Безкоштовний інженерний інструмент #071
Калькулятор діаметра вала для кручення
Розрахуйте мінімальний діаметр вала, потрібний для передавання заданого крутного моменту. Введіть крутний момент, допустиме дотичне напруження та матеріал, щоб отримати потрібний діаметр із коефіцієнтом запасу міцності.
Результати
Мінімальний діаметр (суцільний вал)
Порожнистий вал
Кут повороту
| Матеріал | σ_y (МПа) | τ_доп (MPa) | G (ГПа) |
|---|---|---|---|
| AISI 1020 (низьковуглецева) | 210 | 40 | 79 |
| AISI 1045 (середньовуглецева) | 310 | 80 | 79 |
| AISI 4140 (легована) | 415 | 110 | 80 |
| AISI 4340 (високоміцна) | 470 | 140 | 80 |
⚠️ Примітка: Цей калькулятор розраховує розміри лише для чистого кручення. Для комбінованого згинання + кручення використовуйте метод еквівалентного крутного моменту. Завжди враховуйте шпонкові пази та концентрацію напружень.
For a solid shaft: d = ∛(16T/(πτ_all)). This comes from the torsion formula τ = 16T/(πd³). Apply a safety factor by using τ_design = τ_all / SF.
Allowable shear stress is typically 50–60% of tensile yield: τ_all ≈ 0.577 × σ_y (von Mises). Apply safety factor 1.5–3.0 depending on application.
A hollow shaft with k = d_i/d_o = 0.5 retains 93.75% of torsional strength at about 75% of the weight. The diameter increases by factor 1/(1−k⁴)^(1/3).
Yes. Keyways reduce shaft strength by 25–50%. Apply stress concentration factor Kt (typically 1.6–3.0). Size the shaft accordingly or reduce allowable stress.
Use equivalent torque T_eq = √(M² + T²) (max shear stress theory) and size using T_eq. For von Mises, use equivalent bending moment M_eq = √(M² + 0.75T²) with σ = 32·M_eq/(πd³) against the allowable normal stress.
Процедури, описані на цій сторінці, були розроблені та випробувані в польових умовах командою Vibromera за допомогою Balanset-1A — портативного двоканального балансувального пристрою та аналізатора вібрації для балансування роторів на місці експлуатації.
Професійні прилади та програмне забезпечення для балансування в польових умовах.
Nikolai Shelkovenko
Nikolai Shelkovenko — інженер з аналізу вібрації, а також засновник і генеральний директор «Vibromera». Понад 15 років він балансує обертове обладнання в польових умовах, а не на випробувальному стенді: мульчувачі, промислові вентилятори, дробарки, центрифуги, вали та шпинделі. Саме з цієї роботи народилися прилади «Balanset» — вони створювалися як інструмент, який фахівець може принести до машини й використовувати самостійно, на місці, а не як лабораторне обладнання. «Vibromera» заснована у 2017 році, з 2023 року базується в Порту, Португалія. Розробка, складання та підтримка лінійки «Balanset» відбуваються саме тут. Флагманський прилад — «Balanset-1A», портативний аналізатор для одно- та двоплощинного балансування і вібраційної діагностики. Nikolai особисто бере участь у підтримці клієнтів, вирішенні складних випадків балансування та розробці програмного забезпечення. Він працює з клієнтами по всьому світу, будь-якою мовою.
