Торсио́н (от — скручивание, кручение) — стержень из упругого материала, имеющий относительно небольшую крутильную жёсткость, высокую упругость и работающий на кручение.
Могут быть монолитными круглого или квадратного сечения, а также пластинчатыми — набранными из некоторого числа пластин, связанных друг с другом в пучок и совместно работающих на скручиваниеКрайнев А. Ф. Словарь-справочник по механизмам. Москва, «Машиностроение», 1987..
Основные формулы Угол закручивания сплошного торсиона в зависимости от приложенного момента силы модуля сдвига материала однородного по длине торсиона, его длины и полярного момента инерции выражается формулой:
Величину называют крутильной жёсткостью или торсионной жёсткостью, откуда:
Полярный момент инерции для сплошного стержня круглого сечения:
где — диаметр стержня.
Для полого вала в виде круглой трубы:
где — внешний диаметр трубы, — внутренний диаметр трубы.
Касательные напряжения , возникающие в условиях кручения, определяются по формуле:
где — расстояние от оси кручения.
Касательные напряжения достигают наибольшего значения на поверхности вала при и при максимальном крутящем моменте , то есть:
Это даёт возможность записать условие прочности при кручении в таком виде:
Используя это условие, можно или по известному крутящему моменту найти полярный момент сопротивления и далее, в зависимости от той или иной формы, найти размеры сечения, или зная размеры сечения, можно вычислить наибольшую величину крутящего момента, которую можно допустить в сечении, которое, в свою очередь, позволит найти допустимые величины внешних нагрузок:
где (для сплошного вала) или (для вала в виде трубы).
Применение
Маятники с торсионным подвесом; Торсионные возвратные пружины в измерительных приборах; Подвеска бронетехники и автомобилей (например, заднемоторных ЗАЗ и легковых моделей ЗИЛ, ЛуАЗ, передний мост Запорожца, а также многих французских моделей 1950-х — 1970-х годов, почти всех автомобилей Chrysler с конца 1950-х до 1980-х годов, автомобилей фирмы Mazda (Demio, Familia, Capella) конца 1990-х годов, Alfa Romeo, Suzuki SX4, и т. д.); Валы определённой конструкции для сглаживания ударов; В многопоточных редукторах для выравнивания моментов между соединёнными параллельно передачами; В античных метательных машинах некоторых типов использовались торсионы из органических волокон; Для уравновешивания тяжёлых открывающихся элементов конструкции (бронированная крышка люка в бронетехнике, крыша трансмиссии танков, кабина автомобилей «КамАЗ», крышка багажника автомобилей «Волга», «Жигули», «Москвич», секционные ворота, пружина дверцы морозильной камеры холодильников «Минск-10» и тому подобное); Торсионы используются для соединения вала и колец в подвеске динамически настраиваемых гироскопов.
Примечания
Ссылки Торсион в Бронетанковой энциклопедии
См. также Пружина Рессора Крутильный маятник
Категория:Детали машин и механизмов