샤프트 비틀림각 계산기

샤프트 비틀림각 계산기 사용법

토크, 샤프트 길이, 극관성모멘트, 전단탄성계수를 입력하면 샤프트가 비틀리는 각도를 계산할 수 있습니다. 결과는 라디안과 도 단위로 함께 표시되며, 일반적으로 확인하기 쉬운 도 단위 결과를 최종값으로 사용합니다.

계산 방법

비틀림각은 토크가 클수록 커지고, 샤프트가 길수록 커집니다. 반대로 극관성모멘트와 전단탄성계수가 클수록 샤프트의 비틀림 저항이 커져 비틀림각은 작아집니다.

계산기에서는 전단탄성계수 입력값인 $G$를 GPa에서 Pa로 변환한 뒤 비틀림각을 라디안으로 계산합니다. 이후 도 단위로 변환하기 위해 $180 \div \pi$를 곱합니다.

여기서 $T$는 토크(N·m), $L$은 샤프트 길이(m), $J$는 극관성모멘트(m⁴), $G$는 전단탄성계수(GPa)입니다.

계산 예시

• 상황 1: 토크가 100 N·m, 샤프트 길이가 1 m, 극관성모멘트가 0.000001 m⁴, 전단탄성계수가 80 GPa라면 라디안 비틀림각은 1.25 rad, 비틀림각은 약 71.62°입니다.
• 상황 2: 토크가 200 N·m, 샤프트 길이가 2 m, 극관성모멘트가 0.000002 m⁴, 전단탄성계수가 80 GPa라면 비틀림각은 약 143.24°입니다. 토크와 길이가 함께 증가하면 비틀림각도 커집니다.

사용 시 주의사항 및 활용 팁

• 본 계산기 결과는 균일한 샤프트와 일정한 토크를 가정한 단순 추정 참고용 수치입니다.
• 극관성모멘트의 단위는 반드시 m⁴로 통일하고, 전단탄성계수는 GPa 입력값이 자동으로 Pa로 변환되는지 확인하세요.
• 중공축, 단차축, 키홈이 있는 축, 여러 구간으로 구성된 축은 구간별 비틀림각을 합산해야 하므로 별도 검토가 필요합니다.
• 실제 설계에서는 비틀림각 제한뿐 아니라 최대 전단응력, 항복강도, 피로수명, 응력집중계수와 안전율을 함께 확인하세요.