¿Cuál es la fórmula para el diámetro mínimo del eje bajo torsión?

Para un eje circular sólido: d = ∛(16T/(πτ_all)), donde T es el par aplicado y τ_all es la tensión cortante admisible. Esto se obtiene de la fórmula de torsión τ = Tc/J = 16T/(πd³) para un eje sólido.

¿Cómo elijo el esfuerzo cortante admisible?

La tensión cortante admisible suele ser de 50-601 TP3T del límite elástico: τ_all = 0,577 × σ_y (criterio de von Mises). Para acero AISI 1045: τ_all ≈ 180 MPa. Se debe aplicar un factor de seguridad de 1,5-3,0 según la criticidad de la aplicación y el tipo de carga.

¿Cómo se compara un eje hueco con un eje sólido?

Un eje hueco con el mismo diámetro exterior tiene una resistencia a la torsión ligeramente menor, pero mucho menor peso. La relación de resistencia es (1-k⁴), donde k = d_i/d_o. Para k = 0,5 (DI = mitad de DE), se conservan 93,751 TP⁴ de resistencia con aproximadamente 751 TP⁴ de peso.

¿Debo tener en cuenta los chaveteros y las concentraciones de tensión?

Sí. Los chaveteros reducen la resistencia del eje entre un 25 y un 50 %, según el tipo. Aplique un factor de concentración de tensiones Kt (normalmente de 1,6 a 3,0 para chaveteros). La tensión efectiva se convierte en τ_eff = Kt × τ. Dimensione el eje para la tensión concentrada o reduzca la tensión admisible según corresponda.

¿Qué pasa con la flexión y torsión combinadas?

Cuando actúan tanto el momento flector M como el par T, utilice el par equivalente: T_eq = √(M² + T²) para la teoría de esfuerzo cortante máximo, o T_eq = √(M² + 0,75T²) para el criterio de von Mises. A continuación, dimensione el eje utilizando T_eq en lugar de T.

Herramienta de ingeniería gratuita #071

Calculadora de diámetro de eje para torsión

Calcule el diámetro mínimo del eje necesario para transmitir un par dado. Introduzca el par, la tensión cortante admisible y el material para obtener el diámetro requerido con factor de seguridad.

Ejes & RotoresSólido & HuecoCálculo automático

Par T (Nuevo Méjico)

Esfuerzo cortante admisible τ_todo (MPa)

Factor de seguridad

Tipo de eje

Ajustes preestablecidos rápidos

Resultados

Diámetro mínimo del eje

—

Esfuerzo cortante real

—

Factor de seguridad aplicado

—

Momento polar J

—

Ángulo de giro (por m)

—

Diámetro mínimo (eje sólido)

Eje hueco

Ángulo de giro

Material	σ_y (MPa)	τ_todos (MPa)	G (GPa)
AISI 1020 (dulce)	210	40	79
AISI 1045 (medio)	310	80	79
AISI 4140 (aleación)	415	110	80
AISI 4340 (alta resistencia)	470	140	80

⚠️ Nota: Esta calculadora calcula únicamente las dimensiones para torsión pura. Para flexión y torsión combinadas, utilice el método de par equivalente. Tenga siempre en cuenta las ranuras de chaveta y las concentraciones de tensión.