Основы проектирования передаточных механизмов. Кушнаренко В.М - 231 стр.

      2.5.2.2 Проектировочный расчет валов
  В зависимости от условий работы выбирают материал вала (таблица 2.39).
       Определяют диаметр выходного конца вала по минимальным значениям
  допускаемых напряжений на кручение:     d   ≥ 3 T /( 0,2 ⋅ [τ ]к ),
где Т – вращающийся момент, Н · мм;
    [τ ]к - допускаемое напряжение на кручение, для валов из сталей 40, 45,
Ст. 5 принимают пониженное напряжение [τ ]к = 20…30 МПа.
    Полученный результат округляют согласно ГОСТ 6636.
    Диаметр выходного конца вала, который соединяется муфтой с валом
электродвигателя, не должен отличаться от диаметра вала электродвигателя
больше, чем на 20%. При выполнении этого условия соединения валов
осуществляют стандартной муфтой.
    Диаметр промежуточного вала определяют в опасном сечении в месте
расположения колеса, принимая [τ ]к = 10…20 МПа.
    Разрабатывают конструкцию вала и по чертежу оценивают его размеры.
Окончательно форму и размеры вала определяют после подбора подшипников и
компоновки редуктора.

       2.5.2.3 Уточненный (проверочный) расчет валов
    Наметив конструкцию вала и установив основные размеры его (диаметры
участков, расстояние между серединами опор и плечи сил, принятые из
компоновки редуктора) выполняют уточненный (проверочный) расчет.
Установлено, что, как правило, разрушение вала носит усталостный характер, и
поэтому уточненный расчет вала проводят на сопротивление усталости,
определяя расчетные коэффициенты запаса прочности S для предположительно
опасных сечений валов:
                                               S ⋅S
                                         S=     σ    τ       ≥   [S ] ,
                                               S2 + S2
                                                σ        τ
где Sσ и Sτ – коэффициенты запаса прочности по нормальным и касательным
напряжениям, определяемые по зависимостям:
    Sσ = (σ − 1 ) D /[(σ а + ψ σ σ m ] ; Sτ = (τ − 1 ) D /[τ а + ψ τ τ m ] .
    Здесь σ a и τ a - амплитуды напряжений цикла; σ m и τ m - средние
напряжения цикла.
     В расчетах валов принимают, что возникающие от изгиба вала нормальные
напряжения изменяются по симметричному циклу: σ a = σ и max (изгиб) и σ m = 0,
а возникающие от кручения касательные напряжения – по отнулевому циклу:
τа =τm =τk 2 .