Проектировочный расчет валов на прочность при кручении начинается с построения эпюры крутящих моментов Т=Т(z). По эпюре крутящих моментов устанавливается опасное сечение вала, т.е. определяется наибольшее значение Тmax.
Израсчетной формулы на прочность вала:
(15)
отделяем полярный момент сопротивления сечения при кручении:
(16)
где Wx ≈ 0,2d3, d -диаметр вала, [τ] - допускаемое напряжение.
Тогда, искомый диаметр вала определится так:
(17)
Расчет вала на жесткость заключается в ограничении углов закручивания на единицу длины . , рад/м. (18)
Условие жесткости вала записывается так: φmax≤[φ] град. Для определения θmax строится эпюра θ=θ(z) относительных углов закручивания вала.
Допустимое значение относительного угла закручивания в машиностроении колеблется в пределах [θ] = 0.0025 - 0.0050 рад/м.
Если условие жесткости вала не выполняется, то по формуле , заново определяется диаметр вала . (19)
Затем диаметр вала округляется до ближайшего стандартного размера по ГОСТ 1654-82.