Расчет вала на кручение Исходные данные [σ] = 160 МПа G = 8·104 МПа

Определим величины вращающих моментов приложенных к валу
Мвр1=М1;
Мвр2=1,5М2;
Мвр3=2М3;
Мвр4=М4;
Мвр1 = 300 кН·м;
Мвр2 = 1,5·200 = 300 кН·м;
Мвр3 = 2·600 = 1200 кН·м;
Мвр4 = 500 кН·м.
Составим расчетную схему вала (рисунок 4.2).
Разбиваем вал на четыре силовых участка AB, BC, CD и DE, для каждого участка применяем метод сечений и составляем уравнения крутящего момента.
Определяем характерные ординаты крутящего момента и строим его эпюру (рисунок 4.2).
I участок: 0 ≤ z1 < 0,2a;
Mкр1 = - Mвр1;
Mкр1 = -300 кН·м.
II участок: 0 ≤ z2 < a;
Mкр2 = - Мвр1 - Мвр2;
Mкр2 = -300 - 300 = - 600 кН·м.
III участок: 0 ≤ z3 < a;
Mкр3 = -Мвр1 - Мвр2 - Мвр3;
Mкр3 = -300 - 300 - 1200 = -1800 кН·м .
IV участок: 0 ≤ z4 < 0,5a;
Mкр4 = -Мвр1 - Мвр2 - Мвр3 - Мвр4;
Mкр4 = -300 - 300 - 1200 - 500 = -2300 кН·м.
Устанавливаем допускаемое касательное напряжение по III теории прочности
Подставляя числовые значения, получим
Исходя из условия прочности при кручении
,
определяем диаметр вала на каждом участке, учитывая, что полярный момент сопротивления равен
В итоге получаем следующую зависимость
Так как вал у нас постоянного сечения выбираем по эпюре максимальный момент, а это у нас сечение IV, и для него рассчитываем диаметр:
d≥316⋅2300⋅1063,14⋅80 = 527,16 мм;
Согласно ГОСТ 6636-86, принимаем диаметр рассчитываемого вала:
d = 530 мм;
Вычертим эскиз вала (рисунок 4.3)