Вал зубчатой передачи диаметром d нагружен моментом М и силами в зубчатом зацеплении: 10F – окружная сила, 4F – радиальная сила. D – диаметр делительной окружности шестерни.
Стержень круглого поперечного сечения работает на изгиб с кручением. Условие прочности стержня по четвертой теории прочности (теории удельной потенциальной энергии формоизменения) имеет вид