ЭЛЕМЕНТЫ КОНСТРУКЦИИ ВАЛОВ И ОСЕЙ

ВАЛЫ, ОСИ, ШПОНОЧНЫЕ И ЗУБЧАТЫЕ СОЕДИНЕНИЯ

 

1. Цапфы. Участки вала или оси, лежащие в опорах, называют цапфами. Они подразделяются на шипы, шейки и пяты.

Шипом называется цапфа, расположенная на конце вала или оси и передающая преимущественно радиальную нагрузку (см. рис. 11.2 (1)).

Шейкой называется цапфа, расположенная в средней части вала или оси. Опорами для шипов и шеек служат подшипники (см. рис. 11.2 (2)).

Шипы и шейки по форме могут быть цилиндрическими, коническими и сферическими. В большинстве случаев применяются цилиндрические цапфы (см. рис. 11.2).

Рис. 11.3. Пяты

 

Пятой называется цапфа, передающая осевую нагрузку (рис. 11.3). Опорами для пят служат подпятники. Пяты по форме могут быть сплошными (рис. 11.3, а), кольцевыми (рис. 11.3, б) и гребенчатыми (рис. 11.3, в). Гребенчатые пяты применяют редко.

2. Посадочные поверхности. Посадочные поверхности валов и осей под ступицы насаживаемых деталей выполняют цилиндрическими (см. рис. 11.2) и реже коническими (см. рис. 5.3). При прессовых посадках диаметр этих поверхностей принимают примерно на 5% больше диаметра соседних участков для удобства напрессовки (см. рис. 11.2). Диаметры посадочных поверхностей выбирают по ГОСТ 6636 — 69 (см. стр. 279), а диаметры под подшипники качения — в соответствии с ГОСТами на подшипники.

Рис. 11.4. Переходные участки вала

 

3. Переходные участки. Переходные участки между двумя ступенями валов или осей выполняют:

а) с канавкой со скруглением для выхода шлифовального круга по ГОСТ 8820 — 69 (рис. 11.4, а - эти канавки повышают концентрацию напряжений, поэтому рекомендуется их делать на концевых участках, где изгибающие моменты небольшие);

б) с галтелью (поверхность плавного перехода от меньшего сечения вала к большему) постоянного радиуса по ГОСТ 10948 — 64 (рис. 11.4, б);

в) с галтелью переменного радиуса (рис. 11.4, в), которая способствует снижению концентрации напряжений, а потому применяется на сильно нагруженных участках валов или осей.

Эффективными средствами для снижения концентрации напряжении в переходных участках являются:

- протачивание разгрузочных канавок (рис. 11.5, а),

- увеличение радиусов галтелей и высверливание в ступенях большого диаметра (рис. 11.5, б).

Пластическое упрочнение (наклеп) галтелей обкаткой роликами повышает несущую способность валов и осей.

Рис. 11.5. Способы повышения усталостной прочности валов