Валы и оси
Изучение основных функций валов (передавания крутящого момента) и осей (воспринимания изгиба). Рассмотрение материалов, которые применяют для изготовления валов: среднеуглеродистых сталей с термообработкой до средней твердости. Расчет валов на прочность.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | доклад |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 18.03.2014 |
| Размер файла | 26,5 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
ВАЛЫ И ОСИ
Валы передают крутящий момент и обычно воспринимают напряжения изгиба от действующих нормальных к оси сил; в отличие от валов оси крутящего момента не передают, а воспринимают лишь изгиб.
По конструктивной схеме различает валы:
а) с прямой осью;
б) с ломаной осью (коленчатые);
в) с криволинейной осью (гибкие).
Форма валов и осей разнообразна и зависит от выполняемых ими функций. Иногда, валы изготавливаются совместно с другими деталями, например, шестернями, кривошипами, эксцентриками.
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.
В качестве материалов для валов применяются среднеуглеродистые стали типа Ст. 40, Ст. 45, Ст. 50, Cт. 40X, Ст.40ХН и др., обычно с термообработкой до средней твердости. Шейки валов, работающие на трение в подшипниках скольжения, должны иметь более твердую поверхность (НRС=50-6О), что может быть достигнуто применением закалки TBЧ или цементации и закалки.
Характерной особенностью валов является то, что они работают при циклическом изгибе наиболее опасного симметричного цикла, который возникает вследствие того, что вал, вращаясь, поворачивается к действующим изгибающим нагрузкам то одной, то другой стороной. При разработке конструкции вала должно быть обращено самое пристальное внимание на выбор правильной его формы, чтобы избежать концентрации напряжений в местах переходов, причиной которых могут быть усталостные разрушения. С этой целью следует избегать:
а) резких переходов сечений;
б) канавок и малых радиусов скруглений;
в) некруглых отверстий;
г) грубой обработки поверхности.
Для оценки правильного выбора геометрической формы вала пользуются гидравлической аналогией, которая гласит: "Если контур детали представить как трубу, в которой движется жидкость, то там, где поток турбулентный, возникнет концентрация напряжений".
Расчет валов на прочность
В начале проектирования известны крутящие моменты, передаваемые валами, но еще нет данных для определения изгибающих моментов, так как не известны плечи нагрузок; поэтому первым этапом является предварительный, а вторым - уточненный расчет.
Предварительный расчет валов
Расчет производится на кручение с уменьшением допускаемых напряжений в 3 - 4 раза, так как не учитывается действие изгиба.
Полученный расчетный диаметр:
должен быть увеличен на глубину шпоночного паза и округлен до ближайшего стандартного значения.
Уточненный расчет валов
Расчет производится на совместное действие изгиба и кручения; нормальные от изгиба и касательные от кручения напряжения суммируются обычно по III (а иногда по IV) теории прочности.
Эпюры изгибающих моментов строятся отдельно в вертикальной (Y) и горизонтальной (Z) плоскостях. Все силы разлагаются на составляющие, действующие в этих плоскостях. Результирующая эпюра изгибающих моментов получается векторным суммированием моментов, действующих в плоскости (Y) и (Z).
Рис. 43
Рассмотрим расчет вала на примере червяка.
Расчетный момент:
Расчетное напряжение:
Диаметр в опасном сечении:
Размер d нужно увеличить на глубину шпоночного паза, а если вал шлицевой, то - на двойную высоту шлицов.
Определение допускаемых напряжений изгиба в валах
Так как валы работают на циклический изгиб, то критерием прочности для них служит предел усталости (выносливости) материала при симметричном цикле. Существуют различные методики определения допускаемых напряжений или запаса прочности в валах. Здесь рекомендуется хорошо себя оправдавший метод, применяющийся также при расчете шестерен на усталостный изгиб зубьев. вал ось сталь крутящий
Здесь: n1 - запас прочности по пределу усталости;
К - эффективный коэффициент концентрации напряжений;
- масштабный фактор, то есть коэффициент, показывающий, насколько материал в данном сечении вала слабее материала испытываемого образца.
Величины , -1, n1, K - определяются по таблицам справочников.
Расчет валов на жесткость
В некоторых случаях прочный вал не удовлетворяет требованиям жесткости - деформации изгиба или кручения превышают допустимые нормы. В частности, например, большой прогиб валов может приводить к перекосу зубьев шестерен в зацеплении и, следовательно, повышенному их износу. Определение прогибов валов производится по известным формулам курса "Сопротивление материалов". Сначала определяется максимальный прогиб в плоскости (Y)- fy, затем в плоскости (Z) - fz, после чего эти прогибы векторно суммируются и сравниваются с допустимым.
Максимальный угол закручивания определяется также по формулам курса "Сопротивление материалов".
Допускаемый угол закрутки в градусах на метр длины можно принимать равным:
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Кинематический и силовой расчет привода. Материалы и термическая обработка колес. Выбор допускаемых напряжений при расчете цилиндрических зубчатых передач. Расчет диаметра валов. Материалы валов и осей. Расчетные схемы валов. Расчёты на прочность.
курсовая работа [587,6 K], добавлен 12.11.2003Формы валов и осей. Обеспечение необходимого вращения деталей. Материалы и термическая обработка для изготовления деталей. Углеродистые и легированные стали. Выбор стали для изготовления валов двигателей. Сравнительный анализ сталей 40, 40Х, 40ХФА.
реферат [732,1 K], добавлен 25.06.2014Понятие и функциональные особенности валов и осей, их классификация и типы, общая характеристика и особенности конструкции. Нагрузки на валы и расчетные схемы, расчет на прочность, принципы определения жесткости, максимального прогиба, их нормирование.
презентация [130,3 K], добавлен 24.02.2014Кинематический расчет привода электродвигателя, определение требуемой мощности. Расчет быстроходного и тихоходного валов, подшипников. Проверочный расчет валов на прочность. Выбор смазки редуктора, подбор муфты. Проверка прочности шпоночного соединения.
курсовая работа [277,2 K], добавлен 12.06.2010Проектный расчет валов. Выбор расчетной схемы и определение расчетных нагрузок. Расчет валов на статическую, изгибную прочность и жесткость. Проектирование выходного вала цилиндрического прямозубого редуктора. Расчет вала на сопротивление усталости.
методичка [1,5 M], добавлен 25.05.2013Определение передаточного числа привода, основных параметров валов. Расчет зубчатой передачи. Предварительный выбор угла наклона зубьев. Проектировочный расчет на контактную выносливость. Эскизная компоновка редуктора. Расчет валов на прочность.
курсовая работа [641,7 K], добавлен 27.01.2015Кинематический расчет привода. Выбор твердости, термической обработки и материала колес. Определение допускаемых контактных напряжений и напряжений изгиба. Конструирование зубчатых колес, корпусных деталей, подшипников. Расчет валов на прочность.
дипломная работа [2,0 M], добавлен 12.02.2015Кинематический расчет привода. Расчет зубчатых передач, выбор материалов колес и допускаемых напряжений. Определение цепной передачи, валов, реакций опор и изгибающих моментов в сечениях вала. Расчет долговечности подшипников и валов на прочность.
курсовая работа [865,6 K], добавлен 15.05.2012Различие валов по назначению, форме, размерам, конструкционному материалу. Основные конструкторские базы валов. Группы и типы валов, применяемых в машиностроении. Технология токарной операции обработки вала с использованием самоцентрирующего люнета.
практическая работа [582,7 K], добавлен 25.12.2014Схема механического привода шнека-смесителя, выбор материалов червячной передачи, определение допускаемых напряжений. Предварительный расчет валов и выбор подшипников. Нагрузки валов редуктора, выбор способа смазки и сорта масла. Уточненный расчет валов.
курсовая работа [618,6 K], добавлен 13.02.2023Служебное назначение и требование к точности коленчатых валов. Материал и способы получения заготовок для коленчатых валов. Механическая обработка коленчатых валов. Токарная обработка коренных шатунных шеек. Обработка внутренних плоскостей и смазочных кан
реферат [16,5 K], добавлен 07.11.2004Анализ организации технического сервиса машин на предприятии. Разработка технологического процесса восстановления вала диска и расчет устройства для наплавки валов. Расчет деталей устройства на прочность. Экономическое обоснование проекта, расчет затрат.
дипломная работа [355,0 K], добавлен 02.04.2011Схема и описание привода. Выбор электродвигателя, подшипников и муфты для соединения валов. Кинематический расчет клиноременной и закрытой конической передачи, валов на усталость и статическую прочность. Конструирование шкивов. Смазывание редуктора.
курсовая работа [569,1 K], добавлен 02.02.2015Классификация валов по геометрической форме. Изготовление ступенчатых валов. Материалы и способы получения заготовок. Технология обработки ступенчатых валов со шлицами (термообработка–закалка). Способы обтачивания наружных поверхностей, оборудование.
презентация [4,5 M], добавлен 05.11.2013Описание привода ленточного конвейера. Подбор электродвигателя. Расчет передач. Ориентировочный расчёт валов, подбор подшипников. Первая эскизная компоновка редуктора. Конструирование зубчатых колёс и валов. Схема нагружения валов в пространстве.
курсовая работа [177,2 K], добавлен 26.03.2004Определение механических свойств материалов электродвигателя, расчет параметров передачи. Конструирование валов редуктора: расчет диаметров валов, шпоночных соединений и чертежа вала редуктора. Расчет быстроходного вала и подбор подшипников качения.
контрольная работа [315,2 K], добавлен 09.08.2010Кинематический расчет привода главного движения со ступенчатым и бесступенчатым регулированием. Определение скорости резания, частоты вращения шпинделя, крутящего момента и мощности электродвигателя. Проверка на прочность валов и зубчатых колес.
курсовая работа [242,2 K], добавлен 27.01.2011Выбор материала зубчатых передач. Определение допускаемых напряжений. Расчет закрытой цилиндрической зубчатой передачи. Конструирование валов, определение сил в зацеплении. Проверочный расчет подшипников и валов на статическую прочность. Выбор муфт.
курсовая работа [2,6 M], добавлен 14.10.2011Энергокинематический расчет и выбор элетродвигателя. Расчет червячной и зубчатой передачи. Проектировочный расчет валов и подшипников, промежуточного вала, подшипников валов, муфты выходного вала. Расчет соединений вал-ступица. Выбор смазочный материалов.
курсовая работа [4,2 M], добавлен 12.05.2011Понятие и функциональные особенности валов и осей, их классификация по различным признакам и разновидности, основные конструктивные элементы и назначение. Критерии оценки работоспособности и методика расчета характерных параметров данных деталей.
презентация [185,5 K], добавлен 25.08.2013
