СДЕЛАЙТЕ СВОИ УРОКИ ЕЩЁ ЭФФЕКТИВНЕЕ, А ЖИЗНЬ СВОБОДНЕЕ

Благодаря готовым учебным материалам для работы в классе и дистанционно

Скидки до 50 % на комплекты
только до 17.06.2025

Готовые ключевые этапы урока всегда будут у вас под рукой

Организационный момент

Проверка знаний

Объяснение материала

Закрепление изученного

Итоги урока

15 Валы и оси

Категория: Прочее

Нажмите, чтобы узнать подробности

Просмотр содержимого документа
«15 Валы и оси»

ГПОУ «Читинский техникум отраслевых технологий и бизнеса» Лекция-презентация по технической механике (раздел детали машин)  «Валы и оси» Разработал: Батуев Б.Н. - преподаватель Чита - 2015

ГПОУ «Читинский техникум отраслевых технологий и бизнеса»

Лекция-презентация по технической механике (раздел детали машин)

«Валы и оси»

Разработал: Батуев Б.Н. - преподаватель

Чита - 2015

 Валы и оси

Валы и оси

 Вал- деталь (гладкой или ступенчатой цилиндрической формы), для поддержания установленных на ней колес, и для передачи вращающего момента.  Работает на изгиб и кручение , редко растяжение (сжатие).
  • Вал- деталь (гладкой или ступенчатой цилиндрической формы), для поддержания установленных на ней колес, и для передачи вращающего момента.
  • Работает на изгиб и кручение , редко растяжение (сжатие).
 1 — вал; 2 — опоры (подшипники); 3 — цапфы (шипы); 4 — шейка  Вал 1 имеет опоры 2, называемые подшипниками. Часть вала, охватываемая опорой, называется цапфой. Концевые цапфы именуют шипами 3, а промежуточные — шейками 4

1 — вал; 2 — опоры (подшипники); 3 — цапфы (шипы); 4 — шейка

Вал 1 имеет опоры 2, называемые подшипниками. Часть вала, охватываемая опорой, называется цапфой. Концевые цапфы именуют шипами 3, а промежуточные — шейками 4

 Ось- только для поддержания установленных на ней деталей. Н е передает вращающего момента , работает на изгиб . Подвижные (вращаются вместе с сидящими на них деталями) и ли неподвижные . Конструкции осей: а — вращающаяся; б — неподвижная ось
  • Ось- только для поддержания установленных на ней деталей. Н е передает вращающего момента , работает на изгиб . Подвижные (вращаются вместе с сидящими на них деталями) и ли неподвижные .

Конструкции осей: а — вращающаяся; б — неподвижная ось

Вращаю-щаяся ось; Неподвиж-ная ось

Вращаю-щаяся ось;

Неподвиж-ная ось

 Классификация. 1)По назначению:  -валы передач (устанавливают детали передач);    -коренные валы (устанавливают дополнительно рабочие органы машины).

Классификация.

  • 1)По назначению:
  • -валы передач (устанавливают детали передач);
  • -коренные валы (устанавливают дополнительно рабочие органы машины).
 2) По форме: прямые; криво-шипные ; коленчатые; гибкие; телескопические; карданные .  Кривошипные и коленчатые- для преобразования возвратно-поступательного движения во вращательное (поршневые двигатели) или наоборот (компрессоры);  гибкие — для передачи вращающего момента между узлами машин, меняющими свое положение в работе (строительные механизмы, зубоврачебные машины и т. п.);  телескопические— при осевом перемещении одного вала относительно другого.
  • 2) По форме: прямые; криво-шипные ; коленчатые; гибкие; телескопические; карданные . Кривошипные и коленчатые- для преобразования возвратно-поступательного движения во вращательное (поршневые двигатели) или наоборот (компрессоры);
  • гибкие — для передачи вращающего момента между узлами машин, меняющими свое положение в работе (строительные механизмы, зубоврачебные машины и т. п.); телескопические— при осевом перемещении одного вала относительно другого.
3) По конструкции: - гладкие;  - ступенчатые;  - валы-шестерни ;  - валы-червяки .

3) По конструкции:

- гладкие;

- ступенчатые;

- валы-шестерни ;

- валы-червяки .

4) По типу сечения: - сплошные ;   - полые ;  - комбинированные .

4) По типу сечения:

- сплошные ;

- полые ;

- комбинированные .

 Участки 1 осей и валов (рис.), которыми они опираются на подшипники при восприятии осевых нагрузок, называют пятами. Опоры для пят- подпятники 2. Посадочные поверхности валов и осей под ступицы насаживаемых деталей выполняют цилиндрическими, коническими или шаровыми. Виды цапф: цилиндрическая; коническая;  шаровая. Опора вертикально-го вала: 1 — пята; 2 — подпятник.
  • Участки 1 осей и валов (рис.), которыми они опираются на подшипники при восприятии осевых нагрузок, называют пятами. Опоры для пят- подпятники 2. Посадочные поверхности валов и осей под ступицы насаживаемых деталей выполняют цилиндрическими, коническими или шаровыми.

Виды цапф: цилиндрическая; коническая;

шаровая.

Опора вертикально-го вала: 1 — пята; 2 — подпятник.

 Галтели-  (переходы) между ступенями валов и осей- для ↓концентрации напряжений и ↑долго-вечности .  Бывают: а) канавка со скруглением для выхода шлифовального круга; б) галтель постоянного радиу-са; в) галтель переменного радиуса.   Фаски - слегка обтачивают торцы (рис. а,г).
  • Галтели- (переходы) между ступенями валов и осей- для ↓концентрации напряжений и ↑долго-вечности .
  • Бывают: а) канавка со скруглением для выхода шлифовального круга; б) галтель постоянного радиу-са; в) галтель переменного радиуса.
  •   Фаски - слегка обтачивают торцы (рис. а,г).
 Материалы.  У глеродистые, легиро-ванные стали, высокопрочный чугун , сплавы цветных Ме (в приборо-строении). Для малонагруженных- угле-родистые Ст без термообработки. Ответственные нагруженные валы- легированная 40ХНМА, 25ХГТ и др. Без термообработки- Ст35 и 40, Ст5, Ст6, 40Х, 40ХН, 3ОХНЗА, с термообработкой — Ст45, 50 и др.  Колен.валы ДВС- ковкий или высоко-прочный чугун.
  • Материалы. У глеродистые, легиро-ванные стали, высокопрочный чугун , сплавы цветных Ме (в приборо-строении). Для малонагруженных- угле-родистые Ст без термообработки. Ответственные нагруженные валы- легированная 40ХНМА, 25ХГТ и др. Без термообработки- Ст35 и 40, Ст5, Ст6, 40Х, 40ХН, 3ОХНЗА, с термообработкой — Ст45, 50 и др.
  • Колен.валы ДВС- ковкий или высоко-прочный чугун.
 Критерии работоспособности и расчет   Пос тоянные и переменные нагрузки. В зависимости от напряжений в валах и осях- два вида расчета на прочность: на статическую и усталостную.  Основные силовые факторы: изгибающие М и  и крутящие М к  (только для валов) моменты. Влияние растягивающих и сжимающих сил незначительно, в расчетах не учитывается.

Критерии работоспособности и расчет

  • Пос тоянные и переменные нагрузки. В зависимости от напряжений в валах и осях- два вида расчета на прочность: на статическую и усталостную.
  • Основные силовые факторы: изгибающие М и и крутящие М к (только для валов) моменты. Влияние растягивающих и сжимающих сил незначительно, в расчетах не учитывается.
 Оценка прочности валов (осей): проверочный расчет по условиям прочности: где σ и , τ к — напряжения изгиба и кручения в опасном сечении; [ σ и] и [ τ к] — допускаемые напряжения.
  • Оценка прочности валов (осей): проверочный расчет по условиям прочности:
  • где σ и , τ к — напряжения изгиба и кручения в опасном сечении;
  • [ σ и] и [ τ к] — допускаемые напряжения.
 Спроектированные валы и оси с учетом обеспечения статической или усталостной прочности иногда выходят из строя вследствие недостаточной их жесткости или из-за вибрации. Кроме того, малая жесткость нарушает нормальную работу зубчатых передач и подшипников. В. и о. дополнительно рассчитывают на жесткость и колебания.  Жесткость валов и осей оценивается величиной прогиба в местах установки деталей или углом закручивания сечений; колебания — критической угловой скоростью.  Для расчета в. и о. на прочность и жесткость составляют расчетную схему. При расчете на изгиб вращающиеся валы и оси рассматривают как балки на шарнирных опорах. На расчетных схемах силы и вращающие моменты условно принимают как сосредоточенные.  Влияние силы тяжести валов (и деталей), силы трения в опорах не учитывают.
  • Спроектированные валы и оси с учетом обеспечения статической или усталостной прочности иногда выходят из строя вследствие недостаточной их жесткости или из-за вибрации. Кроме того, малая жесткость нарушает нормальную работу зубчатых передач и подшипников. В. и о. дополнительно рассчитывают на жесткость и колебания.
  • Жесткость валов и осей оценивается величиной прогиба в местах установки деталей или углом закручивания сечений; колебания — критической угловой скоростью.
  • Для расчета в. и о. на прочность и жесткость составляют расчетную схему. При расчете на изгиб вращающиеся валы и оси рассматривают как балки на шарнирных опорах. На расчетных схемах силы и вращающие моменты условно принимают как сосредоточенные.
  • Влияние силы тяжести валов (и деталей), силы трения в опорах не учитывают.
 Этапы расчета валов и осей: 1) Расчет о. на статическую проч-ность; 2) Приближенный расчет в. на проч-ность; 3) Уточненный расчет в.(о.) на выно-сливость; 4)Расчет о. и в. на жесткость; ***
  • Этапы расчета валов и осей:
  • 1) Расчет о. на статическую проч-ность;
  • 2) Приближенный расчет в. на проч-ность;
  • 3) Уточненный расчет в.(о.) на выно-сливость;
  • 4)Расчет о. и в. на жесткость;

***

Приближенный расчет валов на прочность При этом методе расчета различие характера циклов изменения нор­мальных и касательных напряжений и их влияние на прочность не учиты­вают. В зависимости от действия нагрузок возможны два случая приближен­ного расчета валов на прочность: расчет только на кручение и расчет на со­вместное действие кручения и изгиба. Приближенный расчет выполняют как проектировочный, на основе которого ориентировочно устанавливают диаметры характерных сечений вала (методика изложена в шаге 8.14 или 8.15) с последующим уточнением коэффициентов запаса прочности по выносливости (уточненный расчет см. § 5).

Приближенный расчет валов на прочность

  • При этом методе расчета различие характера циклов изменения нор­мальных и касательных напряжений и их влияние на прочность не учиты­вают.
  • В зависимости от действия нагрузок возможны два случая приближен­ного расчета валов на прочность: расчет только на кручение и расчет на со­вместное действие кручения и изгиба.
  • Приближенный расчет выполняют как проектировочный, на основе которого ориентировочно устанавливают диаметры характерных сечений вала (методика изложена в шаге 8.14 или 8.15) с последующим уточнением коэффициентов запаса прочности по выносливости (уточненный расчет см. § 5).
Расчет валов на кручение. При этом расчете обычно определяют диаметр выходного конца вала или диаметр вала под подшипником (под опорой), который испытывает только кручение. Исходя из условия прочности (8.1) выполняют проектировочный рас­чет и проверочный расчет где d — расчетный диаметр вала; М к  — крутящий момент в опасном сече­нии вала; τ к и [τ] к — расчетное и допускаемое напряжения кручения в опасном сечении вала (для сталей 45 и Ст5 [τ] к = 25 ÷ 35 МПа).

Расчет валов на кручение.

  • При этом расчете обычно определяют диаметр выходного конца вала или диаметр вала под подшипником (под опорой), который испытывает только кручение.
  • Исходя из условия прочности (8.1) выполняют проектировочный рас­чет

и проверочный расчет

где d — расчетный диаметр вала; М к — крутящий момент в опасном сече­нии вала; τ к и [τ] к — расчетное и допускаемое напряжения кручения в опасном сечении вала (для сталей 45 и Ст5 [τ] к = 25 ÷ 35 МПа).

 Список использованных источников Мархель И.И. Детали машин: Учебник. – М.: ФОРУМ: ИНФРА-М, 2005. – 336 с. (Профессиональное образование). Автор и источник заимствования неизвестен.

Список использованных источников

  • Мархель И.И. Детали машин: Учебник. – М.: ФОРУМ: ИНФРА-М, 2005. – 336 с. (Профессиональное образование).
  • Автор и источник заимствования неизвестен.
 Конец

Конец


Скачать

© 2016, 15552 490

Рекомендуем курсы ПК и ППК для учителей

Вебинар для учителей

Свидетельство об участии БЕСПЛАТНО!

Поделитесь с друзьями
ВКонтактеОдноклассникиTwitterМой МирLiveJournalGoogle PlusЯндекс