Herramienta de ingeniería gratuita #071
Calculadora de diámetro de eje para torsión
Calcule el diámetro mínimo del eje necesario para transmitir un par dado. Ingrese el par, la tensión de corte admisible y el material para obtener el diámetro requerido con el factor de seguridad.
Resultados
Diámetro mínimo (Eje macizo)
Eje hueco
Ángulo de torsión
| Material | σ_y (MPa) | τ_all (MPa) | G (GPa) |
|---|---|---|---|
| AISI 1020 (bajo) | 210 | 40 | 79 |
| AISI 1045 (medio) | 310 | 80 | 79 |
| AISI 4140 (aleado) | 415 | 110 | 80 |
| AISI 4340 (alta res.) | 470 | 140 | 80 |
⚠️ Nota: Esta calculadora dimensiona solo para torsión pura. Para flexión + torsión combinadas, use el método del par equivalente. Siempre tenga en cuenta los cuñeros y las concentraciones de tensión.
Para un eje macizo: d = ∛(16T/(πτ_all)). Esto proviene de la fórmula de torsión τ = 16T/(πd³). Aplique un factor de seguridad utilizando τ_design = τ_all / SF.
La tensión cortante admisible suele ser el 50–60% del límite elástico a tracción: τ_all ≈ 0.577 × σ_y (von Mises). Aplique un factor de seguridad de 1.5–3.0 según la aplicación.
Un eje hueco con una relación k = d_i/d_o = 0.5 conserva el 93.75% de la resistencia a la torsión con aproximadamente el 75% del peso. El diámetro aumenta según el factor 1/(1−k⁴)^(1/3).
Sí. Los chaveteros reducen la resistencia del eje en un 25–50%. Aplique el factor de concentración de tensiones Kt (típicamente 1.6–3.0). Dimensione el eje en consecuencia o reduzca la tensión admisible.
Utilice el par equivalente T_eq = √(M² + T²) (teoría de la tensión cortante máxima) y dimensione usando T_eq. Para von Mises, utilice el momento flector equivalente M_eq = √(M² + 0.75T²) con σ = 32·M_eq/(πd³) frente a la tensión normal admisible.
Los procedimientos descritos en esta página fueron desarrollados y probados en campo por el equipo de Vibromera utilizando el Balanset-1A, un balanceador portátil de doble canal y analizador de vibraciones para el balanceo de rotores en sitio.
Instrumentos y software profesionales para balanceo en campo.
Nikolai Shelkovenko
Nikolai Shelkovenko es ingeniero en análisis de vibraciones y fundador y director general de Vibromera. Desde hace más de 15 años balancea equipos rotativos en campo y no en un banco de pruebas: desbrozadoras, ventiladores industriales, trituradoras, centrífugas, ejes y husillos. De ese trabajo nacieron los instrumentos Balanset — se concibieron como una herramienta que el especialista puede llevar hasta la máquina y usar solo, en sitio, y no como equipo de laboratorio. Vibromera se fundó en 2017 y desde 2023 tiene su sede en Oporto, Portugal. Aquí se realizan el desarrollo, el ensamblaje y el soporte de la línea Balanset. El instrumento insignia es el Balanset-1A, un analizador portátil para el balanceo en uno y dos planos y para el diagnóstico de vibraciones. Nikolai participa personalmente en la atención al cliente, en la resolución de casos difíciles de balanceo y en el desarrollo del software. Trabaja con clientes de todo el mundo, en cualquier idioma.
