Која е формулата за минимален дијаметар на вратило под торзија?

За полно кружно вратило: d = ∛(16T/(πτ_all)), каде T е приложениот вртежен момент, а τ_all е дозволениот напон на смолкнување. Ова произлегува од формулата за торзија τ = Tc/J = 16T/(πd³) за полно вратило.

Како да го изберам дозволениот напон на смолкнување?

Дозволениот напон на смолкнување е обично 50-60% од затезната граница на течење: τ_all = 0.577 × σ_y (критериум на фон Мизес). За челик AISI 1045: τ_all ≈ 180 MPa. Применете фактор на безбедност од 1.5-3.0 во зависност од критичноста на примената и типот на оптоварување.

Како се споредува шупливо вратило со полно вратило?

Шупливо вратило со ист надворешен дијаметар има малку помала торзиона јачина, но многу помала тежина. Односот на јачината е (1-k⁴) каде k = d_i/d_o. За k = 0.5 (внатрешен дијаметар = половина од надворешниот), задржувате 93.75% од јачината при околу 75% од тежината.

Дали треба да ги земам предвид жлебовите за клинови и концентрациите на напон?

Да. Жлебовите за клинови ја намалуваат јачината на вратилото за 25-50% во зависност од типот. Применете фактор на концентрација на напон Kt (обично 1.6-3.0 за жлебови за клинови). Ефективниот напон станува τ_eff = Kt × τ. Димензионирајте го вратилото за концентрираниот напон или соодветно намалете го дозволениот напон.

Што е со комбинирано свиткување и торзија?

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.

Бесплатна инженерска алатка #071

Калкулатор за дијаметар на вратило при торзија

Пресметајте го минималниот дијаметар на вратилото потребен за пренос на даден вртежен момент. Внесете вртежен момент, дозволен напон на смолкнување и материјал за да го добиете потребниот дијаметар со фактор на безбедност.

Вратила & РоториПолни & ШупливиАвто-пресметка

Вртежен момент T (N·m)

Дозволен напон на смолкнување τ_all (MPa)

Фактор на безбедност

Тип на вратило

Брзи пресети

Резултати

Минимален дијаметар на вратило

—

Реален напон на смолкнување

—

Применет фактор на безбедност

—

Поларен момент J

—

Агол на усукување (по m)

—

Минимален дијаметар (полно вратило)

Шупливо вратило

Агол на усукување

Материјал	σ_y (MPa)	τ_all (MPa)	G (GPa)
AISI 1020 (мек)	210	40	79
AISI 1045 (среден)	310	80	79
AISI 4140 (легиран)	415	110	80
AISI 4340 (висока јач.)	470	140	80

⚠️ Забелешка: Овој калкулатор димензионира само за чиста торзија. За комбинирано свиткување + торзија, користете го методот на еквивалентен вртежен момент. Секогаш земајте ги предвид жлебовите за клин и концентрациите на напон.

Калкулатор за дијаметар на вратило за торзија | Бесплатна алатка

Резултати

Минимален дијаметар (полно вратило)

Шупливо вратило

Агол на усукување

Продавница

Потпора

Контакт