Для вала, показанного на рис.3.2.3, сплошного круглого поперечного
сечения найти необходимые диаметры по участкам. Материал вала — сталь, модуль
сдвига G = 8·104 МПа, расчетное сопротивление на срез Rs = 30 МПа, допускаемый
угол закручивания 
.
Решение. Прежде всего строится эпюра крутящих моментов. Значения крутящих моментов по участкам следующие:
Т1 = –М1 = –0,3 кН·м; Т2 = –М1 — М2 = –0,9 кН·м;
Т3 = –М1 — М2 + М0 = 1,5 кН·м.
Далее производится расчет диаметров по участкам вала из условия прочности, т.е. с использованием формулы (3.2.11):
Затем рассчитываются диаметры по участкам вала из условия жесткости, т.е. с использованием формулы (3.2.12):
В качестве окончательных следует выбрать значения диаметров, рассчитанные из условия жесткости. Таким образом, окончательные размеры диаметров вала таковы: d1 = 52 мм, d2 = 69 мм, d3 = 78 мм.
Задача 3.2.16. Для вала, представленного в предыдущей задаче (рис. 3.2.3), рассчитать по участкам диаметры кольцевого сечения при отношении диаметров k = dвн/d = 0,8.
Решение. Подставляя в формулы
(3.2.13) и (3.2.14) известные значения Ti, Rs, G,и
k найдем
d1,пр = 4,44·10–2 м, d2,пр = 6,36·10–2 м, d3,пр = 7,56·10–2 м;
d1,жестк. = 5,94·10–2 м, d2,жестк. = 7,84·10–2 м, d3,жестк = 8,88·10–2 м.
Таким образом, за наружные размеры диаметров участков полого вала следует взять те, которые были рассчитаны из условия жесткости. Итак, d1 = 60 мм, d2 = 79 мм, d3 = 89 мм. Внутренние расчетные диаметры будут равны d1,вн = 0,8·60 = 48 мм, d2,вн = 63 мм, d3,вн = 71 мм.
П р и м е ч а н и е. Обычно внутренний канал полого вала делается постоянного диаметра, за который принимают наименьший из рассчитанных, т.е. в нашей задаче dвн = d1,вн = 48 мм, хотя при этом на некоторых участках соотношение диаметров k будет несколько отличаться от заданного.
Максимальный динамический прогиб будет при
. (3.36)
Обозначив
(3.37)
как коэффициент нарастания колебаний, получим
(3.38)
Полный максимальный прогиб (3.8) (с учетом постоянно действующего веса электромотора) будет
(3.39)
где 
- (3.40)
коэффициент динамичности. Он показывает во сколько раз полный максимальный прогиб больше прогиба балки от неработающего мотора.
