Acerca de esta herramienta
La Calculadora de torsión de ejes halla la tensión cortante y el ángulo de torsión en un eje de transmisión circular que soporta par. Trabaja en SI (N·m, mm, GPa) o unidades EE. UU. (lbf·in, in, psi), introduce el par directamente o deja que la herramienta lo derive de la potencia transmitida y la velocidad del eje, elige una sección maciza o hueca, y devuelve la tensión cortante superficial máxima, la torsión a lo largo de la longitud del eje y el momento polar de inercia. Todo se calcula en tu navegador.
El momento polar de inercia es J = π·d⁴ / 32 para un eje macizo y J = π·(d_o⁴ − d_i⁴) / 32 para uno hueco. La tensión cortante torsional máxima en la superficie exterior es τ = T·r / J, con r el radio exterior, y el ángulo de torsión es θ = T·L / (J·G) radianes, convertido a grados, donde G es el módulo de cortante del material (acero ≈ 79,3 GPa, aluminio ≈ 26 GPa, titanio ≈ 44 GPa). Cuando introduces potencia en lugar de par, la herramienta usa T = 9550·kW / rpm para SI o T = 63025·HP / rpm para unidades EE. UU., las relaciones estándar potencia-par.
Como ejemplo resuelto, un eje macizo de acero de 40 mm que soporta 500 N·m tiene J = π × 40⁴ / 32 ≈ 251.327 mm⁴, así que la tensión cortante superficial es 500.000 N·mm × 20 mm / 251.327 ≈ 39,8 MPa, y a lo largo de 1 m se retuerce unos 1,44 grados. Un eje hueco del mismo diámetro exterior elimina material cerca del centro, donde soporta poco par, dando casi la misma resistencia con menos peso, razón por la cual los ejes de transmisión suelen ser tubulares.