Вал (техника)

Вал привода воздушного винта самолета
Карданный вал

Вал (в технике) - деталь, вращающаяся вокруг своей оси, предназначенная для передачи движения связанным с ней частям машины или механизма, составляющей которых он является. При этом вал передает крутящий момент вдоль своей оси и обеспечивает поддержание вращающихся деталей машин, которые на нем размещены. Крутящие моменты передаются с помощью сил, действующих на валы со стороны механических передач (например, в зацеплении зубчатых или червячных передач, натяжения приводных ремней и т.п.). Поэтому на валы действуют также изгибающие моменты и осевые нагрузки.


1. Классификация

По назначению валы делятся на валы передач и коренные валы машин. На валах передач устанавливают зубчатые колеса, шкивы, муфты и другие детали передач, на коренных валах - не только детали передач, но и маховики, зажимные патроны, кривошипы т.д.

По форме геометрической оси валы бывают:

По конструктивному исполнению валы делятся:

    • гладкие;
    • ступенчатые;
    • полые.

Наиболее распространенными являются прямые валы. Они применяются в редукторах, металлорежущих станках, подъемно-транспортных машинах, машинах легкой промышленности и др..


2. Конструктивные элементы валов

Чертеж вала чевьячного редуктора

Цапфа - участок вала или оси, лежащие в опоре. Цапфы подразделяются на шипы, шейки и пятки.

  • Шипами называется цапфа, расположенная на конце вала или оси и передает преимущественно радиальную нагрузку.
  • Шейкой называется цапфа, расположенная в средней части вала или оси.
  • Пятой называют цапфу, передающий осевую нагрузку. Опорами для ног служат подпятники. Пяти по форме могут быть сплошными, кольцевыми и гребенчатыми. Последние из перечня применяют относительно редко.

Опорами для шипов и шеек служат вальници (подшипники). Шипы и шейки по форме могут быть цилиндрическими, коническими и сферическими. В большинстве случаев применяются цилиндрические цапфы.

Посадочные поверхности валов под ступицы насаждаемых деталей выполняют цилиндрическими или коническими. Диаметр этих поверхностей принимают больше диаметра соседних участков для удобства монтажа. Диаметры посадочных поверхностей выбирают из ряда нормальных линейных размеров, а диаметры под вальници качения (подшипники) - согласно стандартам на них.

Переходные участки между двумя смежными ступенями валов выполняют:

  • с ривцем с закруглением для выхода шлифовального круга при обработке посадочных поверхностей. Эти ривци повышают концентрацию механических напряжений;
  • с галтеллю устойчивого радиуса;
  • с галтеллю переменного радиуса, что способствует снижению концентрации напряжений, а потому, применяется на существенно нагруженных участках валов.

Эффективными средствами для снижения концентрации напряжений в переходных участках является выполнение разгрузочных ривцив, увеличения радиусов галтелей, выполнение степеней большого диаметра пустотелыми. Деформационное упрочнение (клевета) галтелей обкочуванням роликами повышает несущей способности валов и осей.

Фаски - конструктивный элемент в виде скошенной части острой кромки. Фаски выполняют с целью упрощения составления, правильного захода метчиков и плашек при нарезании резьбы, предотвращения ранением острой кромкой при составлении или использовании детали.


См.. также

Источники

  • Павлище В. Основы конструирования и расчет деталей машин: Учебник. Львов: Афиша, 2003. - 560 с.
  • Детали машин