яки.
Для осьового фіксування деталей на валу або осі використовуються уступи, буртики, конічні ділянки, стопорні кільця, розпірні втулки, які можуть монтуватися в одному комплекті з іншими деталями.
Найбільш зручні для складання вузлів ступінчасті вали: уступи оберігають деталі від осьового зсуву і фіксують їх положення при складанні, забезпечують вільне просування деталі по валу до місця її посадки. Бажано, щоб висота уступів допускала розбирання вузла без виймання шпонок з валу. Діаметри посадочних ділянок повинні бути виконані за ГОСТ 6636-69, оскільки на ці діаметри існують калібри масового виробництва.
Для забезпечення необхідного обертання деталей разом з віссю або валом застосовують шпонки, шліци, штифти, профільні ділянки валів і посадки з натягом.
За типом перетину вали і осі бувають; суцільні; порожнисті; комбіновані. Застосування порожнистих валів призводить до істотного зниження маси і підвищенню жорсткості вала при тій же міцності, але виготовлення порожнистих валів складніше суцільних. Порожнистими вали виготовляють і в тих випадках, коли через вал пропускають іншу деталь, підводять масло.
Ділянки 1 осей і валів (рис.5), якими вони спираються на підшипники при сприйнятті осьових навантажень, називають п'ятами. Опорами для п'ят служать підп'ятники 2. Посадочні поверхні валів і осей під маточини посаджених деталей називають цапфами і виконують циліндричними, конічними або кульовими (рис.6). При цьому прийнято називати проміжні цапфи шийками, кінцеві - шипами. Широке поширення в машинобудуванні отримали циліндричні цапфи; конічні й кульові цапфи застосовують рідко.
Рис. 5. Опора вертикального вала: 1 - п'ята; 2 - підп'ятник
Рис. 6. Цапфи: циліндричні - а; конічні - б; кульові - в
1.1 Матеріали та термічна обробка для виготовлення деталей
Основними критеріями працездатності валів і осей є жорсткість, об'ємна міцність і зносостійкість при відносних мікропереміщення, які викликають корозію.
В якості матеріалу для осей і валів найчастіше застосовують вуглецеві і леговані сталі (прокат, поковка і рідше сталеві виливки), так як вони володіють високою міцністю, здатністю до поверхневого і об'ємному зміцнення, легко виходять прокаткою циліндричні заготовки і добре обробляються на верстатах, а також високоміцний модифікований чавун і сплави кольорових металів (в приладобудуванні). Для невідповідальних малонагруженних конструкцій валів і осей застосовують вуглецеві сталі без термічної обробки. Відповідальні важко навантажені вали виготовляють з легованої сталі 40ХНМА, 25ХГТ та ін. Без термічної обробки застосовують стали 35 і 40, Ст5, Стб, 40Х, 40ХФА, ЗОХНЗА, з термічною обробкою - стали 45, 50 та ін. [7]
Шейки валів, що працюють на тертя в підшипниках ковзання, повинні мати більш тверду поверхню (НRС=50-60), що може бути досягнуто застосуванням гарту TBЧ або цементації і гарту.
При невеликих діаметрах зубчастих коліс вал і шестерню виконують як одне ціле. У цьому випадку матеріал для виготовлення вала-шестерні вибирають відповідно до вимог, що пред'являються до матеріалу шестерні.
Термічна обробка являє собою сукупність операцій нагрівання, витримки та охолодження, виконуваних у певній послідовності при певних режимах, з метою зміни внутрішньої будови сплаву і отримання потрібних властивостей (представляється у вигляді графіка в осях температура - час, см. рис. 7). [2]
Малюнок 7 - Графіки різних видів термообробки: відпалу (1, 1а); гарту (2, 2а); відпустки (3); нормалізації (4)
До матеріалів для деталей машин пред'являються і економічні вимоги. При цьому треба враховувати не тільки вартість стали, але і трудомісткість виготовлення деталі, її експлуатаційну стійкість в машині і інші фактори. У першу чергу потрібно прагнути вибрати більш дешеву сталь, тобто вуглеводневу чи низьколеговану. Вибір дорогою легованої сталі виправданий тільки в тому випадку, коли за рахунок підвищення довговічності деталі і зменшення витрати запасних частин досягається економічний ефект.
Слід мати на увазі, що легування сталі повинно бути раціональним, тобто забезпечувати необхідну прокаливаемость. Введення легуючих елементів понад цього, крім подорожчання стали, як правило, погіршує її технологічні властивості і підвищує схильність до крихкого руйнування.
2. Вибір стали для виготовлення валів двигунів
Завдання № 323. Завод має виготовити три вали двигунів. Вони повинні мати межу міцності не нижче 750 МПа. Проте перший вал має діаметр 35 мм, другий 50 мм і третій 12...
