ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Общие рекомендации по конструированию валов из "Валы и опоры с подшипниками качения " Приступая к конструированию вала (оси), необходимо выяснить, какие детали должны быть насажены на него, какой тип опор является наиболее целесообразным для данного вала, какого характера нагрузки должны воспринимать насаживаемые на вал детали. Необходимо также представить себе порядок сборки на валу непосредственно сопряженных с ним деталей, а также порядок сборки всего узла, и, наконец, уточнить условия изготовления вала, т. е. предполагаемые средства производства. [c.30] например, если переход от участка вала диаметром d к участку большего диаметра выполняют с помощью галтели, то радиус г (рис. 1.18, а) галтели следует назначать возможно большим, так как коэффициент концентрации напряжения увеличивается с уменьшением отношения г, / d. При г 1 d Q, значения коэффициента концентрации напряжений могут бьпъ равными 2 и выше. С целью снижения концентрации напряжений применяют эллиптические галтели (рис. 1.18, б) с размерами Ь = (0,4...0,45)i/тл а - 0,46 или галтели, очерченные двумя сопряженными круговыми дугами. [c.31] В тех случаях, когда по тем или иным конструктивным соображениям приходится назначать малые радиусы галтелей, рекомендуется делать поднутрение вала в уступ (рис. 1.18, в). [c.31] Разгрузочные канавки на валу (рис. 1.18, г) и на торце сопряженной детали (рис. 1.18, д) уменьшают концентрацию напряжений на поверхности вала от посадки деталей с натягом. Эти меры снижают концентрацию напряжений на 15...25 %. Выполнение кольцевых проточек на торцах повышает податливость ступицы, способствуя более равномерному распределению давлений по длине соединения. Увеличение на 5 % диаметра участка вала в месте расположения соединения с натягом повышает податливость вала, уменьшая тем самым коэффициент концентрации напряжений. [c.31] Шпоночный паз, вьшолненный дисковой фрезой диаметром )ф (рис. 1.18, ё), вызывает меньшую концентрацию напряжений, чем обработанный концевой фрезой. [c.31] Эвольвентные шлицы вызывают меньшую концентрацию напряжений по сравнению с прямобочными. Шлицевое соединение меньше снижает сопротивление усталости вала, чем шпоночное. [c.32] Крепление деталей на валу с помощью стопорных винтов, установочных гаек, врезных колец и т.п. увеличивает концентрацию напряжений, а следовательно, снижает сопротивление усталости вала. Поэтому целесообразнее применять осевые способы крепления деталей. [c.32] В тех случаях, когда не удается избежать применения отверстий под стопорные винты или штифты, резьб под гайки, канавок под упругие кольца и т.п., следует принимать всевозможные меры для снижения концентрации напряжений в этих местах. [c.32] Повышение прочности вала конструктивным путем в местах расположения поперечных отверстий можно выполнить следующими способами раззенковать отверстие, снять лыску по отверстию, запрессовать в отверстие бронзовую (из материала с меньшим модулем упругости) втулку. Эти меры снижают концентрацию напряжений на 20...40 % и более. [c.32] Резьбу характеризует значительная концентрация напряжений. Коэффихда-ент концентрации напряжений для резьбы существенно зависит от радиуса R впадины между ее витками. Для высоконапряженных валов рекомендуется применять резьбу с радиусом впадины R = (0,125...0,144)Р, где Р - шаг резьбы. [c.32] Причиной концентрации напряжений является также фреттинг-коррозия (коррозия трения), возникающая в результате малых переменных относительных перемещений вала и сопряженной детали, обусловленных деформациями изгиба или кручения. При этом концентрация напряжений оказывается особенно сильной в тех случаях, когда деталь посажена на вал с натягом и когда она передает на вал нагрузки. [c.32] Сопротивление усталости валов под ступицами может быть повышено пластическим деформированием (обкатка роликом), химико-термической обработкой (азотирование), поверхностной закалкой, обработкой лучом лазера, плазмой. [c.32] Заметно влияет на сопротивление усталости вала качество поверхностного слоя в опасных сечениях, особенно в местах концентрации напряжений. Методы технологического упрочнения рассмотрены ниже (см. разд. 1, п. 2.1). [c.32] Конструкция цапф обусловлена применяемым типом опор вала (качения или скольжения). [c.32] Диаметр цапф для подшипников скольжения выбирают в зависимости от требуемых прочности и жесткости вала и габаритных размеров всей конструкции. Для повышения надежности подшипника скольжения обычно выгодно увеличивать диаметр цапфы однако при этом надо иметь в виду, что цапфами являются концевые участки вала и по условиям сборки их выполняют меньшими по диаметру, чем средние участки вала. [c.32] Если вал имеет опоры качения, то размеры цапф вала под подшипник по диаметру и по длине определяются размерами выбранного подшипника. Технические требования (шероховатость, отклонения формы и расположения) к посадочным и опорным торцовым поверхностям валов для шарико- и роликоподшипников назначают в соответствии с ГОСТ 3325-85 (см. раздел 2). [c.33] Поля допусков для диаметров посадочных поверхностей валов, а также посадки для соединения подшипников с валами (осями) установлены ГОСТ 3325-85 в зависимости от классов точности подшипников. Характер сопряжения подшипника с валом и выбор той или иной посадки зависят от того, вращается или не вращается внутреннее кольцо подшипника относительно действующей на него радиальной нагрузки, а также от величины, направления и интенсивности действующих нагрузок и т.д. [c.33] Крепление внутренних колец подшипников качения на валу в осевом направлении осуществляется теми же способами, что и крепление зубчатых колес, звездочек и т.п. Типовые способы крепления подшипников качения на валу приведены в разделе 5 (см. также [7, 1 18, 28]). Должны быть предприняты конструктивные меры для обеспечения правильного монтажа, демонтажа и необходимого обслуживания подшипников в эксплуатации. [c.33] В результате повышения температуры при работе изделия вал может удлиняться, поэтому закрепление вала от осевого перемещения должно быть выполнено так, чтобы удлинение вала не вызвало заклинивания подшипников и появления добавочных напряжений. [c.33] Способ закрепления вала от осевого перемещения выбирают в зависимости от типа подшипников, устанавливаемых на валу (регулируемых или нерегулируемых), и от условий работы других сопряженных с валом деталей. [c.33] Вернуться к основной статье