Определяем полный угол закручивания полого вала
Строим эпюры напряжений в опасном сечении полого вала
,
,
где см4.
Закон распределения напряжений линейный, так как координата входит в первой степени.
Напряжения на внутренней поверхности ( см)
кН/см2
МПа.
Напряжения на наружной поверхности ( см)
кН/см2
МПа.
По результатам выполненных вычислений строим эпюру (рис. 2.6).
Рис. 2.6.
Определяем угол закручивания на каждом из участков вала по формуле
,
где – угол закручивания вала на i-м участке; Мкрi – крутящий момент на i-м участке;
– длина i-го участка; GJρ – жесткость участка.
Полный угол закручивания находим из формулы
,
где n – количество участков.
Поскольку участок вала 1-2 не загружен крутящим моментом, здесь угол поворота равен 0 и сечение 2 примем за неподвижное сечение.
Участок 2-3
.
Участок 3-4
.
Участок 4-5
.
Участок 5-6
, т.к.
.
Таким образом, полный угол закручивания вала будет равен
Эпюра углов закручивания вала приведена на рис. 2.5. Значения углов закручивания вала в сечениях 1, 2, 3, 4, 5 определяем путем алгебраического суммирования.
(условно неподвижное сечение);
;
рад;
рад;
рад;
.