Построение эпюры крутящих моментов.
Применяя метод сечений, рассечём участок «а» на две части. отбросим правую часть и рассмотрим левую (взгляд со стороны сечения). Так как внешний крутящий момент вращает отсечённую часть по часовой стрелке (при взгляде со
стороны сечения),
то, в соответствии с правилом знаков,
внутренний
крутящий момент Т на этом участке будет
М0 отрицателен и равен ТА= - М0 = - 40 кН·м
Далее снова применяя метод сечений, рассечём участок «в» на две части. отбросим правую часть и рассмотрим левую (взгляд со стороны сечения). Так как внешние моменты вращают отсечённую часть по часовой стрелке, при взгляде со стороны сечения, то они имеют знак «-».
М0
М1 внутренний
крутящий момент на участке «в» будет
равен
ТВ=-М0-М1=
- 40 - 320= -360 кН·м
Далее снова применяя метод сечений, рассечём участок «с» на две части. отбросим левую часть и рассмотрим правую (взгляд со стороны сечения). Так как внешний крутящий момент вращает отсечённую часть по часовой стрелке (при взгляде со стороны сечения), то, в соответствии с правилом знаков, внутренний
к
рутящий
момент Т на этом участке будет отрицателен
и равен Тс
=
- М3
=
-160 кН·м.
М3
Подбор сплошного и трубчатого поперечного сечения вала из условия прочности.
условие
статической прочности вала при кручении
имеет вид тах=
,
где = 140 Мпа - допускаемое касательное напряжение.
Преобразовав,
имеем: 
Полярный момент сопротивления равен:
для сплошного
сечения: 
для трубчатого
сечения: 
Подставив выражение для полярного момента сопротивления
в
преобразованное условие прочности
,
получаем формулу для определения
необходимого диаметра вала при кручении
из условия прочности:
Принимаем диаметр сплошного вала dспл = 235 мм
Аналогично
для трубчатого вала:
Откуда
Принимаем наружный диаметр трубчатого вала d =250 мм, а внутренний, соответственно, dтр =0,6·250 =150 мм.
Подбор сплошного и трубчатого поперечного сечения вала из условия жёсткости.
условие жёсткости вала при кручении имеет вид
,
где G =8·104 МПа - модуль сдвига для стали,
= 2 /м - допускаемый угол закручивания.
Преобразовав,
имеем: 
Полярный момент инерции равен:
для сплошного
сечения: 
для трубчатого
сечения: 
Подставив выражение
для полярного момента инерции в
преобразованное условие жёсткости
, получаем формулу для определения
необходимого диаметра вала при кручении
из условия прочности:
Принимаем диаметр сплошного вала dспл =190 мм.
Аналогично
для трубчатого вала:
Откуда
Принимаем наружный диаметр трубчатого вала d =200 мм, а внутренний, соответственно, dтр =0,6·200 =120 мм
Выбираем диаметры валов, удовлетворяющие как условию прочности, так и условию жёсткости при кручении.
Для сплошного вала: dспл =235 мм.
Для трубчатого вала: d =250 мм, dтр =150 мм.