Vad är formeln för minsta axeldiameter under vridning?

För en solid cirkulär axel: d = ∛(16T/(πτ_all)), där T är det applicerade vridmomentet och τ_all är den tillåtna skjuvspänningen. Detta kommer från vridningsformeln τ = Tc/J = 16T/(πd³) för en solid axel.

Hur väljer jag den tillåtna skjuvspänningen?

Den tillåtna skjuvspänningen är vanligtvis 50-60% av draghållfastheten: τ_all = 0,577 × σ_y (von Mises kriterium). För stål AISI 1045: τ_all ≈ 180 MPa. Tillämpa en säkerhetsfaktor på 1,5-3,0 beroende på applikationens kritiska karaktär och belastningstyp.

Hur står sig en ihålig axel i jämförelse med en solid axel?

En ihålig axel med samma ytterdiameter har något mindre vridhållfasthet men mycket mindre vikt. Hållfasthetsförhållandet är (1-k⁴) där k = d_i/d_o. För k = 0,5 (ID = halva OD) behåller man 93,75% hållfasthet vid cirka 75% av vikten.

Bör jag ta hänsyn till kilspår och spänningskoncentrationer?

Ja. Kilspår minskar axelns hållfasthet med 25-50% beroende på typ. Tillämpa en spänningskoncentrationsfaktor Kt (vanligtvis 1,6-3,0 för kilspår). Den effektiva spänningen blir τ_eff = Kt × τ. Dimensionera axeln för den koncentrerade spänningen eller minska den tillåtna spänningen därefter.

Vad gäller kombinerad böjning och vridning?

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.

Gratis tekniskt verktyg #071

Kalkylator för axeldiameter vid torsion

Beräkna den minsta axeldiameter som krävs för att överföra ett givet vridmoment. Ange vridmoment, tillåten skjuvspänning och material för att få den erforderliga diametern med säkerhetsfaktor.

Axlar och rotorerMassiva & ihåligaAutoberäkning

Vridmoment T (N-m)

Tillåten skjuvspänning τ_alla (MPa)

Säkerhetsfaktor

Axeltyp

Snabbförinställningar

Resultat

Minsta axeldiameter

—

Faktisk skjuvspänning

—

Tillämpad säkerhetsfaktor

—

Polarmoment J

—

Vridningsvinkel (per m)

—

Minsta diameter (massiv axel)

Hålaxel

Vridningsvinkel

Material	σ_y (MPa)	τ_all (MPa)	G (GPa)
AISI 1020 (mjukt stål)	210	40	79
AISI 1045 (medelkolstål)	310	80	79
AISI 4140 (legerat stål)	415	110	80
AISI 4340 (höghållfast)	470	140	80

⚠️ Obs: Denna kalkylator dimensionerar endast för ren vridning. För kombinerad böjning + vridning, använd metoden med ekvivalent vridmoment. Ta alltid hänsyn till kilspår och spänningskoncentrationer.

Kalkylator för axeldiameter vid vridning | Gratis verktyg

Resultat

Minsta diameter (massiv axel)

Hålaxel

Vridningsvinkel

Shop

Support

Contact