Задачи
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 Рейтинг 0.00 (0 Голосов)

Конструирование основных типовых деталей машин

Конструкция детали должна удовлетворять эксплуатационным требованиям, (обеспечивающим еe функционирование, и отвечать требованиям производства, висящим от объема выпуска деталей. Эксплуатационные требования к определенной конструкции детали носят постоянный характер. Требования производства, определяемые свойствами примененного материала, особенностями процесса изготовления, условиями сборки, возможностями предприятия, имеют переменный характер.

В качестве исходных данных при проектировании детали могут быть приняты:

- компоновка сборочной единицы, в состав которой входит данная деталь;

- характер (разъемное, неразъемное) и вид (шпоночное, шлицевое, резьбовое и т. п.) соединения разрабатываемой детали с сопрягаемыми деталями;

- эксплуатационный (нагрузочный) режим;

- возможный вид повреждения детали и, следовательно, главный критерий работоспособности;

- требуемый срок службы (долговечность) деталей;

- особые условия эксплуатации машины (повышенная температура, запыленность).

Между исходными данными имеются взаимосвязи, которые следует учитывать при проектировании.

В процессе конструирования необходимо рассчитать, определить или выбрать основные параметры:

- форму детали;

- материал и режим упрочняющей технологии;

- способ получения заготовки;

- конструкторские базы;

- размеры и массу детали.

Кроме того, необходимо нормировать точность размеров, формы и расположения поверхностей и их осей и шероховатость поверхностей детали.

При разработке конструкции необходимо учитывать связи и взаимосвязи между указанными параметрами. Однако спроектированная таким образом деталь не может обеспечить приемлемого уровня эффективности производства, так как не учтены условия, в которых будет осуществляться ее изготовление. Поэтому конструирование детали должно выполняться одновременно с анализом ее технологичности, который осуществляют совместно конструктор и технолог с целью отработки конструкции на технологичность, уменьшения затрат труда и средств. При этом должны быть учтены требования производства:

- обеспечение взаимозаменяемости;

- установление уровня унификации формы детали или ее частей и параметров: пазов, отверстий, резьбы, проточек и т. п.;

- выбор технологических баз (рекомендуется, чтобы они совпадали с конструкторскими);

- установление конструкции заготовки;

- выбор режимов механической и термической или химико-термической обработок;

- установление технического контроля качества (выбор измерительной базы методов и средств контроля качества);

- обеспечение сборки изделия;

- выбор способа транспортирования и конструкции транспортных средств детали.

Между рассмотренными видами требований производства имеются связь и взаимосвязь, что необходимо учитывать при конструировании.

Следует всегда стремиться к упрощению конструкции детали как по технологическим, эксплуатационным, так и по экономическим соображениям. Чем проще деталь, тем дешевле оснастка, выше производительность труда, лучше качество и ниже стоимость ее изготовления. Детали простой конфигурации можно изготовить с более высокой точностью, чем сложные.

Не менее важна унификация формы деталей или хотя бы их частей. Полная унификация деталей приводит к уменьшению номенклатуры изготовляемых деталей, что позволяет использовать более производительное оборудование и технологическую оснастку.

Технической основой унификации частей детали являются стандарты, которые позволяют сократить затраты труда и средств при подготовке производства и изготовлении деталей вследствие использования стандартной технологической оснастки.

Следовательно, при конструировании детали необходимо из всех возможных вариантов конструкции выбрать такое решение, которое позволило бы обеспечить заданный срок службы в предполагаемых условиях эксплуатации при минимальных затратах труда и средств на изготовление детали и на проведение подготовки производства.

Детали передач. Структура чертежей зубчатых и червячных колес, червяков, звездочек, зубчатых шкивов, шлицевых валов и деталей, имеющих шлицевые отверстия, приведена на рис. 105.

Структура чертежей зубчатых и червячных колес

Для форматов, больших А4, при расположении основной надписи вдоль длинной стороны листа место таблицы параметров показано на рис. 105, а при расположении основной надписи вдоль короткой стороны листа - на рис. 106.

На чертежах прочих деталей (например, шкива плоскоременной передачи) таблицу параметров не приводят.

Зубчатые цилиндрические и конические колеса. Для выполнения чертежей зубчатых колес необходимо иметь следующие данные:

а) вид передачи (рис. 107, а - е);

б) основные параметры зубчатого венца, полученные при выполнении соответствующих расчетов;

в) диаметр отверстия в ступице колеса dOTВ, равный диаметру вала в месте посадки на него зубчатого колеса;

г) материал зубчатого венца, вид упрочняющей обработки и механические характеристики зубьев после нее;

д) форму и способ получения заготовки колеса;

е) конструктивное исполнение зубчатого колеса (рис. 108);

ж) способ соединения колеса с валом (шпоночное, шлицевое и т. п.);

з) размеры конструктивных элементов.

вид передачи

Рис. 107

конструктивное исполнение зубчатого колеса

Рис. 108

Шестерню (рис. 108, а, б, в) делают заодно с валом, если расстояние от впадины зуба до шпоночного паза меньше 2,5mt для цилиндрических и 1,6mtе. для конических колес (mt - окружной модуль, mtе - внешний окружной модуль). Допускается делать шестерню вместе с валом при выполнении условия в d<2dB (d - делительный диаметр). В редукторостроении все шестерни рекомендуется выполнять вместе с валом.

Насадное колесо выполняют монолитным (рис. 108, г - с) или составным (рис. 108, т - ф). Колесо проектируют составным с целью снижения расхода высококачественной стали. В этом случае следует выбрать способ соединения венца с центром колеса.

Правила выполнения чертежей зубчатых эвольвентных цилиндрических и конических колес, секторов и реек, сопряженных с эвольвентными цилиндрическими зубчатыми колесами, установлены ГОСТ 2.403 - 85, ГОСТ 2.404 - 85 и др.

Цилиндрическое и коническое зубчатое колесо

 Рис. 109 Рис. 110
На изображении цилиндрического зубчатого колеса (рис. 109), сектора или рейки должны быть указаны параметры, характеризующие зубчатый венец; 1 - диаметр вершин зубьев (для колеса и сектора); 2 - ширина венца, угол сектора по окружности вершин зубьев (только для сектора), длина нарезанной части - расстояние между внешними боковыми поверхностями крайних полных зубьев по делительной поверхности (только для рейки); 3 - размер фасок или радиусы кривизны линий притупления на кромках зубьев (допускается эти размеры помещать в технических требованиях чертежа); 4 - шероховатость боковых поверхностей зубьев.

Кроме того, необходимо приводить геометрические параметры других конструктивных элементов колеса, сектора или рейки (см. рис. 109).

Зуб передвижного цилиндрического зубчатого колеса, имеющий скосы или закругления, должен быть изображен отдельно с нанесением необходимых размеров. Если зуб цилиндрического колеса имеет продольную модификацию (выполнен бочкообразным), следует изображать отдельно сечение зуба делительной поверхностью с указанием необходимых размеров.

На изображении конического зубчатого колеса (рис. 110) должны быть указаны: 1 - внешний диаметр вершин зубьев; 2 - расстояние от базовой плоскости до плоскости внешней окружности вершин зубьев; 3 - угол конуса вершин зубьев; 4 - угол дополнительного конуса или его дополнительный угол; 5 - ширина зубчатого венца по образующей делительного конуса; 6 - размер фасок или радиуса кривизны линий притупления на кромках зубьев (эти размеры допускается указывать в технических требованиях чертежа); 7 - расстояние от базовой плоскости до вершины делительного конуса (базовое расстояние); 8 - шероховатость боковых поверхностей зубьев. Кроме того, необходимо проводить геометрические параметры других конструктивных элементов (см. рис. 110).

Если зуб выполнен бочкообразным, следует изобразить отдельно его сечение делительной поверхностью с указанием необходимых размеров.

Размеры следует наносить в соответствии с правилами, указанными ранее. Предельные отклонения размеров, допуски формы и расположения поверхностей и их осей, а также шероховатость поверхности зубьев и других конструктивных элементов должны быть указаны в соответствии с ЕСКД.

Таблица параметров (рис. 111) должна состоять из трех частей. Часть I содержит основные данные для нарезания зубьев, II - данные для контроля, III - справочные данные. Части должны быть отделены одна от другой сплошными основными линиями.

В части I таблицы параметров должны быть указаны:

1 - модуль m; 2 - число зубьев z колеса или сектора; 3 - тип зуба для конического колеса с надписью «Прямой», «Тангенциальный» или «Круговой»; 4 - угол наклона зуба для косозубых и шевронных колес; внешний нормальный - для конических колес с тангенциальными зубьями; Средний - для конических колес с круговыми зубьями; 5 - направления линии зуба с надписью «Правые», «Левые» или «Шевронное»; 6 - исходный контур (стандартный - ссылкой на соответствующий стандарт; нестандартный - угол профиля; коэффициент высоты головки; коэффициент радиального зазора и коэффициент радиуса кривизны переходной кривой); 7- коэффициент смещения (кроме рейки); 8 – коэффициент изменения толщины зуба и угол делительного конуса для конического колеса; 9 – степень точности и вид сопряжения по нормам бокового зазора. При отсутствии соответствующего стандарта должны быть приведены необходимые показатели точности.

Таблица параметров1

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 111

В части II таблицы необходимо привести: 1 - данные для контроля толщины зуба; 2 - данные для контроля по показателям точности (если исходный контур не стандартный).

Таблица параметров2

 

 

 

 

 

 

 

Рис.

В части III таблицы должны быть приведены: 1 - делительный диаметр (кроме рейки); 2 - число зубьев сектора, рейки; 3 - нормальный шаг рейки; 4 - межосевой угол конической передачи; 5 - конусное расстояние (среднее); 6 - угол конуса впадин; 7 - внешняя высота зуба конического колеса; 8 - обозначение чертежа сопряженного конического колеса; 9 - другие справочные данные (при необходимости).

В таблице необходимо приводить соответствующие обозначения параметров по ГОСТ 2.403-85, ГОСТ 2.404 -85 и др.

Если у зубчатого колеса имеется два или большее число венцов одного вида, значение параметров следует указывать для каждого венца в отдельной графе (колонке) таблицы. Венец и соответствующую графу необходимо обозначить одной прописной буквой (рис. 112).

Если же венцы разного вида (например, конический и цилиндрический), то для каждого из них следует приводить на чертеже, отдельную таблицу, располагая их рядом или одну под другой. Каждый венец и соответствующая таблица должны быть обозначены одной прописной буквой.

Примеры выполнения чертежей цилиндрических и конических зубчатых колес показаны на рис. 113, 114 и 115.

Рис.113"Таблица параметров3

Примеры выполнения чертежей цилиндрических и конических зубчатых колес1

 

 

 

 

Рис. 114
Примеры выполнения чертежей цилиндрических и конических зубчатых колес2

 

 

 

 

 

Рис. 115
Примеры выполнения чертежей цилиндрических и конических зубчатых колес3

 

 

 

 

Червячные и винтовые колеса. Для выполнения чертежей червячных и винтовых колес необходимо иметь следующие данные:

вид передачи (рис. 116, а - г);

вид передачи1вид передачи2

 

 

 

 

Рис. 116

конструктивное исполнение колеса

 

 

 

 

 

Рис.

основные параметры зубчатых венцов, полученные при проведении соответствующих расчетов;

диаметр отверстия в ступице колеса;

материал зубчатого венца;

конструктивное исполнение колеса: бандажированное (рис. 117, а); болтовое (рис. 117, б); составное литое (рис. 117, в - д) или сплошное литое (рис. 117, е);

способ соединения колес с валом;

размеры конструктивных элементов.

Правила выполнения чертежей червячных колес, сопрягаемых с цилиндрическим червяком, установлены ГОСТ 2.406—86.

На изображении червячного колеса (рис. 118) следует указывать параметры, характеризующие зубчатый венец: 1 - диаметр вершин зубьев; 2 - ширина венца; 3 -расстояние базового торца до средней торцевой плоскости колеса; 4 - наибольший, диаметр; 5 - радиус выемки поверхности вершин зубьев; 6 - размер фасок или радиусы кривизны линий притупления торцовых кромок Рис. 118зубьев; 7 - шероховатость боковых поверхностей зубьев. Кроме того, необходимо приводить параметры других конструктивных элементов колеса.

изображение червячного колесаВ части 1 таблицы параметров (см. рис. 118) должны быть указаны: 1 - модуль m; 2 - число зубьев колеса z; 3 - вид сопряженного червяка; 4 - направление линии зуба; 5 - исходный производящий червяк; 6 - коэффициент смещения червяка; 7 - степени точ-ности и вид сопряжения по нормам бокового зазора.

В части III таблицы должны быть приведены: 1 - делительный диаметр; 2 - межосевой угол; 3 - межосевое расстояние; 4 - число витков сопряженного червяка; 5 - обозначение чертежа червяка; 6 - другие справочные данные (при необходимости). Пример выполнения сборочного чертежа червячного колеса показан на рис. 119.

Рис.

Пример выполнения сборочного чертежа червячного колеса


Червяки. Червяки в большинстве случаев следует конструировать заодно с валом. Менее распространенные насадные червяки можно применять в целях экономии цветного металла при больших габаритных размерах передачи.

При конструировании вала червяка необходимо обеспечить требования к нарезанной части и остальным элементам. Профиль витков червяка можно варьировать. Применяют архимедовы ZA, конволютные ZN1, близкие к ним нелинейчатые ZN2 и эвольвентные ZI червяки, а также с вогнутым профилем. Выбор того или иного профиля обусловлен, как правило, технологическими возможностями предприятия.

Желательно предусмотреть свободный выход инструмента при нарезании и шлифовании витков червяка. При относительно малом диаметре червяка для обеспечения выхода инструмента длину его нарезанной части с каждой стороны необходимо увеличить на (2÷3)m, где m - модуль зацепления.

Требования к остальным конструктивным элементам такие, же, как и к валам.

Выбор материала и технологии упрочняющей обработки червяков обусловлен их критериями работоспособности: контактной и объемной прочностью, жесткостью и износостойкостью.

Червяки в силовых передачах выполняют из термически обрабатываемых сталей: цементуемых (20Х, 12ХН3А, 18ХГТ, 15ХФ) с твердостью поверхности витков после закалки HRC 56 - 63; среднеуглеродистых (45, 50, 40Х, 40ХН) с поверхностной или объемной закалкой, до твердости HRC 45 - 55; азотируемых (38Х2Ю, 38Х2МЮА) с поверхностной твердостью витков HV 700 - 950. Затем червяки шлифуют и полируют или только полируют (из азотируемых сталей).

изображение глобоидного червяка

 

 

 

Рис. 120 

Правила выполнения чертежей цилиндрических червяков установлены ГОСТ 2.406—86. На изображении такого червяка (рис. 120, а) должны быть указаны: 1 - диаметр вершин витков; 2 - длина нарезанной части червяка по вершинам; 3 - размеры фасок на концах витка; 4 - шероховатость боковых поверхностей витка. Кроме того, необходимо приводить параметры других конструктивных элементов червяка.

Эти параметры следует указывать и на изображении глобоидного червяка (рис. 120, б).

В таблице параметров необходимо указывать: 1 - модуль от; 2 - число витков червяка z1; 3 - вид червяка; 4 - угол подъема витка; 5 - направление подъема линии витка; 6 - исходный червяк; 7 - степень точности и вид сопряжения по нормам бокового зазора.

В справочных данных таблицы должны быть приведёны:

Пример выполнения чертежа вала-червяка1 - делительный диаметр; 2 - коэффициент диаметра червяка q; 3 - межосевой угол; 4 - межосевое расстояние; 5 - число зубьев сопряженного червячного колеса; 6 - обозначение чертежа сопряженного колеса; 7 - (при необходимости) другие справочные данные.

 

 

 

 

 

Рис. 121 

Пример выполнения чертежа вала-червяка показан на рис. 121.

Шкивы. Конструктивно шкивы различного типа ременных передач отличаются от зубчатых колес и друг от друга в основном формой обода.

Конструктивная схема шкивов для клиноременных передач, их основные расчетные, посадочные и габаритные размеры определяются ГОСТ 20889-80 — ГОСТ 20897-80. Шкивы отличаются один от другого величиной расчетных диаметров dр, профилем и числом канавок.

Параметры, которые следует указывать на изображении шкивов клинопередачПараметры, которые следует указывать на изображении шкивов плоскоременных передач Рис. 123

 

 

 

Рис. 122

В зависимости от величины dp, и числа канавок шкивы бывают монолитными при dp <. 100мм, с диском при dp = 100÷400мм и со спицами при dp > 400мм. Для каждого типа шкива предусмотрено три вида расположения ступицы относительно обода: вид 1 - ступица выступает с одного торца обода; вид 2 - ступица укорочена с одного торца; вид 3 - ступица с одного торца выступает, а с другого укорочена.

Конструктивная схема, сочетания основных параметров, и присоединительных размеров шкивов для плоских приводных ремней регламентированы ГОСТ 17383—83. Рабочая поверхность обода шкива может быть цилиндрической или выпуклой. Последнюю рекомендуется применять на ведомом шкиве для обеспечения центрирования ремня.

Параметры, которые следует указывать на изображении шкивов клино - и плоскоременных передач, показаны на рис. 122 и 123.

Пример выполнения чертежа шкива приведен на рис.124.

Пример выполнения чертежа шкива

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 124 

Звездочки. При конструировании звездочек необходимо правильно выбрать число (табл. 21.1) и форму зубьев, их материал и упрочняющую обработку.

Рекомендуется принимать z1 нечетным, что в сочетании с четным числом звеньев цепи способствует более равномерному ее износу.

Звездочки конструируют в большинстве случаев отдельно от вала. По конструкции звездочки подобны зубчатым колесам: в машиностроении находят применение дисковые, ступичные без соединительного диска (при числе зубьев z<30) и ступичные с соединительным диском или спицами (при z>30) звездочки. Звездочки отличаются от зубчатых колес лишь профилем зубьев, размеры и форма которых зависят от типа размера применяемой цепи.

Таблица 21.1 Рекомендуемое число зубьев малой звездочки z1

Тип цепи

z1 при передаточном числе u

1 - 2

2 - 3

3 - 4

4 - 5

5 -6

> 6

Роликовая и втулочная

31 - 27

27 - 25

25 - 23

23 - 21

21 - 17

17 - 15

Зубчатая

40 - 35

35 - 31

31 - 27

27 - 23

23 - 19

19 - 17

Зубья звездочек профилируют для роликовых и втулочных цепей по ГОСТ 591 - 89, а для зубчатых - по ГОСТ 13576 - 81. ГОСТ 591 - 89 предусмотрено два профиля зубьев звёздочек для роликовых и втулочных цепей: со смещением центров дуг впадин и без смещения центров дуг впадин. Последний рекомендуется применять в особо точных кинематических реверсивных передачах с одно - и двухрядными цепями. В остальных случаях применяют звездочки, имеющие профиль со смещением центров дуг впадин.

Согласно ГОСТ 13576 - 81 профиль зубьев звездочек для приводных зубчатых цепей может быть либо прямолинейным, либо криволинейным. Последний целесообразно применять при высоких скоростях движения (>5м/с) и повышенных требованиях к равномерности движения и плавности хода цепи. При работе в этих условиях можно применять звездочки с эвольвентным профилем зубьев.

Звездочки изготовляют из сталей марок 40, 45 по ГОСТ 1050-84; 40Х, 40ХН по ГОСТ 4543 - 81 и других с закалкой до твердости HRС45 - 55. Звездочки, используемые в ответственных скоростных передачах, изготовляют из сталей - 15, 20 и т. п. по ГОСТ 1050 - 84, 15Х, 20Х и т. п. по ГОСТ 4543 - 81, подвергаемых цементации с закалкой до высокой твердости (HRC>55).

Звездочки с большим числом зубьев (z > 50) могут быть отлиты из стали марок 40Л, 40ХЛ, 45Л по ГОСТ 977 - 85, высокопрочных или серых чугунов СЧ 25, СЧ 30 по ГОСТ 1412 - 89 с закалкой рабочих поверхностей.

Правила выполнения чертежей звездочек для приводных втулочных и роликовых цепей установлены ГОСТ 591 - 89 и ГОСТ 2.408 - 88, а зубчатых цепей - ГОСТ 13576 - 81 и ГОСТ 2.425 - 84.

 Рис. 125 Рис.126

чертеж звездочек для роликовых цепейчертеж звездочек для зубчатых цепей

 

 

 

 

На чертежах звездочек для роликовых (рис. 125) и зубчатых (рис. 126) цепей должны быть указаны параметры, характеризующие зубчатый венец: 1 - ширина зуба; 2 - ширина венца (для многовенцовых); 3 - величина скоса (округления) зуба; 4 - угол

скоса (радиус закругления) зуба; 5 - диаметр наружной окружности; 6 - диаметр окружности впадин; 7 - диаметр венца; 8 - диаметр делительной окружности; 9 - шероховатость рабочей поверхности зуба.

В правом верхнем углу чертежа следует приводить таблицу параметров, состоящую из двух частей, отделяемых одна от другой сплошной основной линией.

Пример выполнения чертежа звездочки

Рис.

В первой части таблицы необходимо привести обозначение сопрягаемой цепи, во второй - параметры звездочки: профиль зуба с указанием стандарта и смещения; класс точности, радиусы впадин, сопряжения и головки зуба; половину угла впадины; угол сопряжения; диаметр вспомогательной окружности. Если выполняется чертеж блока звездочки, в таблице следует указывать все необходимые параметры каждой звездочки. Звездочки должны быть обозначены арабскими цифрами или заглавными буквами алфавита слева направо. В неиспользованных графах таблицы следует ставить прочерк. Таблицу допускается дополнять графой для буквенных обозначений параметров.

Пример выполнения чертежа звездочки показан на рис. 127.

Валы и оси. Конструкция валов и осей обусловлена их служебным назначением: деталями, размещенными на них; способами угловой и осевой фиксации этих деталей; расположением опор; технологией механической и упрочняющей обработок, а также сборки и разборки.

Валы выполняют гладкими (валы трансмиссионные) и ступенчатыми как сплошными, так и пустотелыми. Применяют также валы - шестерни, шпоночные, шлицевые и шпоночно-шлицевые. Оси бывают гладкими или ступенчатыми.

Выходные концы валов выполняют коническими или цилиндрическими. Конусные выходные концы сложнее в изготовлении, однако посадка деталей на конус обеспечивает легкость сборки и разборки, высокую точность, центрирования и возможность созданию любого натяга, что позволяет частично разгрузить шпоночное соединение, не воздействуя на подшипники.

вал с указанием основных конструктивных элементовНа рис. 128 изображен вал с указанием основных конструктивных элементов, форма и размеры которых регламентированы соответствующими стандартами (табл. 21.2). Параметры концов валов редукторов общего назначения установлены ГОСТ 24266-80.

 

 

Таблица 21.2. Основные конструктивные элементы валов и осей

Обозначение элемента на рис. 117

Наименование элемента

Эскиз

а

Концы валов цилиндрические по ГОСТ 12080-66:

- простые

 

- с буртом

 

- с наружной резьбой

 

- с внутренней резьбой под один винт

 

- с внутренней резьбой под два винта

 

- с канавкой

 

Концы валов конические по ГОСТ 12081-82:

- с наружной резьбой

 

а

- с внутренней резьбой

 

Концы валов специальные:

- наружной полу муфтой

 

- с фланцем

 

б

Канавка для выхода резьбонарезного инструмента по ГОСТ 10549-80:

 

в

Технологическая канавка для выхода шлифовального круга по ГОСТ 8820-89:

 

- при шлифовании по наружному цилиндру

 

- при шлифовании по наружному цилиндру и торцу

 

в

- при шлифовании по наружному цилиндру и торцу

 

г

Гантели:

- постоянного радиуса

 

- с двумя радиусами

 

- эллиптические

 

д

Фаски и округления по ГОСТ 10948-64

 

е

Центровые отверстия по ГОСТ 14034-74

Исполнения

A, B, T, R, F, H

ж

Входной цилиндрический участок

 

з

Входная фаска

 

и

Галтель

 

Галтель с поднутрением

Конструктивные элементы валов и осей должны быть унифицированы: шпоночные пазы должны иметь одинаковые ширину и длину и располагаться на одной стороне вала; ширину и форму канавок для выхода соответствующего инструмента, радиусы галтелей и углы фасок для проектируемого вала следует делать одинаковыми.

При работе валы обычно испытывают сложную деформацию изгиба с кручением и растяжением-сжатием, а оси - лишь изгиб. Их нагружение, как правило, нестационарное. Валы и оси могут работать в подшипниках качения и скольжения. В связи с этим основными критериями работоспособности валов и осей являются прочность, жесткость, износостойкость и вибростойкость.

Выбор материала и упрочняющей технологии валов и осей обусловлен их критериями работоспособности, в том числе износостойкостью опорных поверхностей, причем значение износостойкости в случае работы в подшипниках скольжения может быть определяющим. Основными материалами для валов и осей являются углеродистые и легированные стали ввиду их прочности, большого модуля упругости, способности к упрочнению и легкости получения требуемых цилиндрических заготовок путем прокатки.

Для изготовления фасонных валов (например, коленчатых), помимо стали, применяют высокопрочные модифицированные чугуны.

В качестве заготовок для стальных валов диаметром до 150мм используют в основном круглый прокат, для валов большего диаметра и фасонных - поковки,

Размер валов и осей определяют при выполнении соответствующих расчетов. Окончательно диаметры и длины всех участков вала, резьбы, пазы, шлицы, канавки и другие конструктивные элементы уточняют при конструировании передач, опор, муфт и других деталей расположенных на валу, после чего выполняют расчет сопротивления усталости данного вала.

Длины, диаметры, и конусности участков валов с целью ограничения номенклатуры режущего и мерительного инструмента должны назначаться из нормальных рядов. Нормальные длины и диаметры от 1 до 1000мм следует выбирать по ГОСТ 6636 - 89, а конусности - по ГОСТ 8593- 81.

Пример выполнения чертежа вала

 

 

 

 

 

 

 Рис. 129

Большинство конструктивных элементов, а также посадки деталей на вал с натягом и шероховатость поверхностей являются концентраторами напряжений, однако степень их влияния на несущую способность валов и осей не одинакова. Поэтому в местах пониженного сопротивления усталости следует использовать те конструктивные элементы, которые вызывают меньшую концентрацию напряжений. Вместо канавок для выхода инструмента сопряжение поверхностей двух диаметров следует оформлять в виде галтели максимально возможного радиуса. В особо ответственных случаях галтель необходимо выполнять эллиптической или с двумя радиусами. Шпоночный паз в обоснованных случаях следует обрабатывать дисковой, а не пальцевой фрезой. Шлицевое соединение меньше снижает сопротивление усталости, чем шпоночное. Эвольвентные шлицы имеют преимущество перед прямобочными.

Влияние некоторых концентратов напряжений (например, галтелей, шероховатости): может быть снижено соответствующей обработкой, например поверхностным пластическим деформированием.

Пример выполнения чертежа вала показан на рис. 129.