Пятой
называют цапфу, передающую осевую нагрузку (рис. 22.3).
Опорами для пят служат подпятники. Пяты по форме могут быть сплошными
(рис. 22.3, а), кольцевыми (рис. 22.3, б)
|
Рис. 22.4. Переходные участки вала
|
и гребенчатыми (рис. 22.3, в). Гребенчатые пяты
применяют редко.
Посадочные
поверхности валов и осей под ступицы насаживаемых
деталей выполняют цилиндрическими и коническими (см.
рис. 22.2). При посадках с натягом диаметр этих поверхностей принимают больше
диаметра соседних участков для удобства напрессовки (см. рис. 22.2). Диаметры
посадочных поверхностей выбирают из ряда нормальных линейных размеров (см. §
22.4), а диаметры под подшипники качения — в соответствии с ГОСТами на
подшипники.
Переходные
участки между двумя ступенями валов или осей выполняют:
а) с канавкой со
скруглением для выхода шлифовального круга (рис. 22.4, а).
Эти канавки повышают концентрацию напряжений;
б) с галтелью[1] постоянного радиуса (рис.
22.4,
б);
в) с галтелью переменного
радиуса (рис. 22.4, в), которая способствует снижению концентрации напряжений,
а потому применяется на сильно нагруженных участках валов или осей.
Эффективными
средствами для снижения концентрации напряжений в переходных участках являются выполнение разгрузочных канавок (рис. 22.5, а), увеличение радиусов галтелей,
высверливание отверстий в ступенях большого диаметра (рис.
22.5,
б). Деформационное упрочнение
(наклеп) галтелей обкаткой роликами повышает несущую
способность валов и осей.
Материалы
валов и осей. Материалы валов и осей должны быть
прочными, хорошо обрабатываться и иметь высокий модуль упругости. Валы и
оси изготовляют преимущественно из углеродистых и легированных сталей. Для
валов и осей без термообработки применяют стали Ст5, Стб; для валов с
термообработкой — стали 45, 40Х (см. табл. 8.4). Быстроходные валы, работающие в подшипниках скольжения, изготовляют из сталей
20, 20Х, 12ХНЗА. Цапфы этих валов
цементируют для повышения износостойкости.
Валы и оси обрабатывают на токарных станках с
последующим шлифованием цапф и посадочных поверхностей.
§
22.3. Критерии работоспособности валов и осей
Валы и
вращающиеся оси при работе испытывают циклически изменяющиеся напряжения. Основными критериями
работоспособности являются сопротивление усталости и жесткость.
[1] Галтель — поверхность плавного перехода от
меньшего сечения вала к большему.
|