Валы и оси.

3.11.1 Назначение.

Валы и оси - это детали, поддерживающие вращающиеся части машины. Вал - предназначен для поддержания сидящих на нем дет алей и для передачи вращающего момента При этом вал воспринимает силы, действующие на детали и передает их на опоры. При работе вал испытывает изгиб и кручение.

Ось - предназначена только для поддержания сидящих на ней деталей. Ось не передает вращающего момента и, следовательно, не испытывает кручения. Оси могут быть неподвижные и вращающиеся.

3.11.2 Классификация валов.

По назначению:

а) валы передач, несущие зубчатые колеса, шкивы, звездочки, муфты;

б) коренные валы и другие специальные валы, несущие кроме вышеназванных деталей рабочие органы машин, двигателя и изделия (колеса и диски турбин, патроны и т.д.).

По конструкции и форме:

а) прямые;

б) коленчатые;

в) гибкие.

Прямые валы делятся на:

а) гладкие цилиндрические;

б) ступенчатые;

в) валы-шестерни, валы-червяки;

г) фланцевые;

д) карданные.

По форме поперечного сечения:

а) гладкие сплошного сечения;

б) пустотелые (для размещения соосного вала, деталей управления, подачи масла, охлаждения);

н) шлицевые.

Условия работы: Валы воспринимают силы со стороны передач и, следовательно, испытывают сложную деформацию: изгиб и кручение. В процессе работы возможны статические и усталостные поломки (в том числе обусловленные колебаниями), а также недопустимые деформации от прогиба валов. В связи с этим, основными критериями работоспособности являются прочность и жесткость. У валов. работающих в паре с подшипниками скольжения важно обеспечить износостойкость. Практикой установлено, что разрушение валов и осей быстроходных машин в большинстве случаев носит усталостный характер, поэтому основной расчет - расчет на сопротивление усталости.

3.11.3 Материалы и упрочняющая обработка валов.

Для изготовления валов и осей применяются углеродистые и легированные стали, в том случае, когда для вала основным критерием является жесткость, применяются сталь 20, 30, 40, 50 ГОСТ 1050-88 (без термической обработки). Для большинства валов используются стали 45, 40Х, 40ХН, титановые сплавы ВТ6, ВТ9. Вид термической обработки стальных валов - улучшение. Валы, работающие в паре с подшипниками скольжения и шлицевые валы изготавливают из сталей 20Х, 20ХН, 12ХН4А, 18ХГТ, с цементацией и последующей закалкой.

В настоящее время для повышения несущей способности применяют поверхностное пластическое деформирование. Допускаемые напряжения .