Для стального ступенчатого вала требуется определить реакцию опоры

Определим реакцию опоры из уравнения равновесия вала.


Разобьем вал на 4 участка и запишем уравнения для крутящих моментов , максимальных касательных напряжений , относительных углов закручивания и углов закручивания .
I участок:




II участок:




III участок:




IV участок:




Из условий прочности и жесткости подберем размеры и поперечного сечения вала.



Общее решение двух неравенств:
Выбираем:
Построим эпюры крутящих моментов , наибольших касательных напряжений и углов закручивания .
I участок:

II участок:

III участок:

IV участок:

Из условий прочности и жесткости подберем размеры и кольцевого поперечного сечения вала.
Опасное сечение – любое сечение на I участке.
Тогда:



Общее решение двух неравенств:
Выбираем:
Сравним массу вала сплошного сечения с массой вала кольцевого сечения.
Масса сплошного вала:
Масса полого вала:
Тогда
Сплошной вал в 4.1 раз тяжелее полого вала.