Про цей інструмент
Калькулятор кручення вала знаходить дотичне напруження та кут закручування круглого привідного вала, що несе крутний момент. Працюйте в SI (Н·м, мм, ГПа) або в системі США (lbf·in, in, psi), введіть момент напряму або дозвольте інструменту вивести його з переданої потужності та швидкості обертання вала, виберіть суцільний чи порожнистий переріз, і він поверне максимальне поверхневе дотичне напруження, закручування по довжині вала та полярний момент інерції. Усе обчислюється у вашому браузері.
Полярний момент інерції — це J = π·d⁴ / 32 для суцільного вала та J = π·(d_o⁴ − d_i⁴) / 32 для порожнистого. Максимальне дотичне напруження кручення на зовнішній поверхні — це τ = T·r / J, де r — зовнішній радіус, а кут закручування — це θ = T·L / (J·G) радіан, конвертований у градуси, де G — модуль зсуву матеріалу (сталь ≈ 79,3 ГПа, алюміній ≈ 26 ГПа, титан ≈ 44 ГПа). Коли ви вводите потужність замість моменту, інструмент використовує T = 9550·kW / rpm для SI або T = 63025·HP / rpm для одиниць США, стандартні співвідношення потужність-момент.
Як робочий приклад: суцільний сталевий вал 40 мм, що несе 500 Н·м, має J = π × 40⁴ / 32 ≈ 251 327 мм⁴, тож поверхневе дотичне напруження становить 500 000 Н·мм × 20 мм / 251 327 ≈ 39,8 МПа, а на довжині 1 м він закручується приблизно на 1,44 градуса. Порожнистий вал того самого зовнішнього діаметра видаляє матеріал біля центру, де він несе мало моменту, даючи майже ту саму міцність за меншої ваги — ось чому привідні вали часто трубчасті.