मरोड़ के तहत शाफ्ट के न्यूनतम व्यास का सूत्र क्या है?

एक ठोस वृत्ताकार शाफ्ट के लिए: d = ∛(16T/(πτ_all)), जहाँ T लगाया गया टॉर्क है और τ_all अनुमेय अपरूपण तनाव है। यह ठोस शाफ्ट के लिए मरोड़ सूत्र τ = Tc/J = 16T/(πd³) से प्राप्त होता है।

मैं अनुमेय अपरूपण तनाव का चयन कैसे करूँ?

अनुमेय अपरूपण तनाव आमतौर पर तन्य उपज सामर्थ्य का 50-60% होता है: τ_all = 0.577 × σ_y (वॉन मिसेस मानदंड)। AISI 1045 स्टील के लिए: τ_all ≈ 180 MPa। अनुप्रयोग की गंभीरता और भार के प्रकार के आधार पर 1.5-3.0 का सुरक्षा गुणांक लागू करें।

एक खोखले शाफ्ट की तुलना एक ठोस शाफ्ट से कैसे की जाती है?

समान बाह्य व्यास वाले खोखले शाफ्ट की मरोड़ शक्ति थोड़ी कम होती है, लेकिन उसका वजन काफी कम होता है। शक्ति अनुपात (1-k⁴) है, जहाँ k = d_i/d_o है। k = 0.5 (आंतरिक व्यास = बाह्य व्यास का आधा) के लिए, लगभग 75% वजन पर 93.75% की शक्ति बरकरार रहती है।

क्या मुझे कीवे और स्ट्रेस कंसंट्रेशन को ध्यान में रखना चाहिए?

हाँ। कीवेज़ शाफ्ट की मजबूती को प्रकार के आधार पर 25-50% तक कम कर देते हैं। तनाव सांद्रण कारक Kt (आमतौर पर कीवेज़ के लिए 1.6-3.0) लागू करें। प्रभावी तनाव τ_eff = Kt × τ हो जाता है। केंद्रित तनाव के लिए शाफ्ट का आकार निर्धारित करें या तदनुसार अनुमेय तनाव को कम करें।

संयुक्त बेंडिंग और टॉर्शन के बारे में क्या?

जब झुकाव आघूर्ण M और टॉर्क T दोनों कार्य करते हैं, तो समतुल्य टॉर्क T_eq = √(M² + T²) (अधिकतम शियर प्रतिबल सिद्धांत) का उपयोग करें और T के स्थान पर T_eq का उपयोग करके शाफ्ट का आकार निर्धारित करें। वॉन मीज़ेस मानदंड के लिए, अनुमेय सामान्य प्रतिबल के विरुद्ध जाँचे गए झुकाव प्रतिबल सूत्र σ = 32·M_eq/(πd³) के साथ समतुल्य झुकाव आघूर्ण M_eq = √(M² + 0.75T²) का उपयोग करें।

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टॉर्शन कैलकुलेटर के लिए शाफ्ट व्यास

किसी दिए गए टॉर्क को संचारित करने के लिए आवश्यक शाफ्ट के न्यूनतम व्यास की गणना करें। आवश्यक व्यास और सुरक्षा गुणांक प्राप्त करने के लिए टॉर्क, अनुमेय अपरूपण तनाव और सामग्री दर्ज करें।

शाफ्ट और रोटरठोस और खोखलाऑटो कैल्क

टॉर्क टी (एन·मी)

अनुमेय अपरूपण तनाव τ_सभी (एमपीए)

सुरक्षा कारक

शाफ्ट प्रकार

त्वरित प्रीसेट

परिणाम

न्यूनतम शाफ्ट व्यास

—

वास्तविक अपरूपण तनाव

—

लागू सुरक्षा कारक

—

ध्रुवीय क्षण जे

—

घुमाव का कोण (प्रति मीटर)

—

न्यूनतम व्यास (ठोस शाफ्ट)

खोखली शाफ़्ट

घुमाव का कोण

सामग्री	σ_y (मेगापास्कल)	τ_all (मेगापास्कल)	जी (जीपीए)
एआईएसआई 1020 (हल्का)	210	40	79
एआईएसआई 1045 (मध्यम)	310	80	79
एआईएसआई 4140 (मिश्र धातु)	415	110	80
एआईएसआई 4340 (उच्च-शक्ति)	470	140	80

⚠️ ध्यान दें: यह कैलकुलेटर केवल शुद्ध मरोड़ के लिए माप निर्धारित करता है। बेंडिंग और मरोड़ के संयुक्त बल के लिए, समतुल्य टॉर्क विधि का उपयोग करें। हमेशा कीवे और तनाव सांद्रता का ध्यान रखें।

For a solid shaft: d = ∛(16T/(πτ_all)). This comes from the torsion formula τ = 16T/(πd³). Apply a safety factor by using τ_design = τ_all / SF.

Allowable shear stress is typically 50–60% of tensile yield: τ_all ≈ 0.577 × σ_y (von Mises). Apply safety factor 1.5–3.0 depending on application.

A hollow shaft with k = d_i/d_o = 0.5 retains 93.75% of torsional strength at about 75% of the weight. The diameter increases by factor 1/(1−k⁴)^(1/3).

Yes. Keyways reduce shaft strength by 25–50%. Apply stress concentration factor Kt (typically 1.6–3.0). Size the shaft accordingly or reduce allowable stress.

Use equivalent torque T_eq = √(M² + T²) (max shear stress theory) and size using T_eq. For von Mises, use equivalent bending moment M_eq = √(M² + 0.75T²) with σ = 32·M_eq/(πd³) against the allowable normal stress.

इस पृष्ठ पर वर्णित प्रक्रियाओं को Vibromera टीम द्वारा Balanset-1A का उपयोग करके विकसित और फील्ड में परीक्षित किया गया है, जो ऑन-साइट रोटर बैलेंसिंग के लिए एक पोर्टेबल डुअल-चैनल बैलेंसर और वाइब्रेशन एनालाइज़र है।

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