i jeżeli łożysko pozwala na chociaż niewielkie przechylenie lub ruch osi, to traktuje się je jako podporę przegubowo-nieruchomą lub przegubowo-ruchomą. Łożyska ślizgowe lub toczne, które jednocześnie odbierają siły promieniowe i osiowe, są uważane za podpory przegubowo-nieruchome, a łożyska, które odbierają tylko siły promieniowe, są uważane za podpory przegubowo-nieruchome.

Nie uwzględnia się wpływu grawitacji wałów (i części) oraz sił tarcia w podporach.

W przypadku wciskania kół zębatych, pierścieni łożyskowych, tulei i innych współpracujących części na wał następuje gwałtowny, 3...6-krotny spadek granic wytrzymałości. Inicjacja pęknięć zmęczeniowych następuje na krawędzi prasowanej części. Podczas demontażu łączonych części można znaleźć ślady korozji w postaci przyciemnionych plam, a także czerwonego proszku składającego się z tlenków żelaza. Zjawisko to w literaturze naukowej nazywane jest frettingiem – korozją lub prościej korozją cierną.

Przyczyną gwałtownego spadku granicy wytrzymałości podczas korozji ciernej jest koncentracja naprężeń na krawędzi styku oraz złożone procesy fizykochemiczne zachodzące na styku dwóch współpracujących części z ich małym wzajemnym poślizgiem cyklicznym na skutek odkształceń sprężystych.

Należy zaznaczyć, że uszkodzenia frettingowe powstają nie tylko w złączach wciskowych, ale także w połączeniach gwintowych, wpustowych i nitowych, a także na styku lin stalowych i wałów giętkich, obejm ciernych i resorów piórowych oraz w innych miejscach, w których powstają warunki dla wzajemny ruch współpracujących części.

Ustalono, że w procesie frettingu odgrywa tę czy inną rolę ponad 50 czynników. Zatem proces ten jest bardzo złożony i nie do końca poznany.

Dla wałów gładkich z częścią zaprasowaną (rys. 8a) współczynnik charakteryzujący zmniejszenie granicy wytrzymałości na skutek koncentracji naprężeń oraz współczynnik skali można obliczyć korzystając z poniższych wzorów pod wpływem momentu zginającego i siły ścinającej

Ryż. 8. Konstruktywne metody zwiększania wytrzymałości zmęczeniowej wałów.

(2)

gdzie jest efektywnym współczynnikiem koncentracji naprężeń próbki z granicą wytrzymałości i D 0 = 7,5 mm;

Współczynnik skali uwzględniający wielkość przekroju poprzecznego gładkiej próbki z granicą zmęczenia, o średnicy do 300 mm.

Na D

w mm;

0,305 + 0,00139 – współczynnik uwzględniający granicę zmęczenia materiału;

Współczynnik uwzględniający ciśnienie przy lądowaniu – R w powiązanych częściach;

0,65+0,014R w MPa;

1 przy MPa.

Należy zauważyć, że jeżeli montowana część nie przenosi momentu i siły, to wyrażenie (2) należy pomnożyć przez współczynnik korygujący K P = 0,85.

Aby ograniczyć szkodliwy wpływ korozji ciernej na wytrzymałość zmęczeniową, stosuje się rozwiązania konstrukcyjne i technologiczne. Zatem rowki rozładowcze na końcu prasowanej części (ryc. 8, b) lub kołnierz (ryc. 8, c) zwiększają granicę wytrzymałości o 1,2 ... 1,5 razy, pogrubienie pod częścią piasty wału ( Ryc. 8, d) - 1,3...1,5 razy.

Rowki wału rozładunkowego (rys. 8e), wykonane metodą radełkowania, zwiększają granicę wytrzymałości o 1,4 razy.

Środki technologiczne mające na celu zwiększenie granicy wytrzymałości to zmniejszenie mikrochropowatości współpracującej powierzchni poprzez polerowanie i szlifowanie, zabezpieczenie jej przed korozją oraz powierzchniowe metody chemiczno-termiczne, mechaniczne i inne, takie jak natryskiwanie plazmowe, implantacja jonów, co ostatecznie zwiększa ją o 1,5 ...2 razy lub więcej.

Gdy wymagana jest sztywność i wytrzymałość objętościowa, na wały można zastosować stal St4, St5, 40 lub 45.

W przypadku wałów o skomplikowanych kształtach, na przykład wałów korbowych i nośników przekładni planetarnych, może być wskazane zastosowanie żeliwa o wysokiej wytrzymałości gatunków VCh 70 - 3, VCh 80 - 3 i innych.

Obliczanie osi dla wytrzymałości statycznej

Jak wspomniano powyżej, osie nie podlegają skręcaniu, dlatego są przeznaczone wyłącznie do zginania.

Kolejność obliczeń projektowych.

Zgodnie z projektem urządzenia (ryc. 9, A) sporządzić schemat projektowy (ryc. 9, B), wyznaczać siły działające na oś, konstruować wykresy momentów zginających; Średnicę osi określa się ze wzoru

(3)

Gdzie M I- maksymalny moment zginający; - dopuszczalne naprężenie zginające.

Dokument

Namiar. Zamiarłożyska - wspornik obrotowy wały I osie w kosmosie...mniejsze wymagania dla materiał i obróbka cieplna wały. Z drugiej strony... 6 cyfr po prawej stronie wskazuje stosunek projektyłożysko od typu głównego. ...

Program pracy dyscypliny „Części maszyn i podstawy projektowania” oparty na modułowej technologii nauczania

Program roboczy

Obciążenia projektowe. Obliczenia projektowe i weryfikacyjne wały. Zamiar projekty I materiały osie I wały. 5. Łożyska Łożyska toczne (okrągłe... na zgniatanie i zużycie. Sprężyny: spotkanie, projekt, materiały, obszar zastosowań. Obliczanie śruby...

Warsztaty w dyscyplinie „Materiałoznawstwo i Technologia Materiałów Konstrukcyjnych” dla specjalności 2701202. 65 „Budownictwo Przemysłowe i Lądowe”

Dokument

Łukowaty wał, kamera wał, korbowody silnika, wały oraz przekładnie skrzyni biegów i tylnych mostów, osie... podczas produkcji projekty odpowiedzialny spotkania ze stali odpornej na korozję i niektórych innych materiały. W szczególnych przypadkach...

Kompleks dydaktyczno-metodyczny w dyscyplinie mechanika stosowana (tytuł)

Kompleks szkoleniowo-metodologiczny

Zalety, wady i zakres. Konstrukcje I materiały. Siedzi działa w napędzie pasowym i... toczy się. Czysty stan toczenia. Wały I osie. Zamiar, projekty, przybliżone obliczenia wały. ZADANIE. Zbuduj diagram poprzeczny...

Program pracy dyscypliny „mechanika stosowana”

Program roboczy

Maszyny i inżynieria projekty. W procesie masteringu... Wały I osie. Wał. Oś. Ich spotkanie. Odmiany wały I osie(zgodnie z cechami geometrycznymi osie wał Lub osie i przez zamiar). Materiały wały I osie. Kryteria wydajności wały ...