Розрахунки на міцність і жорсткість

Для нормальної роботи стержнів на кручення необхідно задовольнити:

умову міцності

(7.13)

умову жорсткості

(7.14)

де [t] - допустиме напруження кручення, яке вибирають залежно від допустимого напруження на розтяг, умов роботи конструкції та інше. Наприклад:

для сталей

[t]=(0,55...0,60)[s]_р,

для чавунів

[t]=(1,0...1,2)[s]_р.

В формулі (7.14) [q] - допустимий кут закручування, нормований технічними умовами.

Для вала суцільного поперечного перерізу

, звідки

.

Для трубчастого вала

, звідки

де a= d / D.

При розрахунках на жорсткість, враховуючи (7.14) і значення I_p для суцільного вала ,

для трубчастого вала

знаходимо:

для суцільного вала

для трубчастого вала

Таким чином діаметр вала визначають з умови міцності (7.13) та умови жорсткості (7.14). За кінцевий розмір беруть більший діаметр.

Часто скручувальні моменти визначають за потужністю N, що передається на вал або знімається з нього і за його кутовою швидкістю w. У такому випадку скручувальний момент визначають за формулою

. (7.15)

Якщо N взяти в ватах, а w - у радіанах за секунду, то М_к буде в Нм.