Mil Burulma Hesabı

Gücü ve devri ya da doğrudan torku girin; mil çapına göre en büyük kayma gerilmesini, burulma açısını ve izin verilen gerilmeye göre gereken dolu mil çapını hesaplayın.

En büyük kayma gerilmesi τ9,3 MPa
Tork T49,4 N·m
Burulma açısı (çelik, G = 81 GPa)0,439°0,439°/m
Gereken dolu mil çapı18,5 mmτ = 40 MPa için

Güç ve devirden tork

Tork, gücün açısal hıza bölünmesiyle bulunur: T = P / ω, ω = 2π·n / 60. Kilovat ve dev/dk ile pratik biçimi T (N·m) = 9549 × P (kW) / n (dev/dk)'dir. Örneğin 7,5 kW, 1450 dev/dk bir motor milinde T = 49,4 N·m tork oluşur.

Kayma gerilmesi ve burulma açısı

Dairesel milde en büyük kayma gerilmesi dış yüzeydedir: τ = T·r / J. Dolu milde J = π·d⁴ / 32 olduğundan τ = 16T / (π·d³). Burulma açısı θ = T·L / (G·J); çelik için G = 81 GPa alınır.

Örnek: 49,4 N·m tork 30 mm dolu milde τ = 9,3 MPa gerilme ve metre başına 0,44° burulma oluşturur. İzin verilen gerilme 40 MPa seçilirse gereken çap 18,5 mm çıkar.

Boru mil neden daha verimli?

Burulmada malzemenin dışta olanı daha çok iş görür. Dış çapı 40 mm, iç çapı 30 mm bir boru mil ile aynı kesit alanına (aynı ağırlığa) sahip 26,5 mm dolu mili karşılaştırın: aynı tork altında boru milin gerilmesi dolu milinkinin yalnızca %42'i kadardır.

Varsayımlar ve sınırlar

Hesap saf burulma altındaki prizmatik dairesel mil içindir. Kama yuvası ve kademelerdeki gerilme yığılması, eğilme ile birleşik zorlanma, yorulma ve kritik devir hesaba katılmaz. Gerçek mil tasarımında izin verilen gerilme bu etkileri kapsayacak güvenlik katsayısıyla seçilir; makine elemanları kaynaklarından ve üretici verilerinden yararlanın.

Sonraki adım

Kaynaklar ve doğrulama

Formüller: Gere & Goodno, Mechanics of Materials, burulma bölümü. Kayma modülü: TS EN 1993-1-1 (G = 81 GPa). Hesaplar testte bilinen bağıntılarla (τ = 16T/πd³, θ = TL/GJ) doğrulanır.

Sık sorulan sorular

Motor gücünden tork nasıl hesaplanır?
T (N·m) = 9549 × P (kW) / n (dev/dk). Örneğin 7,5 kW ve 1450 dev/dk için yaklaşık 49,4 N·m.

Mil çapı nasıl hesaplanır?
Dolu milde d = (16T / (π·τ))^(1/3). τ izin verilen kayma gerilmesidir; araç bunu girdiğiniz değere göre hesaplar.

Burulma açısı formülü nedir?
θ = T·L / (G·J). G kayma modülü (çelik için 81 GPa), J polar atalet momentidir.