Mis on väände all oleva võlli minimaalse läbimõõdu valem?

Täiskaarelise ümmarguse võlli puhul: d = ∛(16T/(πτ_all)), kus T on rakendatav pöördemoment ja τ_all on lubatud nihkepinge. See tuleneb täiskaarelise võlli väändevalemist τ = Tc/J = 16T/(πd³).

Kuidas valida lubatud nihkepinget?

Lubatud nihkepinge on tavaliselt tõmbetugevuse voolavuspiirist 50–60%: τ_all = 0,577 × σ_y (von Mises'i kriteerium). Terase AISI 1045 puhul: τ_all ≈ 180 MPa. Rakendage ohutustegurit 1,5–3,0, olenevalt rakenduse kriitilisusest ja koormustüübist.

Kuidas õõnesvõll võrdub täisvõlliga?

Sama välisläbimõõduga õõnesvõllil on veidi väiksem väändetugevus, kuid palju väiksem kaal. Tugevuse suhe on (1-k⁴), kus k = d_i/d_o. Kui k = 0,5 (ID = pool OD), siis säilib tugevus 93,75% umbes 75% kaalu juures.

Kas peaksin arvestama kiiluavade ja pingekontsentratsioonidega?

Jah. Kiiluaugud vähendavad võlli tugevust 25-50% võrra, olenevalt tüübist. Rakendage pingekontsentratsioonitegurit Kt (tavaliselt kiiluaukude puhul 1,6-3,0). Efektiivpinge on τ_eff = Kt × τ. Valige võlli suurus kontsentreeritud pinge jaoks või vähendage vastavalt lubatud pinget.

Aga kuidas on lood kombineeritud painutamise ja väändumisega?

Kui toimivad nii paindemoment M kui ka pöördemoment T, kasutage ekvivalentset pöördemomenti: T_eq = √(M² + T²) maksimaalse nihkepinge teooria jaoks või T_eq = √(M² + 0,75T²) von Misesi kriteeriumi jaoks. Seejärel määrake võlli suurus, kasutades T asemel T_eq-d.

Tasuta inseneritööriist #071

Võlli läbimõõt torsioonikalkulaatori jaoks

Arvutage antud pöördemomendi edastamiseks vajalik minimaalne võlli läbimõõt. Sisestage pöördemoment, lubatud nihkepinge ja materjal, et saada vajalik läbimõõt koos ohutusteguriga.

Võllid ja rootoridTahke ja õõnesAutomaatne kalkulatsioon

Pöördemoment T (Nm)

Lubatud nihkepinge τ_kõik (MPa)

Ohutustegur

Võlli tüüp

Kiired eelseadistused

Tulemused

Minimaalne võlli läbimõõt

—

Tegelik nihkepinge

—

Rakendatud ohutustegur

—

Polaarhetk J

—

Keerdumisnurk (meetri kohta)

—

Minimaalne läbimõõt (täisvõll)

Õõnesvõll

Väändenurk

Materjal	σ_y (MPa)	τ_all (MPa)	G (GPa)
AISI 1020 (mahe)	210	40	79
AISI 1045 (keskmine)	310	80	79
AISI 4140 (sulam)	415	110	80
AISI 4340 (kõrge tugevusega)	470	140	80

⚠️ Märkus: See kalkulaator arvestab ainult puhta väändemomendi suurusi. Painde ja väände kombineeritud suuruse määramiseks kasutage ekvivalentse pöördemomendi meetodit. Arvestage alati kiilude ja pingete kontsentratsioonidega.

Võlli läbimõõdu kalkulaator väände jaoks | Tasuta tööriist

Avaldatud Nikolai Šelkovenko kell 15. veebruar 2026 5. märts 2026

Tulemused

Minimaalne läbimõõt (täisvõll)

Õõnesvõll

Väändenurk