Công thức tính đường kính trục tối thiểu khi chịu xoắn là gì?

Đối với trục tròn đặc: d = ∛(16T/(πτ_all)), trong đó T là mômen xoắn tác dụng và τ_all là ứng suất cắt cho phép. Điều này xuất phát từ công thức mômen xoắn τ = Tc/J = 16T/(πd³) đối với trục đặc.

Tôi chọn ứng suất cắt cho phép như thế nào?

Ứng suất cắt cho phép thường là 50-60% của giới hạn chảy kéo: τ_all = 0,577 × σ_y (tiêu chí von Mises). Đối với thép AISI 1045: τ_all ≈ 180 MPa. Áp dụng hệ số an toàn từ 1,5 đến 3,0 tùy thuộc vào mức độ quan trọng của ứng dụng và loại tải trọng.

Trục rỗng có những đặc điểm gì khác biệt so với trục đặc?

Trục rỗng có cùng đường kính ngoài sẽ có độ bền xoắn thấp hơn một chút nhưng trọng lượng nhẹ hơn nhiều. Tỷ lệ độ bền là (1-k⁴) trong đó k = d_i/d_o. Với k = 0,5 (đường kính trong bằng một nửa đường kính ngoài), bạn vẫn giữ được 93,75% độ bền với trọng lượng khoảng 75%.

Tôi có cần tính đến các rãnh then và sự tập trung ứng suất không?

Đúng vậy. Rãnh then làm giảm độ bền của trục từ 25-50% tùy thuộc vào loại. Áp dụng hệ số tập trung ứng suất Kt (thường là 1,6-3,0 đối với rãnh then). Ứng suất hiệu dụng trở thành τ_eff = Kt × τ. Tính toán kích thước trục cho ứng suất tập trung hoặc giảm ứng suất cho phép tương ứng.

Vậy còn trường hợp uốn và xoắn kết hợp thì sao?

Khi cả mômen uốn M và mômen xoắn T cùng tác dụng, hãy sử dụng mômen xoắn tương đương: T_eq = √(M² + T²) đối với lý thuyết ứng suất cắt tối đa, hoặc T_eq = √(M² + 0,75T²) đối với tiêu chí von Mises. Sau đó, tính toán kích thước trục bằng cách sử dụng T_eq thay cho T.

Công cụ kỹ thuật miễn phí #071

Đường kính trục cho máy tính mô men xoắn

Tính toán đường kính trục tối thiểu cần thiết để truyền một mô-men xoắn cho trước. Nhập mô-men xoắn, ứng suất cắt cho phép và vật liệu để có được đường kính cần thiết kèm hệ số an toàn.

Trục và rôtoĐặc và RỗngTự động tính toán

Mô-men xoắn T (N·m)

Ứng suất cắt cho phép τ_{tất cả} (MPa)

Hệ số an toàn

Loại trục

Cài đặt nhanh

Results

Đường kính trục tối thiểu

—

Ứng suất cắt thực tế

—

Hệ số an toàn được áp dụng

—

Mômen cực J

—

Góc xoắn (trên mét)

—

Đường kính tối thiểu (Trục đặc)

Trục rỗng

Góc xoắn

Vật liệu	σ_y (MPa)	τ_all (MPa)	G (GPa)
AISI 1020 (loại nhẹ)	210	40	79
AISI 1045 (trung bình)	310	80	79
AISI 4140 (hợp kim)	415	110	80
AISI 4340 (cường độ cao)	470	140	80

⚠️ Lưu ý: Máy tính này chỉ tính toán cho mô men xoắn thuần túy. Đối với mô men xoắn kết hợp (uốn và xoắn), hãy sử dụng phương pháp mô men xoắn tương đương. Luôn luôn tính đến các rãnh then và sự tập trung ứng suất.

Công cụ tính toán đường kính trục cho mô men xoắn | Công cụ miễn phí

Được xuất bản bởi Nikolai Shelkovenko trên Ngày 15 tháng 2 năm 2026 Tháng 3, 5, 2026

Results

Đường kính tối thiểu (Trục đặc)

Trục rỗng

Góc xoắn