56. Изложите, какие существуют расчеты на прочность и жесткость при кручении. Объясните, как они выполняются.
Условие прочности при кручении: прочность вала считается обеспеченной, если наибольшие касательные напряжения, возникающие в его опасном поперечном сечении, не превышают допускаемых напряжений на кручение:
При расчетах на прочность при кручении могут решаться три задачи: проверочный расчет – проверить, выдержит ли вал приложенную нагрузку; проектировочный расчет – определить размеры вала из условия его прочности; расчет по несущей способности – определить максимально допустимый крутящий момент.
При проверочном расчете на прочность рекомендуется следующий порядок расчета валов при кручении:
·по схеме вала и действующим на него скручивающим моментам строят эпюру внутренних крутящих моментов по отдельным участкам;
·выбирают материал для рассчитываемого вала и определяют для этого материала допускаемое напряжение;
·для участка вала с максимальным по модулю значением крутящего момента записывают условие прочности при кручении:
Проектировочный расчет проводится, исходя из условия прочности на основе следующего соотношения:
Выражение для определения диаметра вала из условия его прочности:
Определив размеры вала из условия прочности, проверяют вал на жесткость по формуле:
где [θ] – допустимый относительный угол закручивания вала.
Если данное условие не выполняется, то необходимо выбрать размеры вала из условия жесткости:
Выражение для определения диаметра вала из условия его жесткости:
Окончательно выбирают диаметр d, удовлетворяющий условиям прочности и жесткости.