Svenska ElektronikForumet

Hur lång måste en plattkil passande en 70mm axel vara för att klara ett moment på 1000Nm?

Beror väl på hur bred den är? Skjuvbrottgräns på kilen är väl också intressant.

Är inte kilarna "standardiserade"? Så man kan kolla sånt i nån tabell?

Jo någon standard finns, man brukar ha en viss bredd på kilen i förhållande till diameter på axel..

Vad jag vill veta är vad jag behöver för kil till en 70mm axel för att den skall tåla 1000Nm.
Eller formler för att kunna räkna själv, har sökt på nätet men inte hittat något av nytta..

Force=skjuvspänning*tvärsnittsarean

Force=(1000/35)*1000 Newton

Sedan får du räkna ut vilken tvärsnittarea du behöver för ett givet material.

Det du kallar skjuvspänning vad är det, är det samma som brottsgränsen? tex 600 N/mm2..

Nej inte alls. Skjuvning är att jämföra med att klippa t.ex. plåt och det går åt mycket mindre med kraft jämfört med att dra itu den.

Har för mig att man kan räkna med 0.6*sträckgränsen.

Lite grundläggande hållfasthetsbegrepp enligt nedan.

Skjuvspänning
http://sv.wikipedia.org/wiki/Skjuvsp%C3%A4nning

Dragspänning
http://sv.wikipedia.org/wiki/Dragsp%C3%A4nning

Vridmoment
http://sv.wikipedia.org/wiki/Vridmoment

Hmm, oki... Men vart hittar man skjuvspänningen för kilstål då? Google verkar inte veta svaret, eller är det bara jag som är kass. Verkstadshandboken hade inte heller svaret, skall göra ett försök med karlebohandboken..

Jo wikipedia har jag besökt..

Eller kan man säga så, nu blev det rörigt. Eller är skjuvspänningen kraften som kilen tex utsätts för? Men det måste ju finnas någon konstant för materialet ifråga. Vad heter den?

Skjuvning heter shearing på engelska.

Shear modulus definieras som kvoten mellan shear stress och shear strain, d.v.s. mellan F/A och deformationen, och mäts tydligen i pascal.

(Hmm, 1 Pa = 1 N/m² och "F/A" => N/m², vilket betyder att deformationen måste vara ett dimensionslöst mått av nåt slag?)

1000 Nm 35 mm från axelns centrum ger ca 28,6 kN. Dela det med den tvärsnittsarea (m²) hos kilen som ligger längs axelns utsida för att få den shear stress ("skjuvpåkänning"?) som kilen kommer att utsättas för.

Kan du sen ta reda på den maximala deformationen som kilen tål innan den går sönder, och kilmaterialets "shear strain", så borde du kunna räkna ut vilken skjuvpåkänning den ska klara och alltså hur stor tvärsnittsarean måste vara.

Allt det här är ju akademiskt förstås, i verkligheten har jag ingen aning...

Om man har dragsträckgränsen så kan man för ett stål använda förhållandet att Skjuvsträckgränsen = 0,58 * Dragsträckgränsen

Se även:
http://www.roymech.co.uk/Useful_Tables/ ... ensile.htm

Räkna sedan ut skjuvspänningen i kilen som Tau = F/A
A = Skjuvarean för kilen = Kilens Ingrepps Längd * Bredd

Vridmomentet Mv = F * L
där L är din hävarm som i fallet med din 70 mm axel blir 70/2 = 35 mm eller 0,035 m om du vill använda SI-enheter. Räknar du med SI enheter hela vägen så får du spänningen i Pa.

Om du endast har Brottgränsen för kilens material så kan du approximera att Sträckgränsen är ca 80% av Brottgränsen, gäller för tex 8.8 skruvar som har Sträckgränsen 800 MPa och sträckgränsen 0,8*800=640 MPa.
Så om Brottgränsen är 600 MPa -> Sträckgränsen är 480 MPa.

Sedan får du bestämma vilken säkerhetsfaktor du vill använda. Detta är beroende av hur väl du känner lasten, hur bra materialdata du har, samt hur väl du räknar fram påkänningen i materialet.

Om du vill vara konservativ kanske en faktor 3 mot sträckgräns kan vara ett alternativ. Denna säkerhetsfaktor används t.ex. för lyftverktyg, som bör ha stor säkerhet mot kollaps, då man helst inte vill bli mosad av det man lyfter.

Lycka till.

Ja nu trillade nog poletten ner. 103 mm2 yta är då vad jag behöver om kilen har 600N/mm2 brottsgräns... tror jag..

Edit: Å det utan säkerhetsfaktor.

Ja det stämmer, men då dimensionerar du mot sträckgränsen utan någon säkerhetsfaktor, vilket jag inte skulle rekomendera om du inte vet exakt vad du håller på med och har koll på de parametrar jag nämnde i tidigare inlägg. Vanligtvis har man en rätt så konservativ dimensioneringsfilosofi om man har råd med det. Varför riskera något i onödan.
Kör med säkerhetsfaktor 3 ggr mot sträckgräns.
Eller medför det för stora begränsningar i din design?

Nedå den kommer nog bli betydligt kraftigare. Utrymmet jag har är kanske 4 cm långt för kilen, så om den bara skulle vara säg 10mm bred så blir det 400mm2.. Ville bara se så att man inte var helt fel ute..
Å nä, jag vet inte exakt vad jag håller på med, och som det då oftast blir så blir det överdimensionerat..

Tack för hjälpen alla!

Här finns lite bilder på vad vi försöker bygga: http://www.maskinisten.net/viewtopic.php?t=8224

Kilen kommer sitta i kraftöverföringen mellan hugg och motor..