Калькулятор диаметра вала

Вращающийся вал передаёт мощность, передавая крутящий момент от привода к нагрузке. Момент зависит от мощности и частоты вращения: при мощности в киловаттах и частоте в оборотах в минуту формула T = 9550 P / n даёт момент в ньютон-метрах. При одинаковой мощности медленно вращающиеся валы передают больший момент, чем быстро вращающиеся, поэтому низкоскоростные детали привода часто заметно крупнее. Калькулятор подбирает сплошной круглый вал при идеальном чистом кручении. Максимальное касательное напряжение равно tau = 16 T / (pi, умноженное на d в кубе). Преобразование этой зависимости с учётом введённого коэффициента запаса даёт минимальный диаметр. Момент переводится из ньютон-метров в ньютон-миллиметры, поэтому допускаемое напряжение в мегапаскалях, эквивалентных ньютонам на квадратный миллиметр, даёт диаметр сразу в миллиметрах. Допускаемое касательное напряжение должно быть обоснованным расчётным пределом для выбранного материала и условий работы. Его можно взять из норм, стандарта предприятия, испытаний материала или как долю предела текучести. Коэффициент запаса увеличивает расчётный момент для учёта неопределённости, перегрузок, износа и последствий отказа. Не учитывайте запас дважды: если допускаемое напряжение уже снижено коэффициентом запаса, введите 1, если только методика прямо не требует ещё одного множителя. Результат — теоретический минимум для гладкого сплошного круглого вала при постоянном крутящем моменте. Реальные валы часто имеют шпоночные пазы, уступы, шлицы, поперечные отверстия, резьбу или канавки под стопорные кольца. Они создают концентрации напряжений и могут снижать усталостную прочность. Натяжение ремней, силы в зацеплении, вес вала и несоосность также вызывают изгибные напряжения, не учитываемые чистым кручением. Ударные и знакопеременные нагрузки требуют усталостного и динамического анализа. Выберите ближайший подходящий стандартный диаметр выше расчётного минимума, затем проверьте прогиб, угол закручивания, критическую частоту вращения, посадки подшипников, усталость и производственные допуски. Полые валы требуют другой формулы полярной характеристики сечения и могут снизить массу при сохранении крутильной жёсткости. Калькулятор подходит для предварительного проектирования, сравнений, учебных задач и проверки подробных расчётов, но не заменяет применимые нормы машиностроения или профессиональную экспертизу.