فرمول حداقل قطر شفت تحت پیچش چیست؟

برای یک شفت دایرهای توپر: d = ∛(16T/(πτ_all))، که در آن T گشتاور اعمالی و τ_all تنش برشی مجاز است. این از فرمول پیچش τ = Tc/J = 16T/(πd³) برای یک شفت توپر به دست میآید.

چگونه تنش برشی مجاز را انتخاب کنم؟

تنش برشی مجاز معمولاً 50-60% از مقاومت تسلیم کششی است: τ_all = 0.577 × σ_y (معیار فون میزس). برای فولاد AISI 1045: τ_all ≈ 180 مگاپاسکال. بسته به حساسیت کاربرد و نوع بارگذاری، ضریب ایمنی 1.5-3.0 اعمال میشود.

یک شفت توخالی در مقایسه با یک شفت توپر چگونه است؟

یک شفت توخالی با قطر بیرونی یکسان، مقاومت پیچشی کمی کمتر اما وزن بسیار کمتری دارد. نسبت مقاومت (1-k⁴) است که در آن k = d_i/d_o است. برای k = 0.5 (ID = نصف OD)، شما 93.75% مقاومت را در حدود 75% وزن حفظ میکنید.

آیا باید شیارهای کلید و تمرکز تنش را در نظر بگیرم؟

بله. شیارهای خار، بسته به نوع، استحکام شفت را به میزان 25-50% کاهش میدهند. ضریب تمرکز تنش Kt (معمولاً 1.6-3.0 برای شیارهای خار) را اعمال کنید. تنش مؤثر برابر است با τ_eff = Kt × τ. اندازه شفت را برای تنش متمرکز تعیین کنید یا تنش مجاز را بر این اساس کاهش دهید.

در مورد خمش و پیچش ترکیبی چطور؟

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.

ابزار مهندسی رایگان #071

قطر شفت برای محاسبه‌گر پیچش

حداقل قطر شفت مورد نیاز برای انتقال گشتاور معین را محاسبه کنید. گشتاور، تنش برشی مجاز و جنس را وارد کنید تا قطر مورد نیاز به همراه ضریب اطمینان به دست آید.

شفت‌ها و روتورهاجامد و توخالیمحاسبه خودکار

گشتاور T (N·m)

تنش برشی مجاز τ_تمام (مگاپاسکال)

ضریب ایمنی

نوع شفت

پیش‌تنظیم‌های سریع

نتایج

حداقل قطر شفت

—

تنش برشی واقعی

—

ضریب ایمنی اعمال شده

—

ممان قطبی J

—

زاویه پیچش (در هر متر)

—

حداقل قطر (شفت توپر)

شفت توخالی

زاویه پیچش

مواد	σ_y (مگاپاسکال)	τ_all (مگاپاسکال)	G (GPa)
AISI 1020 (ملایم)	210	40	79
AISI 1045 (متوسط)	310	80	79
AISI 4140 (آلیاژ)	415	110	80
AISI 4340 (استحکام بالا)	470	140	80

⚠️ توجه: این محاسبه‌گر فقط برای پیچش خالص اندازه می‌گیرد. برای خمش ترکیبی + پیچش، از روش گشتاور معادل استفاده کنید. همیشه شیارهای کلید و تمرکز تنش را در نظر بگیرید.

محاسبه‌گر قطر شفت برای پیچش | ابزار رایگان

نتایج

حداقل قطر (شفت توپر)

شفت توخالی

زاویه پیچش

فروشگاه

پشتیبانی

تماس