Вал 3d модель

Вал представляет собой тело, имеющее цилиндрическую форму. Оно обладает целым рядом конструктивных особенностей, благодаря которым способно транслировать движение от одних частей механизмов к другим. В технике принято различать валы и оси.

Главное отличие между ними состоит в том, что при помощи вала осуществляется передача вращательного движения от одних частей механизмов к другим, а ось вращение не транслирует, поскольку является опорной деталью. На валах, являющихся составными частями различных механизмов, монтируются звездочки, зубчатые колеса, шкивы и прочие детали вращения.

В современном машиностроении оси и валы являются одними из наиболее распространенных деталей. Они массово применяются различных машинах и механизмах. Так же, как и сопрягаемые с ними детали, оси и валы обрабатываются в соответствии с теми требованиями, которые предусмотрены технологическим процессом их изготовления. Их расчет разработчики осуществляют при помощи специализированных программных пакетов, в которых широко применяется трехмерное моделирование. При этом валы и оси рассматриваются в качестве балок, которые свободно располагаются на двух опорах. Они подвергаются вызывающей изгиб силовой нагрузке.

И оси, и валы подразделяются на несколько разновидностей. Согласно действующей технической классификации валы бывают:

Что касается классификации на основе геометрических параметров, то все валы подразделяются на:

Цилиндрические оси и валы бывают как гладкими, так и ступенчатыми. При проектировании ступенчатых валов конструкторам необходимо делать так, чтобы количество ступеней было минимальным. Если это возможно, то от них лучше всего вообще отказаться.

В технике на подавляющем большинстве валов и осей устанавливаются различные детали. Им надлежит располагаться как можно ближе к опорам, поскольку это обеспечивает увеличение жесткости всей кинематической конструкции. К тому же к своей посадочной поверхности они должны устанавливаться свободно.

Для того чтобы повысить несущую способность валов и осей, а также придать им большую прочность, их поверхности подвергают термической обработке.

Материалы для изготовления валов и осей

При выборе материалов для изготовления осей и валов конструкторы, как правило, ориентируются на такие показатели, как высокая прочность и упругость. Наилучшими значениями этих характеристик отличаются легированные и углеродистые стали.

Как показывает практика, большинство валов изготавливается сейчас из легированных и среднеуглеродистых сталей марок сталь 40Х и сталь 45. Для изготовления тех валов, которые используются в ответственных машинах и испытывают повышенные нагрузки, используется легированная сталь таких марок, как 20Х, 40ХН, 12ХН3A.

Что касается осей, то они, как правило, изготавливаются из углеродистых сталей, имеющих обычное качество. Для выпуска, как валов, так и осей чаще всего применяется круглый прокат, а в отдельных случаях, если это необходимо, то и специальные поковки.

Примеры использования валов

В автомобилях и в целом ряде других механизмов активно используются такие специализированные изделия, как карданные валы. С помощью карданных валов производится передача крутящего момента между валами тех механизмов, которые располагаются по несоосной схеме.

Для того чтобы синхронизировать циклы впуска и выпуска в двигателях внутреннего сгорания и управлять потоками газов, используются распределительные валы. Они состоят из таких основных элементов, как кулачки и опорные части. Для снижения возникающих напряжений между ними располагаются шейки с галтелями, имеющие меньший диаметр.

Одними из основных деталей двигателей внутреннего сгорания и ряда других конструкций, в которых применяются кривошипные механизмы, являются коленчатые валы. Они представляют собой достаточно сложные детали, изготовление которых требует особо тщательного соблюдения технологического процесса.