เกี่ยวกับเครื่องมือนี้
เครื่องคำนวณการบิดของเพลาหาความเค้นเฉือนและมุมบิดในเพลาขับกลมที่รับแรงบิด ทำงานในระบบ SI (N·m, mm, GPa) หรือหน่วย US (lbf·in, in, psi) ป้อนแรงบิดโดยตรงหรือให้เครื่องมือคำนวณจากกำลังที่ส่งและความเร็วเพลา เลือกหน้าตัดตันหรือกลวง แล้วมันจะให้ความเค้นเฉือนที่ผิวสูงสุด การบิดตลอดความยาวเพลา และโมเมนต์เชิงขั้วของความเฉื่อย ทุกอย่างคำนวณในเบราว์เซอร์ของคุณ
โมเมนต์เชิงขั้วของความเฉื่อยคือ J = π·d⁴ / 32 สำหรับเพลาตันและ J = π·(d_o⁴ − d_i⁴) / 32 สำหรับเพลากลวง ความเค้นเฉือนบิดสูงสุดที่ผิวนอกคือ τ = T·r / J โดย r คือรัศมีนอก และมุมบิดคือ θ = T·L / (J·G) เรเดียน แปลงเป็นองศา โดย G คือ shear modulus ของวัสดุ (เหล็ก ≈ 79.3 GPa, อะลูมิเนียม ≈ 26 GPa, ไทเทเนียม ≈ 44 GPa) เมื่อคุณป้อนกำลังแทนแรงบิด เครื่องมือใช้ T = 9550·kW / rpm สำหรับ SI หรือ T = 63025·HP / rpm สำหรับหน่วย US ซึ่งเป็นความสัมพันธ์กำลัง-แรงบิดมาตรฐาน
เป็นตัวอย่างที่คำนวณจริง เพลาเหล็กตัน 40 mm ที่รับ 500 N·m มี J = π × 40⁴ / 32 ≈ 251,327 mm⁴ ดังนั้นความเค้นเฉือนที่ผิวคือ 500,000 N·mm × 20 mm / 251,327 ≈ 39.8 MPa และตลอดความยาว 1 m มันบิดประมาณ 1.44 องศา เพลากลวงที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางนอกเดียวกันเอาวัสดุออกใกล้ศูนย์กลางที่ซึ่งมันรับแรงบิดน้อย ให้ความแข็งแรงเกือบเท่ากันที่น้ำหนักต่ำกว่า — ซึ่งเป็นเหตุผลที่เพลาขับมักเป็นท่อ