เครื่องคำนวณความแข็งแรงเพลา

หาความเค้นรวมจากการดัดและการบิดในเพลาตามทฤษฎี von Mises และความเค้นเฉือนสูงสุด ค่าความปลอดภัยต่อการคราก เส้นผ่านศูนย์กลางสำหรับค่าความปลอดภัยเป้าหมาย และมุมบิด

วิธีใช้

1. ป้อน "เส้นผ่านศูนย์กลางเพลา d" หากเป็นเพลากลวงให้เลือก "เพลากลวง" และป้อน "เส้นผ่านศูนย์กลางภายใน di"
2. ป้อน "โมเมนต์ดัด M" และ "แรงบิด T" เป็น N·m หรือเลือก "จากกำลังและความเร็วรอบ" แล้วป้อน "กำลังที่ส่งผ่าน P" และ "ความเร็วรอบ n"
3. ป้อน "ความแข็งแรงคราก Sy" "มอดุลัสเฉือน G" และ "ค่าความปลอดภัยเป้าหมาย"
4. ใน "การรวมตัวของความเค้น" เลือกร่องลิ่มหรือบ่าเพลา ความเค้น ค่าความปลอดภัย เส้นผ่านศูนย์กลางที่ต้องการ และมุมบิดจะแสดงทันที

หลักการทำงาน

• σ = Kt·M ÷ Z, τ = Kts·T ÷ Zp โดย Z = πd³ ÷ 32, Zp = πd³ ÷ 16 Von Mises σ' = √(σ² + 3τ²), ความเค้นเฉือนสูงสุด τmax = √((σ ÷ 2)² + τ²) ค่าความปลอดภัยคือ Sy ÷ σ' และ 0.5Sy ÷ τmax
• เส้นผ่านศูนย์กลางที่ต้องการ: d³ = 32n√(M² + 0.75T²) ÷ (π·Sy) (von Mises) หรือ 32n√(M² + T²) ÷ (π·Sy) (ความเค้นเฉือนสูงสุด) และแสดง Me กับ Te ด้วย
• ค่า Kt ที่ตั้งไว้เป็นค่าประมาณขั้นแรกจากตาราง 7-1 ใน Shigley's Mechanical Engineering Design ฉบับพิมพ์ครั้งที่ 10 นี่เป็นการตรวจสอบการครากแบบสถิต ไม่ครอบคลุมความล้า การโก่ง และความเร็วรอบวิกฤต

คำถามที่พบบ่อย

คำนวณเส้นผ่านศูนย์กลางเพลาอย่างไร

เมื่อ M = 200 N·m, T = 300 N·m, Sy = 345 MPa และค่าความปลอดภัย 2 ทฤษฎีความเค้นเฉือนสูงสุดให้ d ≈ 27.7 mm หากมีร่องลิ่มต้องใช้ขนาดใหญ่กว่านี้

หาแรงบิดจากกำลังและรอบต่อนาทีอย่างไร

T[N·m] = 9549.3 × P[kW] ÷ n[rpm] เช่น 5.5 kW ที่ 1450 rpm ได้ประมาณ 36.2 N·m

ควรใช้ von Mises หรือทฤษฎีความเค้นเฉือนสูงสุด

ทั้งสองใช้กับวัสดุเหนียวได้ ทฤษฎีความเค้นเฉือนสูงสุดอนุรักษ์นิยมกว่าประมาณ 15 % เครื่องมือนี้เลือกเส้นผ่านศูนย์กลางที่ต้องการค่าที่ใหญ่กว่า

ครอบคลุมความล้าของเพลาที่หมุนหรือไม่

ไม่ เพลาที่หมุนรับการดัดสลับทิศทุกรอบ จึงต้องออกแบบด้านความล้าแยกต่างหากโดยใช้ขีดจำกัดความทนทานและตัวประกอบแก้ไข