Оси и валы. Часть 1

По конструкции оси и валы аналогичны и выполняются в виде стержней различных сечений из проката, поковок и штамповок. Различие между осью и валом заключается в том, что ось крутящих моментов не передает и работает только на изгиб. Вал работает не только на изгиб, но и на кручение. Оси бывают вращающиеся и невращающиеся.

Оси и валы имеют участки, которыми они входят в соприкосновение с опорами, называемые цапфами. Цапфа, расположенная на конце вала или оси, называется шипом, а в средней части — шейкой. Участки валов или осей, на которых закрепляют детали, называются головками. Цапфы, воспринимающие осевую нагрузку, называются пятами.

Расчет оси. Расчет оси на прочность производится по результирующему изгибающему моменту, полученному методом геометрического сложения, если силы действуют под углом, и методом арифметического сложения, если силы действуют в одной плоскости. Силы, действующие под углом, предварительно раскладывают на горизонтальные и вертикальные составляющие и находят изгибающий момент от каждой силы в отдельности.

Длинные оси кроме расчета на прочность проверяют на жесткость (прогиб в пролете).

Валы бывают тихоходные и быстроходные, легко- и тяжелонагруженные. Кроме прямых валы бывают коленчатые и гибкие. Прямые валы делятся на короткие и длинные. Коленчатые валы используют в двигателях внутреннего сгорания, механических прессах, а гибкие — применяют для привода механизмов, удаленных от источника энергии на значительные расстояния. Гибкие валы состоят из стального сердечника и пяти слоев навивки из стальных проволочек. Нечетные слои имеют правую навивку, а четные — левую. Это делается для того, чтобы при вращении вала внутренние слои не раскручивались, а уплотнялись.

Для выполнения точного расчета вала, который производят на усталость при совместном действии изгиба и кручения не всегда бывает достаточно данных, поэтому предварительно производят приближенный расчет вала на кручение.