Panduan teknis · metode dan saran praktis

Menentukan diameter poros akibat torsi

Penentuan ukuran poros menggabungkan torsi yang ditransmisikan dengan tegangan geser izin untuk memperoleh diameter minimum teoritis.

Ditinjau pada

Poros pejalPoros beronggaTTDDdDmin ∝ ∛(T / τadm) · f(d/D)
Kedua penampang diberi dimensi terpisah; torsi T ditampilkan dengan panah kecil di luar tanpa menutupi geometri.

Poros pejal

Untuk poros lingkaran pejal, τmax = 16T/(πD³). Persamaan dibalik untuk mendapatkan diameter minimum.

Saran praktis: dokumentasikan dengan jelas apakah torsi yang dimasukkan adalah nominal, maksimum, atau sudah diberi faktor.

Poros berongga

Jika k = d/D ditetapkan, momen inersia polar adalah πD⁴(1−k⁴)/32.

Untuk poros dengan beban siklik, pendekatan fatik sering lebih membatasi daripada pemeriksaan statis.

Pemeriksaan desain nyata

τmax = 16T/(πD³)

Nilai hitung harus dilanjutkan dengan pemeriksaan kelelahan, takik, alur pasak, kekakuan, kecepatan kritis, dan kemampuan manufaktur.

Cara ini efektif, tetapi meningkatkan massa, inersia, dan ukuran keseluruhan.

4. Pejal atau berongga?

Poros berongga dapat memberi kompromi massa–kekakuan yang baik karena material dekat sumbu hanya sedikit berkontribusi pada momen polar.

Namun rasio d/D atau tebal dinding harus ditentukan. Setelah itu periksa manufaktur, perakitan, kemungkinan las, dan tekuk lokal.

5. Daftar periksa sebelum persetujuan

Diameter teoritis hanyalah langkah awal.

  • Pilih ukuran yang benar-benar tersedia lalu hitung ulang.
  • Periksa sudut puntir dan kekakuan.
  • Masukkan konsentrasi tegangan akibat bahu dan alur.
  • Periksa kombinasi lentur dan torsi dengan Von Mises pada titik yang sama.
  • Lakukan analisis fatik jika torsi atau lentur berubah.
  • Periksa kecepatan kritis, bantalan, alur pasak, dan sambungan.

Penerapan numerik

Contoh poros pejal

T = 1.000 N·m dan τizin = 60 MPa.

  1. Samakan satuan.
  2. Hitung Dmin = [16T/(πτizin)]^(1/3).
  3. Pilih diameter praktis di atasnya.
  4. Hitung ulang d = 31,8 mm dan τ = 78,61 MPa.

Hasil: Diameter teoritis sekitar 44 mm; pemilihan nyata dapat lebih besar.

Torsi Saint-Venant pada poros lingkaran. Buka sumber tepat ↗

Untuk memeriksa dan mendalami

Referensi langsung

Setiap tautan menuju halaman tepat dari mata kuliah, standar, atau publikasi yang digunakan, bukan halaman beranda umum.

  1. Sistem Satuan Internasional, edisi ke-9MIT OpenCourseWareRujukan resmi untuk satuan, simbol, dan konversi.
  2. University PhysicsOpenStaxBab terbuka tentang mekanika, fluida, listrik, dan termal.