Strumento di ingegneria gratuito #071
Calcolatore del diametro dell'albero per la torsione
Calcola il diametro minimo dell'albero necessario per trasmettere una determinata coppia. Inserisci la coppia, la sollecitazione di taglio ammissibile e il materiale per ottenere il diametro richiesto con il fattore di sicurezza.
Risultati
Diametro minimo (albero pieno)
Albero cavo
Angolo di torsione
| Materiale | σ_y (MPa) | τ_amm (MPa) | G (GPa) |
|---|---|---|---|
| AISI 1020 (dolce) | 210 | 40 | 79 |
| AISI 1045 (medio) | 310 | 80 | 79 |
| AISI 4140 (lega) | 415 | 110 | 80 |
| AISI 4340 (alta resistenza) | 470 | 140 | 80 |
⚠️ Nota: Questa calcolatrice calcola solo le dimensioni per la torsione pura. Per la flessione combinata + torsione, utilizzare il metodo della coppia equivalente. Tenere sempre conto delle sedi per chiavette e delle concentrazioni di sollecitazione.
Per un albero pieno: d = ∛(16T/(πτ_all)). Questa relazione deriva dalla formula della torsione τ = 16T/(πd³). Applicare un coefficiente di sicurezza utilizzando τ_design = τ_all / SF.
La tensione tangenziale ammissibile è tipicamente il 50–60% del limite di snervamento a trazione: τ_all ≈ 0.577 × σ_y (criterio di von Mises). Applicare un coefficiente di sicurezza pari a 1.5–3.0 a seconda dell'applicazione.
Un albero cavo con rapporto k = d_i/d_o = 0.5 conserva il 93.75% della resistenza torsionale con circa il 75% del peso. Il diametro esterno aumenta di un fattore 1/(1−k⁴)^(1/3).
Sì. Le cave per linguetta riducono la resistenza dell'albero del 25–50%. Applicare il fattore di concentrazione delle tensioni Kt (tipicamente 1.6–3.0). Dimensionare l'albero di conseguenza oppure ridurre la tensione ammissibile.
Utilizzare il momento torcente equivalente T_eq = √(M² + T²) (ipotesi della massima tensione tangenziale di Tresca) e dimensionare con T_eq. Per il criterio di von Mises, usare il momento flettente equivalente M_eq = √(M² + 0.75T²) con σ = 32·M_eq/(πd³) confrontandolo con la tensione normale ammissibile.
Le procedure descritte in questa pagina sono state sviluppate e collaudate sul campo dal team Vibromera utilizzando il Balanset-1A, un bilanciatore portatile a due canali e analizzatore di vibrazioni per l'equilibratura dei rotori in loco.
Strumenti e software professionali per il bilanciamento sul campo.
Nikolai Shelkovenko
Nikolai Shelkovenko è ingegnere di analisi delle vibrazioni nonché fondatore e amministratore delegato di Vibromera. Da più di 15 anni bilancia macchine rotanti sul campo anziché al banco di prova: pacciamatrici, ventilatori industriali, frantoi, centrifughe, alberi e mandrini. È da questo lavoro che sono nati gli strumenti Balanset — sono stati progettati come uno strumento che il tecnico può portare fino alla macchina e usare da solo, in loco, e non come apparecchiatura da laboratorio. Vibromera è stata fondata nel 2017 e dal 2023 ha sede a Porto, in Portogallo. Qui avvengono lo sviluppo, l'assemblaggio e l'assistenza della linea Balanset. Lo strumento di punta è il Balanset-1A, un analizzatore portatile per il bilanciamento su uno e due piani e per la diagnostica delle vibrazioni. Nikolai segue personalmente l'assistenza ai clienti, la risoluzione dei casi di bilanciamento più difficili e lo sviluppo del software. Lavora con clienti in tutto il mondo, in qualsiasi lingua.
