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 sont constitués 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 des arbres de transmission de couple ou des forces de torsion doivent tenir compte à la fois le maximum et les contraintes de rendement admissibles, des contraintes de traction et de cisaillement souligne qu`un métal peut résister à la sélection d`un arbre pour une application spécifique.
Choses que vous devez
- Calculatrice
Définir l`application barre de torsion ronde. Dans cet exemple, un arbre d`essieu de 1 pouce de diamètre (barre ronde) pilotera deux roues sur un tracteur de pelouse à partir 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 livres, vous pouvez calculer à la fois l`arbre se chargera de la torsion maximale avant la déformation ou la rupture, ainsi que le maximum autorisé (opérationnel) torsion .
Déterminer la formule de torsion maximale de l`arbre soutiendra sans casser. La contrainte maximale à la torsion est exprimée en T max = (pi / 16) x Su (sigma) x D ^ 3, où T max est la contrainte de torsion maximale en pouces-livres (in.-lb.), Su (sigma) est la contrainte de cisaillement maximale en psi, et D est l`arbre ou le diamètre de la barre ronde en pouces.
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 multipliée 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. Substituer les valeurs, Tmax (rupture) = (pi / 16) x 60.000 x D ^ 3 = 0,1963 x 60.000 x 1 po. ^ 3 = 11778 in.-lb. torsion / 12 in./ft. = 981,5 lb-pi torsion.
Calculer la torsion maximale de l`arbre soutiendra sans déformation permanente. Multipliez la résistance à la traction de rendement de 60 000 psi par 0,58 selon la formule d`approximation Ssyp = 0,585 Syp pour donner 34.800 psi. Substituer les valeurs, Tmax (déformation) = 0,1963 x 34.800 psi x 1 pouce ^ 3 = 6821 in.-lb. torsion / 12 in./ft. = 568,41 lb-pi torsion.
Calculer la torsion maximale admissible en vertu de laquelle l`arbre doit être utilisé (pour la longévité et la sécurité). En règle générale, l`industrie estime que 60 pour cent de la torsion élastique avec un facteur de sécurité de 1,5 à 40 pour cent du rendement en torsion. Par conséquent, 568,41 lb-pi x 0,40 = facteur 227.36 lb-pi pour l`arbre d`alliage d`acier de 1 pouce comme une limite opérationnelle.
