Hřídel: konstrukční vlastnosti, klasifikace a výroba. Hřídele a nápravy obecné informace a konstrukční základy

Hřídele a nápravy

Plán 1. Schůzka. 2. Klasifikace. 3. Konstrukční prvky hřídele a nápravy. 4. Materiály a tepelné zpracování. 5. Výpočty hřídelí a náprav.

Účel

Hřídele - části určené k přenosu krouticího momentu podél své osy a k podepření rotujících strojních částí. Hřídel vnímá síly působící na díly a přenáší je na podpěry. Během provozu dochází k ohybu a kroucení hřídele.

sekery jsou navrženy tak, aby podpíraly rotující části, nepřenášejí užitečný krouticí moment. Nápravy netrpí kroucením. Osy mohou být pevné a otočné.

Klasifikace hřídele

Po domluvě:

a) ozubené hřídele, části ložiskových ozubených kol - spojky, ozubená kola, řemenice, řetězová kola;

b) hlavní hřídele strojů;

c) jiné speciální hřídele nesoucí pracovní tělesa strojů nebo nářadí - kola nebo kotouče turbín, kliky, nářadí apod.

Podle designu a formy:

a) přímky;

b) zalomený;

c) flexibilní.

Přímé hřídele se dělí na:

a) hladký válcový;

b) stupňovitý;

c) hřídele - ozubená kola, hřídele - šneky;

d) přírubové;

e) kardan.

Podle tvaru průřezu:

a) hladký plný řez;

b) duté (pro uložení koaxiálního hřídele, ovládacích dílů, přívodu oleje, chlazení);

c) štěrbinové.

Osy se dělí na rotační, poskytující nejlepší práce ložiska a stacionární, vyžadující integraci ložisek do rotujících částí,

Konstrukční prvky hřídelí a náprav

Nosná část hřídele nebo nápravy se nazývá čep. Koncovka se nazývá trn a meziprodukt krk .

Prstencové zesílení hřídele, které je s ním jedno, se nazývá korálek. Nazývá se přechodová plocha z jedné sekce do druhé, která slouží k zastavení dílů namontovaných na hřídeli rameno.

Pro snížení koncentrace a zvýšení pevnosti jsou přechody v místech, kde se mění průměr hřídele nebo osy, hladké. Zakřivený povrch hladkého přechodu z menší části do větší se nazývá filé. Filety mají konstantní a proměnlivé zakřivení. Zvyšuje se variabilita poloměru zakřivení zaoblení nosná kapacita hřídele o 10 %. Filety s vnitřní výstelkou zvětšují délku nábojů.

Zvýšení pevnosti hřídelí v přechodových sekcích je také dosaženo odstraněním nízkonapěťového materiálu: vytvořením odlehčovacích drážek a vyvrtáním otvorů do stupňů velký průměr. Tyto aktivity poskytují více rovnoměrné rozložení stresuje a snižuje koncentraci stresu

Tvar hřídele po délce je dán rozložením zatížení, tzn. diagramy ohybu a krouticího momentu, montážní podmínky a výrobní technologie. Přechodové úseky hřídele mezi stupni různé průměryčasto se provádí s půlkruhovou drážkou pro výstup brusný kotouč.

Přistávací konce hřídelů, určené k instalaci dílů, které přenášejí točivý moment ve strojích, mechanismech, zařízeních jsou standardizovány. GOST stanovuje jmenovité rozměry válcových hřídelí dvou provedení (dlouhé a krátké) s průměry od 0,8 do 630 mm, jakož i doporučené velikosti konců hřídelů se závitem. GOST stanoví hlavní rozměry kuželových konců hřídelí s kuželem 1:10, také ve dvou verzích (dlouhá a krátká) a dvou typech (s vnějšími a vnitřní závit) průměry od 3 do 630 mm.

„Horáky šachet pro usnadnění montáže dílů, aby se předešlo zmačkání a poškození rukou pracovníků, jsou zkoseny.

Materiály a tepelné zpracování

Výběr materiálu a tepelné zpracování hřídelí a náprav je určeno kritérii pro jejich výkonnost.

Hlavními materiály pro hřídele a nápravy jsou uhlíkové a legované oceli kvůli jejich vysokému obsahu mechanické vlastnosti, schopnost vytvrzení a snadné získání válcové polotovary válcování.

Pro většinu hřídelí se používají středně uhlíkové a legované oceli 45, 40X. Pro vysoce namáhané hřídele kritických strojů se používají legované oceli 40KhN, 40KhNGMA, 30KhGT, 30KhGSA atd. Hřídele z těchto ocelí jsou obvykle podrobeny zušlechťování, kalení vysokým popouštěním nebo povrchovému kalení vysokofrekvenčním ohřevem a nízkým popouštěním .

Pro výrobu tvarových hřídelí - klikových s velkými přírubami a otvory - a těžkých hřídelí se spolu s ocelí používají tvárné litiny (s nodulárním grafitem) a modifikované litiny.

Výpočet hřídelí a náprav

Hřídele jsou vystaveny namáhání v ohybu a krutu, zatímco nápravy jsou vystaveny pouze ohybu.

Během provozu jsou hřídele vystaveny značnému zatížení, proto je pro stanovení optimálních geometrických rozměrů nutné provést sadu výpočtů, včetně stanovení:

Statická pevnost;

únavová pevnost;

Tuhost v ohybu a krutu.

V vysoké rychlosti rotace, je nutné určit vlastní frekvence hřídele, aby se zabránilo pádu do rezonančních zón. Dlouhé hřídele jsou kontrolovány z hlediska stability.

Hřídele se počítají v několika fázích.

Pro provedení výpočtu šachty je nutné znát její provedení (místa působení zatížení, umístění podpěr atd.) Zároveň je vývoj konstrukce šachty nemožný bez alespoň přibližného posouzení jejího průměr. V praxi se pro výpočet hřídele obvykle používá následující postup:

1. Předběžně vyhodnotit střední průměr pouze na základě kroucení při snížených dovolených napětích (ohybový moment zatím není znám, protože není známo umístění podpor a místa působení zatížení).

Torzní napětí

kde Wp je modul průřezu, mm.

Průměr hřídele můžete také předběžně odhadnout na základě průměru hřídele, se kterou je spojen (hřídele přenášejí stejný moment T). Například, pokud je hřídel připojena k hřídeli elektromotoru (nebo jiného stroje), pak průměr jeho vstupního konce může být stejný nebo blízký průměru výstupního konce hřídele motoru.

2.Základní výpočet hřídele.

Po vyhodnocení průměru hřídele je vypracován jeho návrh. Délku sekcí hřídele a tím pádem i osazení síly přebíráme z rozložení. Předpokládejme, že potřebujeme vypočítat průměr hřídele, na kterém sedí spirálové kolo. Nakreslíme diagram zatížení hřídele. U této hřídele s přihlédnutím ke sklonu zubů ozubení a směru momentu T vyměníme levou podpěru za kloubově pevnou a pravou za kloubově pohyblivou. Návrhová zatížení jsou obvykle považovány za koncentrované, ačkoli skutečná zatížení nejsou soustředěna, jsou rozložena po délce náboje, šířce ložiska. V našem příkladu je hřídel zatížena silami Ft, Fa. Fr, působící v pólu záběru a momentu T. Axiální síla Fa udává moment ve svislé rovině

Hlavní výpočet hřídelí a os spočívá ve vynesení diagramů ohybových momentů v horizontální a vertikální rovině, vynesení výsledných momentů, momentových diagramů, diagramů ekvivalentních momentů a určení nebezpečných úseků.

3. etapa výpočtu- ověřovací výpočet spočívá ve stanovení součinitele bezpečnosti v nebezpečných úsecích

- součinitele bezpečnosti pro normálová a smyková napětí

meze únosnosti materiálů.

- efektivní faktory koncentrace stresu.

- faktor měřítka (závisí na průměru hřídele).

- koeficient tuhnutí. - koeficienty citlivosti materiálu, závisí na mechanických vlastnostech.

- složky proměnného napětí.

Hřídele a nápravy .

Účel, konstrukce a materiály hřídelí a náprav

Hřídel je část (obvykle hladkého nebo stupňovitého válcovitého tvaru) určená k podpírání řemenic, ozubených kol, řetězových kol, válečků atd. na ní instalovaných a k přenosu točivého momentu.

Během provozu dochází k ohybu a kroucení hřídele a v některých případech může dojít kromě ohybu a kroucení k deformaci hřídele tahem (tlakem).

Některé hřídele nepodporují rotující části a pracují pouze v torzi.

Hřídel 1 (obr.1) má podpěry 2, tzv. ložiska. Část hřídele krytá podpěrou se nazývá čep. Koncové kolíky se nazývají hroty 3, a střední - krky 4.

Obr. 1. Přímý hřídel:1 - hřídel;2 - podpěry hřídele;3 - kolíky;4 - krk

Osa je část určená pouze k udržování kníru.podrobnosti o tom.

Na rozdíl od hřídele osa nepřenáší krouticí moment a funguje pouze v ohybu. U strojů mohou být nápravy stacionární nebo se mohou otáčet s díly, které na nich sedí (pohyblivé nápravy).

Pojmy "osa kola" by se neměly zaměňovat, jedná se o detail a "osa otáčení", jedná se o geometrickou linii středů otáčení.

Obr.2. Konstrukce náprav:
A - rotační osa;b - pevná náprava

Tvary hřídelí a náprav jsou velmi rozmanité, od nejjednodušších válců až po složité zalomené konstrukce. Jsou známy návrhy ohebných hřídelí, které navrhl švédský inženýr Carl de Laval již v roce 1889.

Tvar hřídele je určen rozložením ohybu a krouticího momentu po jeho délce. Správně navržený hřídel je nosník stejného odporu. Hřídele a nápravy se otáčejí, a proto podstupují střídavé zatížení, napětí a deformace (obr. 3). Proto jsou poruchy hřídelí a náprav únavového charakteru.

Rýže. 3. Kmity ohybových napětí nápravy dvojkolí v pohybu

A - při nízké rychlosti;b - při provozní rychlosti

Klasifikace hřídelí a náprav

Podle účelu jsou hřídele rozděleny na hřídele ozubené (na nich jsou instalovány převodové díly) a hlavní hřídele (na nich jsou dodatečně instalovány pracovní orgány stroje).

Obr.4. Typy hřídelí:A - klikový hřídel:b - klikový hřídel;v - ohebný hřídel;

G - teleskopická násada;d - kardanový hřídel

Tvar hřídelí a náprav je různý a závisí na funkcích, které plní. Někdy se hřídele vyrábí společně s dalšími díly, jako jsou ozubená kola, kliky, excentry.

Podle geometrického tvaru se hřídele dělí na: přímky (viz obr. 1); klika (obr. 4, A); zalomený (obr. 4, b); flexibilní (obr. 4, v); teleskopický (obr. 4, G); kardan (obr. 4, E). Klikové hřídele a klikové hřídele se používají k přeměně vratného pohybu na rotační (pístové motory) nebo naopak (kompresory); flexibilní - pro přenos točivého momentu mezi uzly strojů, které mění svou polohu v práci (stavební mechanismy, dentální stroje atd.); teleskopický - v případě potřeby axiální pohyb jedné hřídele vůči druhé.

Ohebné hřídele jsou vyrobeny navinutím ocelového pružinového drátu na tenkou centrální tyč. Zachovají si dostatečnou flexibilitu pouze u malých průměrů, protože s rostoucím průměrem se prudce zvyšuje moment setrvačnosti průřezu a následně i tuhost. Proto se všemi pozitivními vlastnostmi a pohodlím pohonu nemohou takové hřídele přenášet nějakou významnou moc a mají relativně úzké použití.

Sekery se obvykle vyrábějí rovné. Nejpoužívanější ve strojírenství jsou přímé hřídele a nápravy. Klikové hřídele a klikové hřídele jsou speciální díly a nejsou zahrnuty v tomto kurzu.

Podle konstrukčních prvků: hladké hřídele a nápravy (viz obr. 2); stupňovité hřídele a nápravy (viz obr. 1); převodové hřídele ; šnekové hřídele .

Pro axiální fixaci dílů na hřídeli nebo ose se používají římsy , příruby, kuželové profily, pojistné kroužky, rozpěrky, které lze namontovat v jedné sadě s dalšími díly.

Pro montáž sestav jsou nejvhodnější stupňovité hřídele: lišty chrání díly před axiálním posunem a fixují jejich polohu při montáži, umožňují volný pohyb dílu po hřídeli až do místa jeho přistání. Je žádoucí, aby výška říms umožňovala demontáž sestavy bez vyjmutí klíčů z hřídele. Průměry sedel musí být vyrobeny v souladu s GOST 6636-69, protože pro tyto průměry existují sériově vyráběné kalibry.

Pro zajištění potřebné rotace dílů spolu s osou nebo hřídelí se používají pera, drážky, čepy, profilové části hřídelí a přesahy.

Podle typu sekce jsou hřídele a nápravy; pevný (viz obr. 2, A); dutý (viz obr.2, b); kombinované (obr. 4, G). Použití dutých hřídelí vede k výraznému snížení hmotnosti a zvýšení tuhosti hřídele při stejné pevnosti, ale výroba dutých hřídelí je složitější než masivních. Vyrábějí se duté hřídele a v těch případech, kdy hřídelí prochází další díl, se dodává olej.

Pozemky 1 nápravy a hřídele (obr. 5), s nimiž se spoléhat na ložiska při vnímání axiálních zatížení, tzv podpatky. Podpatky slouží jako opora pro paty 2. Dosedací plochy hřídelí a náprav pod náboji montovaných dílů se nazývají čepy a jsou válcové, kuželové nebo kulové (obr. 6). V tomto případě je obvyklé nazývat mezilehlé čepy krky, koncové čepy - hroty. Válcové čepy jsou široce používány ve strojírenství; kuželové a kulové čepy se používají zřídka.

Rýže. 5. Vertikální podporahřídel:1 - pata;2 - axiální ložisko

Rýže. 6. Piny:válcový -A ; kuželovitý -b ; míč -v

Přechodové řezy mezi dvěma průměry se provádějí: 1) se zaoblením konstantního poloměru; 2) se zaoblením s proměnným poloměrem . Tento filet snižuje koncentraci napětí a zvyšuje odolnost. Používá se na silně zatížené části hřídelí a náprav.

Konstruktivní varianty přechodových úseků mezi stupni hřídelí a náprav: drážka se zaoblením pro výstup brusného kotouče (obr. 7, A); filé konstantní poloměr (obr. 7, b); filé proměnný poloměr (obr. 7, v).

Obr.7. Konstruktivní odrůdy přechodových částí hřídele:A - drážka;b - filé;

v - zaoblení s proměnným poloměrem;G - zkosení

Konce hřídelí a náprav jsou vyrobeny s zkosený, tj. na konci je lehce obrousit (viz obr. 7, a, d). Dosedací plochy hřídelí a náprav jsou opracovány na soustružnických a bruskách.

Ramena hřídelí a náprav zabraňují posunu pouze jedním směrem. V případě možného axiálního posuvu v opačném směru se k jeho vyloučení používají matice, čepy, zajišťovací šrouby apod. Konce hřídelů pro instalaci spojek, kladek a dalších dílů, které přenášejí krouticí momenty, jsou válcové nebo kuželové, popř. jejich rozměry jsou standardizované. Pro instalaci klíčů je hřídel opatřena drážkou .

Materiály hřídelí a náprav

Hlavními kritérii pro výkon hřídelí a náprav jsou tuhost, objemová pevnost a odolnost proti opotřebení s relativními mikroposuny, které způsobují korozi.

Jako materiál pro nápravy a hřídele se nejčastěji používají uhlíkové a legované oceli (válcované výrobky, výkovky a méně často ocelové odlitky), protože mají vysokou pevnost, schopnost povrchového a objemového kalení, válcové předvalky se snadno získávají válcováním. a jsou dobře opracované, a také vysokopevnostní modifikovaná litina a slitiny neželezných kovů (v přístrojovém vybavení). Pro nezodpovědné nízko zatížené konstrukce hřídelí a náprav se používají uhlíkové oceli bez tepelného zpracování. Odpovědné silně zatížené hřídele jsou vyrobeny z legované oceli 40KhNMA, 25KhGT atd. Bez tepelného zpracování se používají oceli 35 a 40, St5, Stb, 40X, 40KhN, ZOKHNZA, s tepelným zpracováním - oceli 45, 50 atd.

Čepy hřídele, pracující na tření v kluzných ložiskách, musí mít tvrdší povrch (HRC=50-60), čehož lze dosáhnout kalením TBCh nebo nauhličováním a kalením.

U malých průměrů ozubených kol jsou hřídel a ozubené kolo vyrobeny jako jeden kus. V tomto případě se materiál pro výrobu hřídele ozubeného kola volí v souladu s požadavky na materiál ozubeného kola.

Hřídele jsou obvykle obráběny ve středech, pro které jsou polotovary hřídelů opatřeny středovými otvory. Je žádoucí mít drážky, zaoblení, drážky pro pero na jednom hřídeli stejné velikosti, aby bylo možné je zpracovat stejným nástrojem.

V automobilovém a traktorovém průmyslu se klikové hřídele motorů vyrábějí z kujné nebo tvárné litiny.

Výkonová kritéria a výpočet hřídelí a náprav

V během provozu jsou hřídele a nápravy vystaveny konstantnímu nebo proměnnému zatížení ve velikosti a směru. Pevnost hřídelí a náprav je dána velikostí a povahou napětí, která v nich vznikají působením zatížení. Zatížení, která jsou konstantní ve velikosti a směru, způsobují konstantní napětí ve stacionárních osách a proměnné v rotačních osách (a hřídelích).

Charakteristickým znakem hřídelů je, že pracují při cyklickém ohýbání nejnebezpečnějšího symetrického cyklu, ke kterému dochází v důsledku skutečnosti, že hřídel se při otáčení na jedné nebo druhé straně natáčí na působící ohybové zatížení. Při navrhování hřídele je třeba věnovat velkou pozornost výběru správného tvaru hřídele, aby se předešlo koncentracím napětí v přechodových bodech, které mohou být způsobeny únavovým porušením. Za tímto účelem se vyvarujte:

a) ostré přechody úseků;

b) drážky a malé poloměry zaoblení;

c) nekruhové otvory;

d) hrubá povrchová úprava.

Pro posouzení správné volby geometrického tvaru hřídele se používá hydraulická analogie, která říká: „Pokud si obrys součásti představíme jako potrubí, ve kterém se pohybuje tekutina, pak tam, kde je proudění turbulentní, dojde ke koncentraci napětí. ."

Příčiny poruch hřídelí a náprav lze vysledovat ve všech fázích jejich "života".

Ve fázi návrhu - špatná volba formy, špatné posouzení koncentrátorů napětí.

Ve fázi výroby - řezy, zářezy, promáčkliny z neopatrné manipulace.

Ve fázi provozu - nesprávné seřízení ložiskových sestav.

Aby hřídel nebo osa fungovaly, je nutné zajistit:

Objemová pevnost (schopnost odolávat M izg a M chladný);

Pevnost povrchu (zejména na spojích s jinými částmi);

Tuhost v ohybu;

Torzní tuhost (zejména u dlouhých hřídelí).

Všechny hřídele se musí vypočítat pro objemovou pevnost.

Z výše uvedeného vyplývá, že v závislosti na povaze napětí vznikajících v hřídelích a nápravách jsou možné dva případy jejich výpočtu pro pevnost: pro statickou pevnost a pro únavovou pevnost.

Testují se hlavně hřídele a nápravy cyklická napětí. Z toho vyplývá, že hlavním kritériem pro výkon hřídelí a náprav je únavová pevnost. Statické selhání je velmi vzácné. Dochází k němu pod vlivem náhodných krátkodobých přetížení. U hřídelů se za hlavní považuje výpočet odolnosti proti únavě (zpřesněný výpočet). Výpočet na statickou pevnost se provádí jako ověření.

Posuzuje se únavová pevnost (únosnost) hřídelí a náprav bezpečnostní faktor.

Pevné nápravy při působení stálého zatížení spoléhají pouze na statická pevnost.

S pohyblivými vysokorychlostními nápravami a hřídelemi počítají vytrvalost.

Spoléhají se na pomaloběžné hřídele a nápravy zatížené proměnným zatížením statická pevnost a odolnost.

Hlavní osada silové faktory pro nápravy a hřídele se ohýbají M n a kroucení M na (pouze pro hřídele) momenty.

Vliv tahových a tlakových sil je nevýznamný, proto se s ním ve výpočtech zpravidla nepočítá.

Metodou pro posouzení pevnosti náprav a hřídelů je porovnání vypočtených napětí s napětími povolenými za následujících pevnostních podmínek:

kde , - vznikající (výpočtová) ohybová a torzní napětí v nebezpečném úseku hřídele, osa; a - dovolené ohybové a torzní napětí.

Hřídele a nápravy navržené pro zajištění statické nebo únavové pevnosti někdy selhávají kvůli nedostatek tuhosti nebo kvůli vibrací. Nízká tuhost navíc narušuje normální činnost ozubených kol a ložisek. Hřídele a nápravy se navíc spoléhají na tuhost a kolísání.

Tuhost hřídelů a náprav se odhaduje podle velikosti vychýlení v místech instalace dílů nebo úhlu zkroucení sekcí; fluktuace - kritická úhlová rychlost.

Pro výpočet hřídelí a náprav pro pevnost a tuhost je vytvořeno schéma výpočtu. Při analýze ohybu jsou rotující hřídele a nápravy považovány za nosníky na kloubových podpěrách. Na konstrukčních schématech jsou síly a krouticí momenty podmíněně brány jako koncentrované.

Schémata zatížení pro hřídele a nápravy závisí na počtu a místě instalace rotujících částí na nich a směru sil. Pro komplexní zatížení jsou vybrány dvě ortogonální roviny (například čelní a horizontální) a schéma je uvažováno v každé rovině. Samozřejmě se nepočítají skutečné konstrukce, ale zjednodušené výpočtové modely, což jsou nosníky na kloubových podporách, nosníky s vetknutím a dokonce i staticky neurčité problémy.

Při sestavování konstrukčního schématu jsou hřídele uvažovány jako přímé tyče ležící na kloubových podpěrách. Při volbě typu uložení se vychází z toho, že deformace hřídelů jsou malé a pokud ložisko umožňuje alespoň mírné naklonění nebo pohyb čapu, je uvažováno jako kloubové nebo kloubové. Kluzná nebo valivá ložiska, která vnímají radiální i axiální síly, jsou považována za otočně pevná ložiska a ložiska, která vnímají pouze radiální síly, jsou považována za otočně pohyblivá.

Vliv tíhy hřídelí (a dílů), třecí síly v podporách se nebere v úvahu.

V případě lisování na hřídel ozubených kol, ložiskových kroužků, pouzder a jiných protilehlých dílů dochází k prudkému poklesu limitů odolnosti o 3 ... 6 krát. K iniciaci únavové trhliny dochází na okraji lisovaného dílu. Při demontáži spojovaných dílů lze nalézt stopy koroze ve formě tmavých skvrn a také červený prášek sestávající z oxidů železa. Tento jev se ve vědecké literatuře nazývá třecí koroze nebo jednodušeji koroze třením.

Příčinou prudkého poklesu meze únosnosti při třecí korozi je koncentrace napětí na kontaktní hraně a složité fyzikálně-chemické procesy probíhající na spoji dvou protilehlých částí s jejich malým vzájemným cyklickým skluzem v důsledku pružných deformací.

Je třeba poznamenat, že k poškození třením dochází nejen ve spojích s přesahem, ale také v závitových, perových a nýtovaných spojích, jakož i v místech styku ocelových lan a ohebných hřídelí, třecích svorek a listových pružin a na dalších místech, kde vznikají podmínky pro vzájemný pohyb pářících detailů.

Bylo zjištěno, že v procesu rozčilování hraje určitou roli více než 50 faktorů. Proces je tedy velmi složitý, ne zcela pochopený.

Pro hladké hřídele s nalisovanou částí (obr. 8, a) lze poměr charakterizující snížení meze únavy v důsledku koncentrace napětí a faktoru měřítka vypočítat pomocí následujících vzorců za působení ohybového momentu a smykové síly

Rýže. 8. Konstruktivní metody zvyšování únavové odolnosti hřídelů.

(2)

kde je efektivní faktor koncentrace napětí vzorku s mezí únosnosti a d 0 = 7,5 mm;

Faktor měřítka, který zohledňuje velikost průřezu hladkého vzorku s mezí únavy o průměru do 300 mm.

v d

v mm;

0,305 + 0,00139 - koeficient zohledňující mez únosnosti materiálu;

Koeficient zohledňující přistávací tlak - R v protilehlých částech;

0,65+0,014R při MPa;

1 při MPa.

Je třeba poznamenat, že pokud osazená část nepřenáší moment a sílu, pak by se měl výraz (2) vynásobit korekčním faktorem K P = 0,85.

Ke snížení škodlivého vlivu třecí koroze na odolnost proti únavě se používají konstrukční a technologická opatření. Takže vyložením drážek na konci lisované části (obr. 8, b) nebo řemenu (obr. 8, c) se mez únosnosti zvýší 1,2 ... 1,5 krát, zesílení pod nábojovou částí hřídele (obr. 8, d) - 1,3 ... 1,5 krát.

Vykládací podříznutí hřídele (obr. 8, e), aplikované rýhováním, zvyšují mez únosnosti 1,4krát.

Technologickými opatřeními ke zvýšení limitu únosnosti je snížení mikrodrsnosti styčných ploch leštěním a broušením, ochrana proti korozi a povrchové chemicko-tepelné, mechanické a další metody, jako je plazmový nástřik, iontová implantace, což v konečném důsledku zvyšuje 1,5 ... 2 krát nebo více.

Po předložení požadavků na tuhost a objemovou pevnost hřídelí lze použít oceli St4, St5 nebo 40 nebo 45.

pro hřídele složitý tvar např. klikové hřídele a unašeče planetových soukolí, může být vhodné použít vysokopevnostní litinu jakosti VCh 70 - 3, VCh 80 - 3 a další.

Výpočet os pro statickou pevnost

Jak již bylo zmíněno výše, nápravy nemají torzi, takže jsou počítány pouze pro ohyb.

Posloupnost návrhového výpočtu.

Podle návrhu uzlu (obr. 9, A) sestavte schéma výpočtu (obr. 9, b) určit síly působící na osu, sestavit diagramy ohybových momentů; průměr nápravy je určen vzorcem

(3)

kde M a- maximální ohybový moment; - dovolené napětí v ohybu.

Dokument

Ložiska. Účel ložiska - stále se točte hřídele a sekery ve vesmíru... menší nároky na materiál a pro tepelné zpracování hřídele. Nevýhody ... 6 číslic vpravo označuje poměr návrhy ložisko od základního typu. ...

Pracovní program disciplíny "Strojní díly a základy konstrukce" založený na modulární výukové technologii

Pracovní program

Odhadovaná zatížení. Návrhové a ověřovací výpočty hřídele. Účel návrhy a materiálů sekery a hřídele. 5. Ložiska Valivá ložiska (kulatá... pro drcení a opotřebení. Pružiny: jmenování, design, materiálů, oblast použití. Výpočet šroubu...

Workshop k oboru "Nauka o materiálech a technologie konstrukčních materiálů" pro obory 2701202. 65 "Průmyslové a občanské stavby"

Dokument

Zalomený hřídel, vačka hřídel, ojnice motoru, hřídele a ozubená kola převodovky a zadní nápravy, sekery... během výroby struktur odpovědný destinace nerezová ocel a některé další materiálů. Při zvláštních příležitostech...

Vzdělávací a metodický komplex v oboru aplikovaná mechanika (název)

Tréninkový a metodologický komplex

Výhody, nevýhody a rozsah. Konstrukce a materiálů. Sedněte si, řemenovým pohonem a... válejte se. Stav čistého válcování. Hřídele a sekery. Účel, návrhy, přibližný výpočet hřídele. ÚKOL. Sestrojte schéma příčného...

Pracovní program oboru "aplikovaná mechanika"

Pracovní program

Strojírenství a strojírenství struktur. V procesu učení... Hřídele a sekery. Hřídel. Osa. Jim jmenování. Odrůdy hřídele a sekery(na geometrické charakteristiky sekery hřídel nebo sekery a podle jmenování). materiálů hřídele a sekery. Výkonnostní kritéria hřídele ...

Než zjistíte, jak se hřídel a osa od sebe liší, měli byste mít jasnou představu o tom, co tyto části vlastně jsou, k čemu a kde se používají a jaké funkce plní. Takže, jak víte, hřídele a nápravy jsou navrženy tak, aby na nich držely rotující části.

Definice

Hřídel- jedná se o část mechanismu, která má tvar tyče a slouží k přenosu točivého momentu na další části tohoto mechanismu, čímž vytváří obecný rotační pohyb všech dílů na něm umístěných (na hřídeli): kladky, excentry, kola , atd.

Osa- jedná se o část mechanismu, určená ke spojení a upevnění částí tohoto mechanismu k sobě. Osa přebírá pouze příčné zatížení (ohybové napětí). Osy jsou pevné a otočné.

Osa

Srovnání

Hlavní rozdíl mezi nápravou a hřídelí je v tom, že náprava nepřenáší točivý moment na jiné části. Je ovlivněna pouze příčným zatížením a nepůsobí torzní síly.

Hřídel na rozdíl od osy přenáší užitečný krouticí moment na části, které jsou k ní připevněny. Osy jsou navíc jak rotační, tak pevné. Hřídel se neustále otáčí. Většinu šachet lze rozdělit na geometrický tvar nápravy na přímé, klikové (excentrické) a pružné. Existují také klikové hřídele nebo nepřímé, které slouží k převodu vratných pohybů na rotační. Osy jsou ve své geometrické podobě pouze přímky.

Místo nálezu

Náprava nese rotující části mechanismu, aniž by na ně přenášela jakýkoli krouticí moment. Hřídel přenáší užitečný krouticí moment, tzv. rotační sílu, na další části mechanismu.
Osa může být buď rotační, nebo stacionární. Hřídel se pouze otáčí.
Osa má pouze přímku. Tvar hřídele může být přímý, nepřímý (klikový hřídel), excentrický a pružný.

Typy hřídelí a náprav stroje

Typy hřídelí

sekery- podpora rotujících částí strojů. Mohou být rotační a stacionární.

Hřídele- nejen podporu, ale i přenos rotace.
Existují: rovné, klikové a klikové.
Hřídele spoléhají na současné působení krouticího momentu a ohybového momentu.
Osy se spoléhají pouze na ohýbání.

hřídel s přímou osou;
klikový hřídel;
ohebný hřídel;
kardanový hřídel.

Typy os

bez hnutí;
mobilní, pohybliví.

Nápravy a hřídele se liší od ostatních částí stroje tím, že jsou na nich namontována ozubená kola, řemenice a další rotační části. Podle provozních podmínek se nápravy a hřídele navzájem liší.

Osa je část, která podpírá pouze části na ní namontované. Osa netrpí kroucením, protože zatížení na ní pochází z částí, které jsou na ní umístěny. Funguje na ohyb a nepřenáší krouticí moment.

Pokud jde o hřídel, nejen podpírá díly, ale také přenáší moment otáčení. Hřídel proto podléhá jak ohybu, tak kroucení, někdy také stlačení a tahu. Mezi hřídelemi se rozlišují torzní hřídele (nebo jednoduše torzní tyče), které nepodporují rotaci dílů a pracují výhradně na kroucení. Příkladem je kardanový hřídel automobilu, spojovací válec válcovny a mnoho dalších.

Sekce v podpěře hřídele nebo osy se nazývá čep, pokud vnímá radiální zatížení, nebo pátá, pokud je na ní neseno axiální zatížení. Koncový kolík, který přijímá radiální zatížení, se nazývá hrot a kolík umístěný v určité vzdálenosti od konce hřídele se nazývá krk. No a ta část hřídele nebo osy, která omezuje axiální pohyb dílů, se nazývá límec.

Dosedací plocha osy nebo hřídele, na které jsou ve skutečnosti namontovány rotační části, je často vyrobena válcová a méně často kuželová, aby se v případě potřeby usnadnila instalace a odstranění těžkých částí. vysoká přesnost centrování. Povrch, který zajišťuje hladký přechod mezi kroky, se nazývá zaoblení. Přechod lze provést pomocí drážky, která umožňuje výstup brusného kotouče. Koncentraci napětí lze snížit snížením hloubky drážek a maximálním zvýšením zaoblení drážek a činek.

Pro snazší instalaci rotujících částí na osu nebo hřídel a pro zabránění zranění rukou jsou konce vyrobeny se zkosením, to znamená, že jsou mírně otočeny do kužele.
Typy náprav a hřídelí

Náprava může být otočná (například náprava vagónu) nebo neotočná (například náprava bloku stroje na zvedání břemen).

No, hřídel může být rovná, zalomená nebo ohebná. Nejběžnější jsou rovné hřídele. Klikové hřídele se používají v klikových pohonech čerpadel a motorů. Převádějí vratné pohyby na rotační nebo naopak. Pokud jde o ohebné hřídele, jsou to ve skutečnosti vícetočné náběhové pružiny, stočené z drátů. Používají se k přenosu točivého momentu mezi uzly stroje, pokud během provozu mění vzájemnou polohu. Oba klikové a ohebné hřídele klasifikovány jako speciální díly a studovány ve speciálních výcvikových kurzech.

Nejčastěji má osa nebo hřídel kruhový plný průřez, ale mohou mít i prstencový příčný řez, což umožňuje snížit celková hmotnost návrhy. Část některých částí hřídele může mít drážku nebo drážkování a může být profilovaná.

U profilového spojení jsou díly k sobě připevněny pomocí dotyku po kulatém, nikoli hladkém povrchu a kromě krouticího momentu mohou přenášet i axiální zatížení. Navzdory spolehlivosti profilového spojení jej nelze nazvat technologickým, takže jejich použití je omezené. Drážkovaný spoj se klasifikuje podle tvaru profilu zubu - může být rovný, evolventní nebo trojúhelníkový.