Определяем реакции в опорах и строим эпюры изгибающих моментов 
в двух плоскостях: вертикальной 
и горизонтальной 
. Реакции в опорах ищем из условия 
и 
. Если момент действует против движения часовой стрелки, то он считается положительным, если совпадает с ним – отрицательным.
|
Рисунок 5.1 - Расчетная схема с обозначением всех активных и реактивных сил, действующих на вал.
Для плоскости YZ:
,
,
Проверяем правильность определения реакции:
Для плоскости XZ:
,
,
Проверяем правильность определения реакции:
,
Строим эпюру изгибающих моментов Mux, для чего определяем их значение в характерных сечениях вала:
Моменты:
в точке A:
в точке B:
в точке C:
в точке D:
Значения изгибающих моментов Muxв характерных сечениях вала:
в точке A:
;
в точке B:
;
в точке C:
в точке D:
Находим суммарные изгибающие моменты 
в характерных сечениях вала:
в точке A:
;
в точке B:
;
в точке C:
в точке D:
Эпюры изгибающих моментов приведены на рис. 5.1.
Суммарные реакции в опорах:
Анализ эпюр внутренних силовых факторов и несущей способности сечений вала показал, что опасными сечениями являются сечения:
1-1 – место перехода от шестерни к валу;
2-2 – место шпоночного соединения вала с колесом и соединение с натягом.
Проверка вала на статическую прочность
Так как шестерня и вал выполняются за одно целое, материал вала тот же, что и у шестерни – 40ХН:
предел прочности
предел текучести при изгибе
предел текучести при кручении
предел выносливости при изгибе
предел выносливости при кручении
коэффициенты чувствительности к асимметрии цикла
1.1
1.2
4.1
4.2
4.3
|
|
Для сечения 1 – 1: ступенчатый переход с галтелью
.
Определение геометрических характеристик опасных сечений вала:
.
Определение действующих напряжений:
Запас прочности:
Значение общего коэффициента запаса прочности в сечении 1-1 
значит, статическая прочность в сечении 1-1 обеспечена.
Для сечения 2 – 2: сечение вала со шпоночным пазом
Определение геометрических характеристик опасных сечений вала:
Определение действующих напряжений:
Запас прочности:
.
Значение общего коэффициента запаса прочности в сечении 2-2 
значит, статическая прочность в сечении 2-2 обеспечена.
Проверка промежуточного вала на усталостную прочность
Опасными сечениями являются сечения 1 – 1 и 2 – 2.
Для каждого из установленных предположительно опасных сечений вала вычисляем общий коэффициент Sзапаса прочности:
,
где 
и 
– коэффициенты запаса по нормальным и касательным напряжениям, определяемые по зависимостям:
, 
,
где 
и 
– коэффициенты снижения предела выносливости; 
и 
– пределы выносливости материала вала; 
и 
– коэффициенты чувствительности материала к асимметрии цикла нагружений для рассматриваемого сечения.