На стальном валу постоянного по длине сплошного поперечного сечения, который вращается равномерно с угловой скоростью ω, установлены три шкива

1.Определяем скручивающие моменты:
M1=P1ω=24∙103100=240Нм
M2=P2ω=14∙103100=140Нм
Равномерное вращение обеспечивается условием:
ΣМ = 0; М1 – М2 – М3 = 0; то М3 = М1 – М2
M3=240-140=100Нм
2. Определяем крутящие моменты в поперечных сечениях вала с помощью метода сечений.
Сечение 1.
-M1+Mk1=0;Mk1=M1=240 Нм;
Сечение 2.
-M1+M3+Mk2=0;Mk2=M1-M3=240-100=140Нм;
Строим эпюру.
3 . Определяем диаметр вала для наиболее наряженного участка:Mmax=240Нм
Wp=24040∙106=6∙10-6м3=6∙103мм3
d=316Wpπ=316∙6∙1033,14=10∙330,573=10∙3,12689мм=31,2689мм
принимем d=32мм
d=4Ipπ
Ip=2408∙1010∙0,025=0,12∙10-6м4=12∙104мм4
d=432∙12∙1043,14=10122,2929=10∙3,325=33,25мм
принимем d=34мм
Требуемый размер сечения получился больше из расчета на жесткость, поэтому его принимаем как окончательный d=34мм
Ip=πd432=3,14∙34∙10-3432=131127,97∙10-12м4=1,3112797∙10-7м4≈
≈1,3∙10-7м4
Угол закручивания для одного участка вычисляется по формуле
φ=Mk∙lGIp
Тогда определяем углы закручивания участков:
φ1=240∙18∙1010∙1,3∙10-7=23,0769∙10-3рад
φ2=140∙18∙1010∙1,3∙10-7=13,4615∙10-3рад
Вычисляем полный угол закручивания вала