Вал и его элементы

1 ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ Вал - деталь  машины, предназначенная для передачи крутящего момента и восприятия действующих сил со стороны расположенных на нём деталей и опор. Вал - одна из основных деталей почти всех машин и механизмов, в которых фиксирующие уступы препятствуют  осевому  перемещению установленных на вале деталей, а переходные уступы разграничивают участки с различными диаметрами и допусками.   Классификация валов По назначению: 1. Валы передач, на которых расположены детали механизма передач (шестеренки, муфты, шкивы); 2. Коренные, которые несут другие части. По форме оси: 1. Прямые (гладкие, ступенчатые, червячного типа, фланцевые, карданные); 2. Кривошипные; 3. Гибкие. По форме сечения: 1. Гладкие; 2. Пустотелые; 3. Шлицевые. Наиболее распространены прямые ступенчатые валы (рисунок 1). Участки вала 1. Опорный, 2. Промежуточный, 3. Концевой. Материал Учитывая условия эксплуатации, валы изготовляются из разных материалов. В качестве материала для валов чаще всего применяют углеродистые и легированные стали (прокат, поковка и реже стальные отливки), а также высокопрочный модифицированный чугун. Для неответственных малонагруженных конструкций валов и осей применяют углеродистые стали без термической обработки. Ответственные тяжело нагруженные валы изготовляют из легированной стали 40ХНМА, 25ХГТ и др. Без термической обработки применяют стали 35 и 40, Ст5, Стб, 40Х, 40ХН, ЗОХНЗА, с термической обработкой — стали 45, 50 и др. Детали, выполненные из легированных сталей с высоким содержанием углерода, обеспечивают улучшенные механические характеристики и износостойкость. 2 ВЫПОЛНЕНИЕ КОНСТРУКТИВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ВАЛА Цель работы: - изучить назначение вала и его конструктивные особенности; - изучить классификации валов, участки вала и материал для изготовления. Содержание задания: выполнить рабочий чертеж вала с проработкой конструктивных элементов, предусмотренных индивидуальным заданием с простановкой размеров и заполнением основной надписи. Задание оформить на формате А3 в масштабе 1:1. Варианты заданий представлены в приложении на рисунках 1…25. Образец выполнения задания приведен на рисунке 1. Рисунок 1 – Пример выполнения задания Для изображения вала используют один вид – главный. Для выяснения форм конструктивных элементов применяют местные виды, местные разрезы, сечения и выносные элементы. Вал состоит из нескольких цилиндрических поверхностей различного диаметра и содержит следующие конструктивные элементы: цилиндрические отверстия, шпоночные (стандартные) и нестандартные пазы, лыски, канавки для выхода шлифовального круга, фаски. Конструктивные элементы вала, включенные в задание, приведены на рисунке 2. Рисунок 2 – Конструктивные элементы вала 1. Отверстия цилиндрические сквозные и глухие. Для их изображения выполняют сечения или местные разрезы [1]. Размеры проставляются на сечениях и разрезах (рисунок 3). а – наглядное изображение вала с двумя цилиндрическими отверстиями, б – местный разрез и вынесенное сечение Рисунок 3 – Выполнение ортогональных проекций отверстий 2. Шпоночные пазы. Это стандартные элементы, необходимые для соединения вала с сопрягаемыми деталями. Шпонка предназначена для передачи крутящего момента от одной детали (вала) к другой (ступице, втулке), см. рисунок 4, препятствует вращению одной детали относительно другой. В зависимости от диаметра соединяемых деталей выбираются размеры шпонки и пазов деталей шпоночного соединения. Рисунок 4 – Детали шпоночного соединения Форму и размеры паза выбирают в соответствии со стандартами (рисунки 5, 6, 7). Рисунок 5 – Вал с пазом под призматическую шпонку Рисунок 6 – Вал с пазом под сегментную шпонку Рисунок 7 – Выполнение паза под клиновую шпонку Выбор изображений и нанесение размеров – согласно [2, 3, 4]. На рисунке 8 представлена последовательность выполнения одного из изображений – сечения. Рисунок 8 – Пример построения сечения шпоночного паза 3. Пазы нестандартные различной формы. Формы этих элементов отображают местными разрезами, местными видами, сечениями. На них же наносят размеры. 4. Лыски. Это – плоский срез на цилиндрических, конических или сферических участках детали, расположенный параллельно ее геометрической оси (рисунок 9). Лыска Рисунок 9 – Изображение лыски на поверхности вала Односторонние лыски   применяют для предохранения режущего инструмента от поломки при соприкосновении с криволинейной поверхностью детали, а также для ее плотного соединения с плоскостью другой детали. Двухсторонние лыски располагаются равноудалено от оси и параллельно друг другу. Они предназначены для захвата и удержания детали от вращения или, наоборот, для поворота детали, например с помощью ключа. Лыски могут находиться на краю или в любой другой части детали. Лыску изображают на главном виде, где наносят размеры положения и длины. Строят вынесенное сечение и наносят размер, определяющий величину среза. 5. Канавки для выхода шлифовального круга при чистовой обработке поверхности вала являются стандартным элементом (рисунок 10). Форму и размеры выбирают по соответствующим стандартам в зависимости от диаметра вала [2, 5]. Для изображения используют выносные элементы. Размеры канавок в размерные цепи не входят. Рисунок 10 – Изображение канавки и фаски 6. Проточка (канавка) – кольцевой желобок (проточка, выточка), выполненный на стержне, в отверстии по технологическим причинам: для выхода режущего инструмента или для установки уплотнений (рисунок 11). Для изображения используют выносные элементы. Форму и размеры проточек устанавливает соответствующий ГОСТ. Определяющим размером служит шаг резьбы Р [2, 6]. а – наружная резьба, б – внутренняя резьба Рисунок 11 – Проточки. Выполнение проточек 7. Фаски – конические притупления на торце детали (рисунок 9). Для выбора изображений см. [2, 7]. Размеры фасок в размерные цепи не входят. Список рекомендуемой литературы 1. Проекционное черчение. / Сиб. гос. индустр. ун–т ; сост. : В. А. Петрова, Л. А. Фролова. – Новокузнецк : Изд. центр СибГИУ, 2016. – 37 с. 2. Вяткин Г. П. Машиностроительное черчение. – М., 1985. – 368 с. 3. ГОСТ 23360-78. Соединения шпоночные с призматическими шпонками. М.: ИПК, Изд-во стандартов, 2005. 4. ГОСТ 24071—80 . Соединения шпоночные с сегментными шпонками. М.: ГСП, Изд-во стандартов, 2005. 5. ГОСТ 8820-69*. Канавки для выхода шлифовального круга. Форма и размеры. М.: Изд-во стандартов, 1990. 6. ГОСТ 10549-80. Выход резьбы. Сбеги, недорезы, проточки и фаски. М.: Изд-во стандартов, 2003. 7. ГОСТ 12080-66*. Концы валов цилиндрические. М.: Изд-во стандартов, 1994.