Calculadora del Diámetro de un Eje a partir de la Potencia y la Velocidad (Torsión, Macizo y Hueco)
El menor eje macizo que transmite una potencia dada a una velocidad dada sin superar la tensión cortante admisible, y el eje hueco que hace el mismo trabajo con menos peso.
Resultados
Qué hace esta herramienta
La potencia y la velocidad dan el par, T = 9549 × kW ÷ rpm, y la torsión fija el diámetro: d = ∛(16T ÷ πτ). La raíz cúbica es indulgente: duplicar el par aumenta el diámetro solo un 26 %. Un eje hueco con un hueco igual a la mitad del diámetro exterior queda un 2 % más ancho que el macizo pero un 22 % más ligero, porque el material cercano al eje aporta poco. Es una comprobación solo a torsión: la flexión, los chaveteros, los golpes y la fatiga suelen exigir una tensión admisible menor o un factor de servicio mayor.
Fórmula
T = 9549 × P(kW) ÷ n(rpm) · d = ∛(16 T ÷ (π τ)) · hollow: D = ∛(16 T ÷ (π τ (1 − k⁴)))
Variables
| Símbolo | Significado | Unidad |
|---|---|---|
pw | Potencia transmitida | kW |
rp | Velocidad del eje | rpm |
ta | Tensión cortante admisible | MPa |
ks | Factor de servicio (golpes, arranques) | — |
kb | Relación del hueco de un eje hueco (diámetro interior ÷ exterior, 0 = macizo) | — |
DS | Diámetro mínimo de un eje macizo | mm |
T | Par transmitido | N·m |
DH | Diámetro exterior del eje hueco | mm |
DI | Diámetro interior del eje hueco | mm |
WT | Peso del eje hueco frente al macizo | % |
Ejemplo resuelto
- Potencia transmitida15 kW
- Velocidad del eje1500 rpm
- Tensión cortante admisible40 MPa
- Factor de servicio (golpes, arranques)1
- Relación del hueco de un eje hueco (diámetro interior ÷ exterior, 0 = macizo)0,5
- Diámetro mínimo de un eje macizo23,0 mm
- Par transmitido95,5 N·m
- Diámetro exterior del eje hueco23,5 mm
- Diámetro interior del eje hueco11,7 mm
- Peso del eje hueco frente al macizo78,3 %
Limitaciones
- Para trabajos que deban cumplir una norma o ser firmados, contraste el resultado con el reglamento aplicable y pida la revisión de un ingeniero cualificado.
- El resultado es una estimación basada solo en los valores introducidos. Las situaciones reales suelen incluir factores que esta calculadora desconoce.