Оси и валы

Для поддержания вращающихся деталей (шкивы, зубчатые колеса, звездочки, блоки, катки, барабаны и т.д.) служат оси.

Оси могут быть:

- вращающимися (вместе с установленными на них деталями);

- невращающимися (относительно которых вращаются установленные на них детали).

Оси воспринимают нагрузку от расположенных на них деталей и работают на изгиб.

Валами называют детали, в отличии от осей, в основном предназначенных для передачи моментов.

Оси представляют собой прямые (в большинстве случаев переменного сечения) стержни, а валы могут быть как прямыми, так и коленчатыми и гибкими (рис.3.1).

 

Изготавливаются оси обычно:

- из конструкционных;

- или качественных углеродистых сталей,

а размеры поперечного сечения осей задаются из условий расчета на прочность по максимальному изгибающему моменту.

При расчете валы и оси рассматриваются как балки на шарнирных опорах и рассчитываются на прочность. Определяют величины изгибающих и крутящих моментов в опасных сечениях. Если нагрузки действуют в разных плоскостях, то их обычно раскладывают на две взаимно перпендикулярных плоскости.

 

 

Рис.3.1. Оси и валы: а – невращающаяся ось; б – вращающаяся ось;

в – гладкий прямой вал; г – ступенчатый прямой вал; д – коленчатый вал; е – гибкий вал

Для определения результирующего момента изгибающие моменты во взаимно перпендикулярных плоскостях геометрически складываются по формуле

 

М_и = ,

где М_и – момент от сил, действующих в горизонтальной плоскости;

М_г – момент от сил, действующих в вертикальной плоскости.

 

Диаметр валов, работающих на изгиб и кручение, находят по формуле

 

d = ,

где М_и – изгибающий момент в сечении;

М_к – крутящий момент в сечении;

[σ] – допускаемое напряжение на изгиб.

 

Диаметр валов, работающих на изгиб и кручение, находят по формуле

 

d ≈ .

 

Гибкие валы.

Гибкие валы применяются для передачи движения между деталями, расположенными так, что жесткую связь нельзя осуществить (например, для привода вибраторов, механизированных инструментов и других механизмов), (рис.3.1, е).

Эти валы изготавливаются из нескольких слоев проволоки, плотно намотанных на сердечник, причем каждый слой имеет противоположное направление навивки. Броня, покрывающая гибкий вал, вместе с ним не вращается. Она обеспечивает заданное направление, защищает вал от повреждений, удерживает на нем консистенцию смазки и предохраняет рабочих от захвата валом.