Која је формула за минимални пречник вратила под торзијом?

За чврсто кружно вратило: d = ∛(16T/(πτ_all)), где је T примењени обртни момент, а τ_all је дозвољени напон смицања. Ово долази из формуле за торзију τ = Tc/J = 16T/(πd³) за чврсто вратило.

Како да изаберем дозвољени напон смицања?

Дозвољени напон смицања је типично 50-60% затезне границе течења: τ_all = 0,577 × σ_y (фон Мисесов критеријум). За челик AISI 1045: τ_all ≈ 180 MPa. Применити фактор сигурности од 1,5-3,0 у зависности од критичности примене и врсте оптерећења.

Како се шупље вратило пореди са пуним вратилом?

Шупље вратило са истим спољашњим пречником има нешто мању торзиону чврстоћу, али много мању тежину. Однос чврстоће је (1-k⁴) где је k = d_i/d_o. За k = 0,5 (унутрашњи пречник = половина спољашњег пречника), задржава се 93,75% чврстоће при око 75% тежине.

Да ли треба да узмем у обзир жлебове за клинове и концентрације напона?

Да. Клинови жлебови смањују чврстоћу вратила за 25-50% у зависности од типа. Примените фактор концентрације напона Kt (обично 1,6-3,0 за клинове жлебове). Ефективни напон постаје τ_еф = Kt × τ. Димензионишите вратило за концентрисани напон или смањите дозвољени напон у складу са тим.

Шта је са комбинованим савијањем и торзијом?

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.

Бесплатан инжењерски алат #071

Пречник вратила за калкулатор торзије

Израчунајте минимални пречник вратила потребан за пренос датог обртног момента. Унесите обртни момент, дозвољени напон смицања и материјал да бисте добили потребан пречник са фактором сигурности.

Осовине и роториЧврсто и шупљеАутоматско израчунавање

Обртни момент Т (Н·м)

Дозвољени напон смицања τ_све (МПа)

Фактор безбедности

Тип вратила

Брзе предефинисане поставке

Резултати

Минимални пречник вратила

—

Стварни напон смицања

—

Примењени фактор сигурности

—

Поларни тренутак Ј

—

Угао увијања (по м)

—

Минимални пречник (пуна осовина)

Шупље вратило

Угао увијања

Материјал	σ_y (MPa)	τ_све (MPa)	Г (ГПа)
AISI 1020 (благи)	210	40	79
AISI 1045 (средњи)	310	80	79
AISI 4140 (легура)	415	110	80
AISI 4340 (високо јак)	470	140	80

⚠️ Напомена: Овај калкулатор мери само за чисту торзију. За комбиновано савијање + торзију, користите метод еквивалентног обртног момента. Увек узимајте у обзир жлебове за клинове и концентрације напона.