Comment calculer torsion maximale dans une barre ronde

Comment calculer torsion maximale dans une barre ronde

Les barres rondes, autrement connu comme arbres et essieux, transmettent le couple et la puissance de rotation ainsi que d'effectuer des charges radiales et de poussée lorsqu'il est utilisé comme essieux. La plupart des arbres de transmission de puissance se composent d'acier ou d'acier inoxydable en raison de l'équilibre entre la résistance, la rigidité et la dureté de ce métal qui vont de pair avec son économie relative par rapport à d'autres métaux. Les concepteurs d'arbres de transmission de couple ou des forces de torsion doivent considérer à la fois le maximum et contraintes de rendement admissibles, des contraintes de traction et de cisaillement souligne qu'un métal peut supporter lors de la sélection d'un arbre pour une application spécifique.

Comment calculer torsion maximale dans une barre ronde


•  Un calcul de la torsion maximale pour cet arbre d'hélice existe quelque part.
Définissez l'application barre de torsion ronde. Dans cet exemple, un axe d'essieu de 1 pouce de diamètre (barre ronde) pilotera deux roues sur un tracteur de pelouse d'un pignon d'entraînement commun. Si l'essieu est composé d'acier allié avec une résistance à la traction de 80 000 psi et une limite d'élasticité de £ 60 000, vous pouvez calculer à la fois l'arbre allez gérer la torsion maximum avant déformation ou rupture, ainsi que le maximum autorisé (opérationnelle) de torsion .

•  Les freins à disque sur ce train essieu transmettent le couple aux roues.
Déterminer la formule de torsion maximale de l'arbre soutiendra sans casser. La contrainte maximale à la torsion est exprimé en T max = (pi / 16) x Su (sigma) x D ^ 3, où T max est la contrainte de torsion maximale dans pouces-livres (pouces-livres), Su (sigma) est la contrainte de cisaillement maximale en psi, et D est l'arbre ou le diamètre de barre ronde en pouces.

•  Une clé dynamométrique étalonnée peut réellement tester petits arbres.
Déterminer et substituer les valeurs réelles pour cet alliage et à résoudre pour Tmax ultime (résistance à la rupture). La résistance à la traction de 80 000 psi doit être multiplié par 0,75 selon la formule d'approximation Ssu = 0,75 x Su, où Ssu est la résistance au cisaillement ultime et Su est la résistance à la traction. Cela donne une valeur de 60 000 psi pour la force de cisaillement ultime Su. Substituant des valeurs, Tmax (rupture) = (pi / 16) x 60 000 x D ^ 3 = 0,1963 x 60 000 x 1 po. ^ 3 = 11 778 pouces-livres torsion / 12 in. / ft. = 981,5 pi-lb torsion.

•  Calculer la torsion maximale de l'arbre soutiendra sans déformation permanente. Multiplier la limite élastique en traction de 60 000 psi de 0,58 selon la formule d'approximation Ssyp = 0,585 Syp pour donner 34 800 psi. Substituant des valeurs, Tmax (déformation) = 0,1963 x 34 800 psi x 1 pouce ^ 3 = 6,821 pouces-livres torsion / 12 in. / ft. = 568,41 pi-lb torsion.

•  Calculer la torsion maximale admissible en vertu de laquelle l'arbre doit être utilisé (pour la longévité et la sécurité). En général, l'industrie considère 60 pour cent de la limite d'élasticité de torsion avec un facteur de sécurité de 1,5 ou 40 pour cent du rendement torsion. Par conséquent, 568,41 pi-lb x 0,40 = facteur 227,36 pi-lb pour l'arbre en acier allié de 1 pouce comme une limite opérationnelle.