Калькуляторы
Калькулятор расчета диаметра вала по крутящему моменту
Калькулятор расчета диаметра вала по крутящему моменту
Результаты расчета
Минимальный расчетный диаметр:
- мм
Рекомендуемый диаметр:
- мм
Фактическое напряжение:
- МПа
Запас прочности:
-
Руководство по использованию калькулятора диаметра вала
⚠️ Важное примечание
Данный калькулятор предназначен для предварительного расчета диаметра вала на кручение. Полученные результаты требуют проверки квалифицированным инженером, так как не учитывают:
- Изгибающие моменты и поперечные силы
- Концентраторы напряжений (шпоночные пазы, отверстия, галтели)
- Циклический характер нагружения
- Температурные воздействия
Авторы не несут ответственности за последствия использования результатов расчетов.
Методика расчета
Расчет основан на определении минимально допустимого диаметра вала из условия прочности на кручение.
Основная формула расчета:
d ≥ ∛(16T/(π[τ])) × kгде:
d - диаметр вала, мм
T - крутящий момент, Н·м
[τ] - допускаемое напряжение на кручение, МПа
k - коэффициент запаса прочности
Исходные данные для расчета
1. Крутящий момент
Для электродвигателей и редукторов можно определить по формуле:
T = 9550 × P/n
где:
P - мощность, кВт
n - частота вращения, об/мин
где:
P - мощность, кВт
n - частота вращения, об/мин
2. Материал вала
| Марка стали | Применение | [τ], МПа |
|---|---|---|
| Сталь 20 | Слабонагруженные валы | 15-20 |
| Сталь 45 | Средненагруженные валы | 25-30 |
| Сталь 40Х | Тяжелонагруженные валы | 30-35 |
| Сталь 40ХН | Ответственные валы | 35-40 |
3. Коэффициент запаса прочности
- 1.5-2.0 - для нормальных условий работы
- 2.0-2.5 - для тяжелых условий работы
- 2.5-3.0 - для особо ответственных валов
Пример расчета
Исходные данные:
- Крутящий момент T = 100 Н·м
- Материал - Сталь 45 ([τ] = 25 МПа)
- Коэффициент запаса k = 1.5
Результаты расчета:
- Минимальный расчетный диаметр: 23.2 мм
- Рекомендуемый диаметр (округлено до стандартного): 25 мм
- Фактическое напряжение: 21.3 МПа
- Фактический запас прочности: 1.71
Рекомендации по использованию
- Всегда округляйте расчетный диаметр до ближайшего большего стандартного значения
- Учитывайте наличие шпоночных пазов и других ослаблений сечения
- При переменных нагрузках увеличивайте коэффициент запаса
- Для валов с редукторов и двигателей проверяйте соответствие стандартным рядам
Источники
- Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя: В 3 т. - М.: Машиностроение
- Иванов М.Н. Детали машин: Учебник для вузов - М.: Высшая школа
- ГОСТ 7505-89 "Поковки стальные штампованные. Допуски, припуски и кузнечные напуски"
- ГОСТ 8734-75 "Трубы стальные бесшовные холоднодеформированные. Сортамент"
- ГОСТ 1050-2013 "Металлопродукция из нелегированных конструкционных качественных и специальных сталей"
