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.
Resultados
Diámetro mínimo (eje sólido)
Eje hueco
Ángulo de giro
| Material | σ_y (MPa) | τ_adm (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.
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 equilibrador portátil de dos canales y analizador de vibraciones para el equilibrado de rotores in situ.
Instrumentos y software de equilibrado de campo profesional.
Nikolai Shelkovenko
Nikolai Shelkovenko es ingeniero de análisis de vibraciones y fundador y director ejecutivo de Vibromera. Desde hace más de 15 años equilibra equipos rotativos en campo y no en un banco de pruebas: desbrozadoras, ventiladores industriales, trituradoras, centrifugadoras, ejes y husillos. De ese trabajo nacieron los instrumentos Balanset — se concibieron como una herramienta que el especialista puede llevar hasta la máquina y utilizar solo, in situ, 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 montaje y el soporte de la línea Balanset. El instrumento insignia es el Balanset-1A, un analizador portátil para el equilibrado en uno y dos planos y para el diagnóstico de vibraciones. Nikolai participa personalmente en la atención al cliente, en la resolución de casos de equilibrado difíciles y en el desarrollo del software. Trabaja con clientes de todo el mundo, en cualquier idioma.
