이 도구에 대하여
축 비틀림 계산기는 토크를 전달하는 원형 구동축의 전단응력과 비틀림각을 찾습니다. SI(N·m, mm, GPa) 또는 US 단위(lbf·in, in, psi)로 작업하고, 토크를 직접 입력하거나 도구가 전달 동력과 축 속도로부터 유도하도록 하며, 실충 또는 중공 단면을 선택하면 최대 표면 전단응력, 축 길이에 걸친 비틀림, 극관성 모멘트를 반환합니다. 모든 것이 브라우저에서 계산됩니다.
극관성 모멘트는 실충 축의 경우 J = π·d⁴ / 32, 중공 축의 경우 J = π·(d_o⁴ − d_i⁴) / 32입니다. 외부 표면에서의 최대 비틀림 전단응력은 τ = T·r / J이며 r은 외반경이고, 비틀림각은 θ = T·L / (J·G) 라디안으로 도(度)로 변환됩니다. G는 재료의 전단 계수입니다(강재 ≈ 79.3 GPa, 알루미늄 ≈ 26 GPa, 티타늄 ≈ 44 GPa). 토크 대신 동력을 입력하면 도구는 SI의 경우 T = 9550·kW / rpm, US 단위의 경우 T = 63025·HP / rpm이라는 표준 동력-토크 관계를 사용합니다.
예시로, 500 N·m를 전달하는 실충 40 mm 강재 축은 J = π × 40⁴ / 32 ≈ 251,327 mm⁴이므로 표면 전단응력은 500,000 N·mm × 20 mm / 251,327 ≈ 39.8 MPa이고 1 m 길이에 걸쳐 약 1.44도 비틀립니다. 같은 외경의 중공 축은 토크를 거의 전달하지 않는 중심 근처의 재료를 제거하여 더 낮은 무게로 거의 같은 강도를 제공합니다 — 이것이 구동축이 흔히 관형인 이유입니다.