Построение эпюры крутящих моментов. Определение диаметра вала из условия прочности и условий жесткости

Дано:                                              Поправочные коэффициенты

Найти:

1.     Построить эпюру крутящих моментов.

2.    Определить диаметр вала из условия прочности, если МПа.

3.    Определить диаметр вала из условия жесткости, если град/м; МПа.

4.     Выбрать размеры вала, удовлетворяющие условиям прочности и жесткости и округлить диаметр вала в соответствии с ГОСТом.

5. Построить эпюру углов закручивания.

Решение.

1) Определение М_в:

2) Построить Эпюры крутящих моментов:

Участок I:

Участок II:

Участок III:

Участок IV:

3) Определение диаметра вала из условия прочности: - условие прочности, где  (по теории максимальных касательных напряжений)

W_р- полярный момент сопротивления. Для круглого сечения W_р=0,2D³. Тогда, подставляем в условие прочности, получим:

4) Определение диаметра вала из условия жесткости:

5) Определение диаметра вала по условиям прочности и жесткости:

Диаметр вала по условиям жесткости больше, чем по условиям прочности. Поэтому принимаем D = 91 мм или с округлением по ГОСТу, D = 95 мм.

6) Построение эпюры углов закручивания:

Угол закручивания  на участке длинной ., где М_к=const, равен:

Точка 1:

Точка 2:

Точка 3:

Точка 4:

Точка 5:

7) Определение максимального относительного угла закручивания: