Портал о строительстве и ремонтных работах

Архивы за 26.09.2014

Для поддержания вращающихся деталей (шкивы, зубчатые колеса, звездочки, блоки, катки, барабаны и т. д.) служат оси. Они могут быть вращающимися (вместе с установленными на них деталями) или невра — щающимися (относительно которых вращаются установленные на них детали). Оси воспринимают нагрузку от расположенных на них деталей и работают на изгиб.

Детали, которые в отличие от осей в основном предназначены для передачи моментов, называются валами. Валы, несущие на себе детали, через которые передается крутящий момент, воспринимают от этих дета­лей нагрузки и поэтому работают одновременно на кручение и изгиб.

Оси представляют собой прямые (в большинстве случаев пере­менного сечения) стержни, а валы могут быть как прямыми, так и колен­чатыми и гибкими (рис. 2.15).

Оси валов вращающиеся относительно опор, называются подшип­никами. Те части валов или осей, которыми они непосредственно ложат­ся на опоры, называются цапфами. Цапфы, воспринимающие осевую на­грузку, называются пятами. Оси обычно имеют круглое сечение, диаметр которого по длине чаще всего переменен. В результате этого ось чаще всего приобретает форму ступенчатого цилиндра.

Изготавливаются оси обычно из конструкционных или качествен­ных углеродистых сталей, а размеры поперечного сечения осей задаются из условий расчета на прочность по максимальному изгибающему мо­менту. Ось рассматривают при этом как балку на шарнирных опорах.

Во вращающейся оси, даже при постоянной нагрузке, напряжения меняются по симметричному циклу, поэтому при прочих равных условиях она должна иметь больший диаметр, чем неподвижная. Валы, как и оси, изготавливают в основном из углеродистых и легированных сталей.

При расчете валы и оси рассматриваются как балки на шарнирных опорах и рассчитываются на прочность. Определяют величины изгибаю­щих и крутящих моментов в опасных сечениях. Если нагрузки действу­ют в разных плоскостях, то их обычно раскладывают на две взаимно перпендикулярные плоскости.

Для определения результирующего момента изгибающие моменты во взаимно перпендикулярных плоскостях геометрически складывают по формуле:

(2.23)

где М ~ момент от сил, действующих в горизонтальной плоскости; Мв — момент от сил, действующих в вертикальной плоскости. Диаметр валов, работающих на изгиб и кручение, находят по форму­ле:

(2.24)

где Ми — изгибающий момент в сечении;

Мк — крутящий момент в сечении;

[сг| — допускаемое напряжение.

Диаметр осей, работающих только на изгиб (т. е., когда Мк — 0), опре­деляется по формуле (2.25)

(2.25)

Установлено, что величина максимальных прогибов не должна быть больше 0,0003 от расстояния между опорами вала, а в местах установки зубчатых колес — не более 0,03 от величины модуля зацепления. Если валы и оси не отвечают таким требованиям, то их проверяют на жесткость.

Гибкие валы. Для передачи движения между деталями, располо­женными так, что жесткую связь нельзя осуществить (например, для при­
вода вибраторов, механизированных инструментов и других механиз­мов), применяются гибкие валы (рис. 2.15, е).

Эти валы делают из нескольких слоев проволоки, плотно намотан­ных на сердечник, причем каждый слой имеет противоположное направ­ление навивки. Направление навивки наружного слоя противоположно тому, которое должен иметь вал при работе, чтобы проволока не раскру­чивалась, а также, чтобы при вращении вала внутренние слои уплотня­лись. Броня, покрывающая гибкий вал, вместе с ним не вращается. Она обеспечивает заданное направление, защищает вал от повреждений, удер­живает на нем смазку и предохраняет рабочих от захвата валом.

При сравнительно больших межосевых расстояниях, когда нецеле­сообразно использовать зубчатые передачи из-за их громоздкости и ре­менные передачи — в связи с требованиями компактности или постоян­ства передаточного числа, применяются цепные передачи.

Цепная передача состоит из расположенных на некотором расстоя­нии друг от друга двух колес, называемых звездочками, и охватывающей их цепи (рис. 2.14), Вращение ведущей звездочки преобразуется во вра­щение ведомой при сцеплении их со звеньями цепи и передаче окружно­го усилия через натянутую цепь.

Цепные передачи, работающие при больших нагрузках и скоростях, помещают в специальные кожухи (картеры), в которых они постоянно и обильно смазываются и защищаются от загрязнения.

Передаточное число цепной передачи определяется, как и в любой передаче, зацеплением:

. ft), d, z,

(2.22)

где z, и г2 — числа зубьев ведущей и ведомой звездочек передачи.

В качестве приводных цепей обычно применяются роликовые, вту­лочные, зубчатые и крючковые.

Втулочно-роликовая цепь (рис. 2.14, б) состоит из наружных 3 и внут­ренних 4 звеньев, соединенных попарно при помощи осей 5 и втулок 6. Каждая пара звеньев свободно поворачивается относительно другой.

В роликовой цепи на втулки надеты ролики 7, которых нет во вту­лочной цепи. Ролики во время набегания на ведущую 1 и ведомую 2 звездочки проворачиваются, уменьшая тем самым износ зубьев.

При больших окружных усилиях применяются двух — и трехрядные роликовые цепи, конструкция которых аналогична рассмотренной.

Детали приводных цепей делаются из специальных сортов легиро­ванных сталей и подвергаются термической обработке, что обеспечивает необходимую прочность И долговечность цепей.

Все цепные передачи требуют постоянного ухода (смазка, регули­ровка) и выходят из строя в основном из-за износа шарниров цепей, который приводит к увеличению шага и удлинению самой цепи.

К достоинствам цепных передач относятся: применимость в широ­ком диапазоне межцентровых расстояний, малые габариты и масса, про­стота замены и высокий КПД.

К недостаткам — возможность внезапного обрыва, удлинение вслед­ствие износа и необходимость натяжных устройств, неравномерность скорости, особенно при Малом числе зубьев звездочки.