Произвести расчет стального вала (рис. 4). Требуется: 1) построить эпюры крутящих моментов; 2) определить диаметр вала

Произвести расчет стального вала (рис. 4). Требуется: 1) построить эпюры крутящих моментов; 2) определить диаметр вала из расчета на прочность и округлить его до нормального размера (считать ); 3) определить диаметр вала из расчета на допускаемый угол закручивания (принять на один погонный метр); 4) построить эпюру углов закручивания. Исходные данные: Рис.4 Построение эпюр крутящих моментов и углов поворота сечений : а − расчетная схема; б − эпюра крутящих моментов ; в -−эпюра углов поворота сечений .

Для определения крутящих моментов на участках стержня будем рассматривать правую часть его:
Участок I:
Участок II:
Участок III:
Участок IV:
По вычисленным значениям строится эпюра (см . рис. 4, б).
Преобразуем условия прочности и жесткости к виду, удобному для определения диаметра стержня.
Условие прочности:

Условие жесткости:

Вычисляем диаметр вала из условий прочности и жесткости.
Из условия прочности:

Из условия жесткости:

Окончательно принимаем диаметр из условия жесткости

. рис. 4, б).
Преобразуем условия прочности и жесткости к виду, удобному для определения диаметра стержня.
Условие прочности:

Условие жесткости:

Вычисляем диаметр вала из условий прочности и жесткости.
Из условия прочности:

Из условия жесткости:

Окончательно принимаем диаметр из условия жесткости