Koja je formula za minimalni promjer osovine pod torzijom?

Za puno kružno vratilo: d = ∛(16T/(πτ_all)), gdje je T primijenjeni moment, a τ_all dopušteno naprezanje smicanja. To dolazi iz formule za torziju τ = Tc/J = 16T/(πd³) za puno vratilo.

Kako odabrati dopušteno naprezanje smicanja?

Dopušteno naprezanje smicanja obično je 50-60% vlačne granice razvlačenja: τ_all = 0,577 × σ_y (von Misesov kriterij). Za čelik AISI 1045: τ_all ≈ 180 MPa. Primijenite faktor sigurnosti od 1,5-3,0 ovisno o kritičnosti primjene i vrsti opterećenja.

Kako se šuplje vratilo uspoređuje s punim vratilom?

Šuplja osovina istog vanjskog promjera ima nešto manju torzijsku čvrstoću, ali puno manju težinu. Omjer čvrstoće je (1-k⁴) gdje je k = d_i/d_o. Za k = 0,5 (unutarnji promjer = polovica vanjskog promjera), zadržava se 93,75% čvrstoće pri oko 75% težine.

Trebam li uzeti u obzir utore za klinove i koncentracije naprezanja?

Da. Utori za klinove smanjuju čvrstoću osovine za 25-50%, ovisno o vrsti. Primijenite faktor koncentracije naprezanja Kt (obično 1,6-3,0 za utore za klinove). Efektivno naprezanje postaje τ_eff = Kt × τ. Dimenzionirajte osovinu za koncentrirano naprezanje ili smanjite dopušteno naprezanje u skladu s tim.

Što je s kombiniranim savijanjem i torzijom?

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.

Besplatni inženjerski alat #071

Kalkulator promjera osovine za torziju

Izračunajte minimalni promjer osovine potreban za prijenos zadanog momenta. Unesite moment, dopušteno naprezanje smicanja i materijal kako biste dobili potreban promjer s faktorom sigurnosti.

Osovine i rotoriPuno i šupljeAutomatski izračun

Okretni moment T (N·m)

Dopušteno naprezanje smicanja τ_sve (MPa)

Faktor sigurnosti

Vrsta osovine

Brze postavke

Rezultati

Minimalni promjer osovine

—

Stvarno naprezanje smicanja

—

Primijenjeni faktor sigurnosti

—

Polarni trenutak J

—

Kut uvijanja (po m)

—

Minimalni promjer (puna osovina)

Šuplja osovina

Kut uvijanja

Materijal	σ_y (MPa)	τ_dop (MPa)	G (GPa)
AISI 1020 (blagi)	210	40	79
AISI 1045 (srednji)	310	80	79
AISI 4140 (legura)	415	110	80
AISI 4340 (visokočvrsti)	470	140	80

⚠️ Napomena: Ovaj kalkulator određuje samo dimenzije za čistu torziju. Za kombinirano savijanje + torziju koristite metodu ekvivalentnog momenta. Uvijek uzmite u obzir utore za klinove i koncentracije naprezanja.