16.2. Конструкции и материалы
Наиболее распространены прямые валы и оси; они могут быть постоянного диаметра (рис. 16.1, а, б) или ступенчатыми (рис. 16.1, в, г, д, е). Чаще всего валы и оси выполняют ступенчатыми, хотя валы и оси постоянного сечения более технологичны.
Форма валов и осей по длине определяется распределением действующих сил и моментов, технологией изготовления и условиями сборки. Эпюры изгибающих моментов и поперечных сил по длине валов и осей, как правило, не постоянны; вращающий момент передается обычно не по всей длине вала. Поэтому по условию равнопрочности целесообразно конструировать валы и оси ступенчатыми, близкими по форме к балкам равного сопротивления (форма балки равного сопротивления показана штриховой линией на рис. 16.1, в).
В поперечном сечении валы и оси могут быть сплошными (рис. 16.2, а) или полыми (рис. 16.2,6), а по форме сечения — цилиндрическими (рис. 16.2, а, б), со шпоночными (рис. 16.2, в) или шлицевыми (рис. 16.2, г) канавками, а также профильными (рис. 16.2, ό).
|
а б в г д Рис, 16.2. Формы поперечных сечений валов и осей |
Применение полых валов и осей позволяет существенно снизить массу, например, при равной прочности сплошного и полого валов с отношением диаметра отверстия к наружному диаметру 0,75, масса полого вала будет меньше почти в 1,5 раза [43].
Концевые опорные участки валов и осей называют цапфами или шипами. Цапфы (шейки) валов и осей, когда в опорах установлены подшипники скольжения, выполняют: цилиндрическими (рис. 16.3, а, б) или коническими (рис. 16.3, в). В большинстве случаев цапфы валов и осей для подшипников скольжения имеют цилиндрическую форму с закругленным переходом (галтелью) и с заплечиком (буртиком) для односторонней фиксации в осевом направлении (см. рис. 16.3, а). В случае необходимости двусторонней осевой фиксации вала (оси) в одной опоре цапфа снабжается дополнительным буртиком (см. рис. 16.3, б).
|
|
Цапфы валов и осей для подшипников качения выполняют цилиндрическими с заплечиком, служащим для односторонней фиксации в осевом направлении (рис. 16.4,«). Для двусторонней фиксации внутреннего кольца подшипника на валу или оси дополнительно предусматривают гайки (рис. 16.4, б), стопорные пружинные кольца, устанавливаемые в кольцевые канавки (рис. 16.4, в), и др.
|
|
