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.

Наименование

Вал 3d модель

Формат файла

*.dwg

Файл архива

*.rar

Размер файла

75,5 кб

Скачать

Бесплатно

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:

• Трансмиссионными;
• Коренными;
• Шпинделями.

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

• Прямые;
• Гибкие;
• Коленчатые.

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.

Виды карданных валов:с крестовинами, со шрусами, с подвесными подшипниками и без них, компания КарданБаланс отремонтирует и изготовит любой из них в Москве.| КарданБаланс

8 (800) 555-50-37

• Работаем с 1998 года!
• Без выходных!

Записаться на ремонт

Виды карданов

Карданные валы можно разделить на несколько видов в зависимости от
тех или иных особенностей их устройства. Параметрами для
классификации важнейшего узла трансмиссии может выступать его
конструкция, материал исполнения, способность выполнять компенсацию,
количество опор и секций, тип соединений и непосредственное
расположение механизма в автомобиле.

Конструкция

Важным моментом при сравнении карданов по конструкции выступает
наличие или отсутствие в их механизме эластичной муфты. На основании
этого критерия выделяют, соответственно:

• полужёсткий КВ;
• полностью жёсткий КВ.

Полужёсткий вал заметно снижает нагрузку на трансмиссию автомобиля,
делая его перемещение плавным, мягким. Полностью жёсткие валы, часто
используемые в спецтехнике, делают возможным отклонение узлов
трансмиссии относительно друг друга максимум на 2-5 градусов в
пределах 2-3 сантиметров.

В зависимости от конструкции карданные валы могут быть
классифицированы также следующим образом:

• карданы на крестовинах. Эта система оснащена шарниром неравных
  угловых скоростей (крестовина, вилки) и сегодня признаётся
  классической. Главным её минусом является недостаточно равномерная
  передачи вращения с вилки.
• карданы, оснащённые ШРУС (шарнирами равных угловых скоростей).
  Они позволяют практически полностью нивелировать вибрации при
  передаче крутящего момента.
• КВ с упругими шарнирами. Упругие шарниры представляют собой
  мягкую резиновую муфту, эффективно передающую энергию от
  вращающегося двигателя к колёсам при изгибах вала не более, чем на
  8 градусов. Не требующие серьёзного технического обслуживания
  данные механизмы гарантируют максимально плавное начало движения
  автомобиля.
• валы с жёсткими полукарданными шарнирами, который сейчас уже
  редко используется в машиностроении. Имея очень сложную
  конструкцию, они обеспечивает передачу крутящего момента за счёт
  использования зазоров в шлицевом соединении.

Материал

Материалом-основой для КВ всегда выступает металл. В зависимости от
того, какой именно металл используется, выделяют стальные, чугунные
и алюминиевые валы.

Способность выполнять компенсацию

Карданы, которые способны выполнить компенсацию весомых перемещений
по оси, признаются универсальными. Если такая возможность
отсутствует, то карданный вал считается простым.

Количество опор

Исходя из количества опор, которыми агрегат крепится к автомобилю,
выделяют двухопорные, трёхопорные и четырёхопорные карданы.

Первые, имеющие всего две опоры, чаще всего устанавливаются на
полноприводный  транспорт и на грузовики. Вторые имеют в своей
конструкции один подшипник, который выполняет роль скрепляющего
звена между основным и промежуточным валом. В четырёхопорных КВ
подвесных подшипников два.

Тип соединений

Выделяют два типа соединений карданов:

• синхронные;
• асинхронные.

КВ асинхронного типа устанавливаются на заднеприводных авто и
характеризуются наличием в структуре классической крестовины и вилки.

В карданах синхронного типа задействованы шарниры равных угловых
скоростей (ШРУС). В них вилка своими лопастями сцеплена с шариками,
которые движутся, перекатываются по канавкам. Работа их более тихая и
плавная. Однако, обслуживание таких конструкций сложнее, обходится оно
намного дороже. Синхронные КВ устанавливают в транспортные средства с
передним приводом, иногда они встречаются и в полноприводных моделях.

Количество секций

Карданы делятся на односекционные/одновальные и
многосекционные/многовальные.

Первые применяются чаще всего в спорткарах с задней или же
полноприводной трансмиссией, а также мощных внедорожниках. Там они
становятся гарантом максимально быстрой передачи крутящего момента
на ведущие колёса. Работа их сопровождается заметным шумом и
сильными вибрациями.

Многосекционные карданы можно увидеть на привычных нам легковушках
и грузовиках. Особенность их конструкции состоит в наличии
промежуточного вала. К переднему его концу посредством шарнира
присоединяется скользящая втулка. На задний конец промежуточного
вала надёжно приваривается хвостовик, имеющий наружные шлицы.
Многовальные карданы работают тихо, максимально гася какие-либо
биения механизма.

Расположение в автомобиле

Располагаться в автомобиле карданы также могут по-разному. Одни из
них установлены непосредственно под днищем машины. Это открытые
валы, лёгкие, но и достаточно чувствительные к агрессивной внешней
среде и чисто механическим воздействиям. Иногда открытые КВ
производители автомобилей размещают в специальном тоннеле внутри
кузова. Особой защиты агрегату это не даёт.

Закрытые КВ можно встретить на грузовиках. Испытывающие заведомо
большие нагрузки, они расположены внутри более широкой трубы. Вес
конструкции от этого увеличивается, но и сохранность механизма
возрастает.

Вне зависимости от вида карданный вал призван передавать
крутящий момент от двигателя к колёсам. Выполняя свою основную
функцию, он делает движение автомобиля максимально плавным и
мягким, что особенно значимо в условиях бездорожья.

О нас говорят 100+ довольных клиентов

Реальные отзывы о нашей работе

06.02.22

Евгений Королев

Произвели замену и балансировку подвесного подшипника кардана vw tiguan 5n. Качественно, быстро. Работой доволен!

25.01.22

Игорь Красюк

Работают профессионалы.
Замена 2-х крестовин + балансировка на Nissan x-trail заняла не более 2х часов, вместе со снятием и установкой.

13.01.22

Андрей Ч

Записался предварительно на ремонт кардана, все сделали во время и по приемлемой цене, на данный момент всем доволен, дали гарантию 6 месяцев

16. 12.21

Шишкин Сергей

Отличная компания по ремонту карданных валов. Приезжал к ним 4 раза — очень большие пробеги и экстремальные нагрузки (по горам езжу). Был всегда спокоен за автомобиль. Более 100 000 выхаживают крестовины каждый раз.

28.09.21

Cергей Гоголев

Очень толковые ребята, быстро качественно и недорого. Приехал на машине, сняли кардан, за час его перебрали и все собрали в лучшем виде. Есть комната отдыха для клиентов, кофе, автомат со снеками. Расположение шикарное, территория закрытая, все хорошо и удобно.

Необходима консультация
нашего специалиста?

Оставьте свои контактные данные, и наш специалист свяжется
с Вами в ближайшее время.

Ваше имя

Ваш телефон*

Нажимая кнопку, вы даете согласие на обработку
персональных данных

Общие сведения о типах, функциях и применении

Валы являются важными компонентами многочисленных механических систем, выступая в качестве основы для передачи мощности, крутящего момента и движения. Это исчерпывающее руководство развеивает тайну сложности валов, делая их легкими для понимания как опытными инженерами, так и новичками.

Давайте начнем с того, что на самом деле представляет собой вал.

Что такое вал?

Валы представляют собой цилиндрические механические компоненты, передающие мощность, крутящий момент и движение между различными элементами системы. Они обычно используются в машинах, двигателях и транспортных средствах, играя решающую роль в их работе.

Вал

Валы могут соединять две стороны системы: первичную и вторичную стороны.

Первичная сторона, такая как электродвигатель, и вторичная сторона, такая как звездочка или шестерня, соединены валом, передающим мощность между ними.

Валы, как правило, представляют собой цилиндрические стержни, которые могут быть либо одинаковыми по диаметру, либо ступенчатыми. Валы одинакового диаметра проще и дешевле производить. Ступенчатые валы предназначены для работы с различными уровнями нагрузки по длине вала в механической системе. Кроме того, некоторые валы имеют ступенчатую форму, чтобы подшипники не смещались из предназначенных для них положений.

Конструкция и материалы

Валы обычно изготавливаются из прочных материалов, таких как сталь, чугун и алюминий. Они могут быть сплошными или полыми, причем каждый тип имеет свои преимущества в зависимости от области применения.

Типы валов

Существует два основных типа валов, которые используются в машиностроении: трансмиссионные валы и машинные валы.

Трансмиссионные валы

Карданный вал

Карданный вал передает мощность, создаваемую двигателем, например, на колеса или движущийся компонент транспортного средства. Вал имеет шестерню, которая вращается на обоих концах и соединяется с передней и задней колесной базой. Работа приводного вала заключается в передаче мощности от двигателя через трансмиссию к колесам, которые позволяют машине двигаться.

Промежуточный вал

Промежуточный вал также известен как промежуточный вал, это валы, которые используются в качестве промежуточного передающего компонента. Часто они представляют собой короткую заглушку с опорными подшипниками с обеих сторон.

Карданный вал

Карданный вал был компонентом, который широко использовался до изобретения небольших электродвигателей, которые можно было установить локально на машине или системе. Они использовались для распределения энергии по всему заводу или району, где машины нуждались в энергии. Ряд шестерен, ремней и шкивов использовался для распределения мощности от основной системы, которая могла быть турбиной, ветряной мельницей, паровой машиной или водяным колесом.

Машинные валы

Коленчатый вал

Коленчатый вал — это механический компонент, используемый для преобразования возвратно-поступательного движения во вращательное. Они приводятся в движение кривошипно-шатунным механизмом, состоящим из ряда кривошипов и шатунов. Затем он соединяется с шатунами двигателя.

Опоры и подшипники валов

Валы поддерживаются подшипниками, которые обеспечивают плавное вращение, уменьшая трение и износ. Существуют различные типы подшипников, включая шарикоподшипники, роликовые подшипники и подшипники скольжения, каждый из которых предназначен для удовлетворения конкретных потребностей и областей применения.

Применение валов

Валы используются в самых разных отраслях и областях применения, например:

• Автомобильная промышленность: Валы используются в двигателях, трансмиссиях и трансмиссиях для передачи мощности и крутящего момента.
• Промышленное оборудование: Валы играют жизненно важную роль в таких машинах, как токарные станки, мельницы и насосы, передают мощность и движение между компонентами.
• Производство электроэнергии: Валы используются в турбинах, генераторах и компрессорах для передачи мощности и крутящего момента в системах производства электроэнергии.
• Аэрокосмическая промышленность: Валы используются в авиационных двигателях, коробках передач и других системах для передачи мощности и движения.

Каковы преимущества и недостатки использования вала в системе?

Использование механических валов в системах имеет много преимуществ и недостатков. Мы рассмотрим их ниже:

Преимущества

• При использовании вала они не очень легко заклинивают.
• Они требуют меньше обслуживания по сравнению с цепью.
• Вес вала можно уменьшить, используя полый вал вместо цельного.

Валы

• , как правило, прочные и снижают риск отказа системы из-за поломки деталей.
• Высокая прочность.
• Может поглощать первоначальный удар высокого крутящего момента инерции.

Недостатки

• При использовании муфты с валом происходит некоторая потеря мощности.
• Валы могут создавать высокий уровень вибрации в системе, если они не выровнены должным образом.
• Валы могут быть шумными.
• Когда они ломаются или нуждаются в замене, это может быть дорого.
• Время простоя увеличивается при отказе вала в системе или машине.
• Изменение скорости с помощью вала не так просто по сравнению с изменением скорости с помощью шестерен и звездочек.

Заключение

Понимание конструкции, функций и применения валов важно для всех, кто работает с механическими системами. Это подробное руководство упрощает сложные валы, делая их доступными и легкими для понимания, независимо от вашего опыта в этой области.

Часто задаваемые вопросы

Какова основная функция вала в механической системе?

Валы передают мощность, крутящий момент и движение между различными компонентами механической системы, соединяя первичную сторону (например, электродвигатель) с вторичной стороной (например, звездочкой или шестерней).

Какие материалы обычно используются для изготовления валов?

Валы обычно изготавливаются из прочных материалов, таких как сталь, чугун и алюминий, обеспечивающих необходимую прочность и износостойкость для различных применений.

В чем разница между валами одинакового диаметра и ступенчатыми валами?

Валы одинакового диаметра имеют одинаковый диаметр по всей длине, что упрощает и удешевляет их производство. Ступенчатые валы имеют разный диаметр по длине, чтобы выдерживать различные уровни нагрузки в механической системе и, в некоторых случаях, чтобы удерживать подшипники на месте.

Как работают валы с подшипниками?

Подшипники поддерживают валы, позволяя им плавно вращаться, уменьшая при этом трение и износ. Различные типы подшипников, такие как шариковые подшипники, роликовые подшипники и подшипники скольжения, используются в зависимости от конкретных потребностей и областей применения.

В каких отраслях и областях применения обычно используются валы?

Валы играют важную роль в различных отраслях промышленности и применениях, включая автомобилестроение (двигатели, трансмиссии, трансмиссии), промышленное оборудование (токарные станки, мельницы, насосы), производство электроэнергии (турбины, генераторы, компрессоры) и аэрокосмическую промышленность (авиационные двигатели, коробки передач).

Есть ли какие-либо ключевые соображения при проектировании вала?

При проектировании вала учитываются такие факторы, как выбор материала, размеры, несущая способность и тип используемых подшипников. Конструкция должна быть адаптирована к конкретным требованиям механической системы, в которой она будет использоваться.

Лиам Коуп

Привет, меня зовут Лиам. Я основал Engineer Fix с целью предоставить студентам, инженерам и людям, которые могут быть любопытны, онлайн-ресурс, который может упростить проектирование.

Я работал на различных инженерных должностях, выполняя бесчисленное количество часов механических и электрических работ/проектов. Я также прошел 6-летнее обучение, которое включало повышение квалификации и получение степени HNC в области электротехники.

Валы коробки передач: полное руководство

Передаточный вал представляет собой вращающуюся часть машины, как правило, круглого сечения. Это передает силу или движение от одной части к другой. Другими словами, он передает энергию от той части, которая ее производит, к той, которая ее поглощает. Вал трансмиссии является одной из важнейших частей всех вращающихся механизмов.

В этой статье мы подробно обсудим трансмиссионный вал, как он работает, его типы, функции, длину и материалы. Таким образом, вы можете иметь четкое представление о его функциях и свойствах для использования в производственном процессе.

Что такое трансмиссионный вал?

Существует много способов генерировать энергию, но иногда бывает трудно производить энергию там, где она необходима, с идеальной величиной и направлением. По этой причине в автомобилях используются трансмиссионный вал и коробка передач. Коробка передач с механической коробкой передач имеет передаточный вал. Для передачи энергии от двигателя к колесам для привода используется коробка передач автомобильной трансмиссии. Во время этой передачи энергии трансмиссионный вал и шестерня снижают мощность до рабочей скорости. Конструкция и технические характеристики трансмиссионного вала имеют большое значение при компоновке трансмиссии автомобиля.

Для чего нужен трансмиссионный вал?

Вал трансмиссии является одним из тех элементов в основных компонентах машины, который обеспечивает ось вращения, колебания и управляет геометрией движения. Он используется в механическом оборудовании различными способами. Вал трансмиссии поддерживается подшипниками и вращает элементы машины, такие как шестерня, маховики, кривошипы и шкивы, для передачи крутящего момента, необходимого двигателю. Вал должен иметь достаточную прочность, чтобы контролировать эти динамические и статические нагрузки.

Валы широко используются в транспортной, аэрокосмической, автомобильной, потребительской, горнодобывающей и промышленной промышленности. Трансмиссионные валы направляют генерируемую силу в широкий спектр оборудования, от автомобилей до самолетов и другой техники.

Как работает трансмиссионный вал?

Вал трансмиссии находится в коробке передач МКПП. Задача трансмиссионного вала — передать высокую мощность автомобильного двигателя на колеса. Вал трансмиссии также снижает скорость, чтобы сделать его совместимым. Коробка передач выполняет этот процесс за счет сложного позиционирования шестерни и валов.

Коленчатый вал двигателя вращается и производит мощность, которая должна пройти через трансмиссию, чтобы достичь колеса. Первой частью, получающей эту энергию, является входной вал, который может включаться и выключаться через муфту. В заднем приводе входной вал расположен параллельно выходному валу и образует единый компонент, иногда называемый главным трансмиссионным валом.

Типы трансмиссионных валов

Главный вал

Главный вал, который иногда называют выходным валом, выходит из задней части трансмиссии. Главный вал и выступы входного вала находятся на одной линии от передней до задней части трансмиссии. Они выглядят как один вал, но это два разных вала. Передняя часть главного вала поддерживается небольшим подшипником сзади входного вала. Главный вал вращается с разной скоростью и обеспечивает необходимый для автомобиля крутящий момент. Это шлицевой вал, поэтому шестерню или синхронизатор можно перемещать для включения и выключения.

A Промежуточный вал

Этот вал расположен параллельно главному валу и приводится в действие первичным валом через шестерню. В базовой конструкции механической коробки передач шестерни трансмиссии постоянно соединены с промежуточным валом и вращаются вместе с ним. Ввод и промежуточный вал — это одно и то же в переднеприводных автомобилях. Он имеет механизм сцепления, который соединяет его с двигателем и передает мощность на выходной вал через шестерню.

Натяжной вал

Промежуточный вал, также известный как промежуточный вал заднего хода, представляет собой небольшой плоский вал, который реверсирует промежуточную шестерню. Он называется ленивцем, потому что он не играет никакой роли в снижении скорости и увеличении крутящего момента. Его основная цель — изменить направление передачи, что означает изменение направления вращения.

Из чего сделан трансмиссионный вал?

Вал и шестерня имеют зубья, которые помогают соединяться с зубьями другого вала для непрерывной передачи мощности вращения. Инженеры могут сочетать и комбинировать валы и шестерни разных размеров и диаметров, чтобы изменять силу и скорость этих компонентов. Валы изготовлены из мягкой стали. Для высокопрочных валов используется легированная сталь, такая как никелевая, хромоникелевая или хромованадиевая сталь. Валы обычно формируют горячей прокаткой и обрабатывают холодным волочением, токарной обработкой и шлифованием.

Из каких материалов изготавливается трансмиссионный вал?

Материал, используемый для валов, должен обладать нижеуказанными свойствами

• Материал должен быть высокопрочным
• Должен обладать свойствами хорошей обрабатываемости (легко поддается механической обработке)
• Должен иметь низкий коэффициент чувствительности (используется пластичный материал, что означает низкую концентрацию напряжений)

При изготовлении валов 9 следует применять углеродистую сталь

• марок 40 С 8, 45 С 8, 50 С 4, 50 С 12. 0058

Американское общество машиностроения (ASME) допускает следующие максимальные рабочие напряжения для конструкции трансмиссионных валов

• 112 МПа для валов без учета шпоночных пазов
• 84 МПа для валов с учетом шпоночных пазов

Наиболее часто используемым материалом для изготовления валов силовой передачи являются горячекатаные стальные стержни, низкоуглеродистая сталь или сплав (AISI/SAE 4140, 4340 и 8620).

Какова длина трансмиссионных валов?

Валы трансмиссии представлены на рынке в различных размерах, но стандартные размеры указаны ниже.

Приводные валы стандартных размеров или длины (в соответствии с шагами):

• Для шагов 5 мм, 25 – 60 мм.
• Для ступеней 10 мм, 60 – 110 мм.
• Для ступеней 15 мм, 110 – 140 мм.
• Для ступеней 20 мм, 140 – 500 мм.

Идеальная предписанная длина трансмиссионных валов составляет 5 м, 6 м и 7 м.

Диаметр вала является основным фактором, определяющим межосевое расстояние редуктора и, следовательно, его размер. В процессе проектирования прочность и устойчивость к деформации являются ключевыми моментами, которые необходимо учитывать.

Предлагает ли DEK трансмиссионный вал по индивидуальному заказу?

Технология трансмиссионных валов DEK ​​является образцовой для высокопроизводительных приложений. Наш трансмиссионный вал легкий, а композиты чрезвычайно прочные. Мы создаем трансмиссионные валы по самой точной инженерной технологии, чтобы при необходимости передавать мощность двигателю.

DEK является одним из ведущих производителей промышленной продукции, прототипов и изготовленных на заказ деталей. DEK поддерживает тесные отношения со своими технологическими партнерами и предоставляет решения для создания прототипов, производства и услуг контрактного производства. Мы чрезвычайно обеспокоены тем, чтобы наши клиенты были довольны нашими высококачественными, экономичными и экологичными продуктами.

Заключение

В этой статье мы подробно обсудили трансмиссионный вал и его типы, функции, материал, из которого он сделан, его механизм и его использование, чтобы дать вам представление о процессе передачи.