Hvad er formlen for minimumsakseldiameter under torsion?

For en massiv cirkulær aksel: d = ∛(16T/(πτ_all)), hvor T er det påførte drejningsmoment og τ_all er den tilladelige forskydningsspænding. Dette stammer fra torsionsformlen τ = Tc/J = 16T/(πd³) for en massiv aksel.

Hvordan vælger jeg den tilladelige forskydningsspænding?

Den tilladelige forskydningsspænding er typisk 50-60% af trækstyrken: τ_all = 0,577 × σ_y (von Mises kriterium). For stål AISI 1045: τ_all ≈ 180 MPa. Anvend en sikkerhedsfaktor på 1,5-3,0 afhængigt af anvendelsens kritiske karakter og belastningstype.

Hvordan er en hul aksel sammenlignet med en massiv aksel?

En hul aksel med samme ydre diameter har en anelse mindre vridningsstyrke, men meget mindre vægt. Styrkeforholdet er (1-k⁴), hvor k = d_i/d_o. For k = 0,5 (ID = halvdelen af OD) bevarer du 93,75% styrke ved ca. 75% af vægten.

Skal jeg tage højde for kilespor og spændingskoncentrationer?

Ja. Kilegange reducerer akselstyrken med 25-50% afhængigt af typen. Anvend en spændingskoncentrationsfaktor Kt (typisk 1,6-3,0 for kilegange). Den effektive spænding bliver τ_eff = Kt × τ. Dimensionér akslen til den koncentrerede spænding, eller reducer den tilladte spænding i overensstemmelse hermed.

Hvad med kombineret bøjning og vridning?

When both bending moment M and torque T act, use the equivalent torque T_eq = √(M² + T²) (maximum shear stress theory) and size the shaft using T_eq in place of T. For the von Mises criterion, use the equivalent bending moment M_eq = √(M² + 0.75T²) with the bending stress formula σ = 32·M_eq/(πd³) checked against the allowable normal stress.

Gratis ingeniørværktøj #071

Akseldiameter til torsionsberegner

Beregn den minimale akseldiameter, der kræves for at overføre et givet moment. Indtast moment, tilladt forskydningsspænding og materiale for at få den nødvendige diameter med sikkerhedsfaktor.

Aksler og rotorerMassiv og hulAuto-beregning

Moment T (N·m)

Tilladt forskydningsspænding τ_alle (MPa)

Sikkerhedsfaktor

Akseltype

Hurtige forudindstillinger

Resultater

Minimum akseldiameter

—

Faktisk forskydningsspænding

—

Anvendt sikkerhedsfaktor

—

Polarmoment J

—

Vridningsvinkel (pr. m)

—

Minimumsdiameter (massiv aksel)

Hul skaft

Vridningsvinkel

Materiale	σ_y (MPa)	τ_all (MPa)	G (GPa)
AISI 1020 (blødt stål)	210	40	79
AISI 1045 (mellem)	310	80	79
AISI 4140 (legering)	415	110	80
AISI 4340 (højstyrke)	470	140	80

⚠️ Bemærk: Denne beregner dimensionerer kun for ren vridning. For kombineret bøjning + vridning skal du bruge den ækvivalente momentmetode. Tag altid højde for kilespor og spændingskoncentrationer.