Arbeitsblatt Torsion von Wellen mit Lösungen

Kostenloses Arbeitsblatt Torsion von Wellen zum Ausdrucken: 6 Aufgaben von leicht bis Prüfungsniveau, mit Lösungsschlüssel. Drucke es aus oder speichere es als PDF.

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1.Leicht
N = 300 rpmT = 100 N·m

Eine Welle mit 300 rpm überträgt ein konstantes Drehmoment von 100 N·m. Bestimme die übertragene Leistung P.

T = 100 N·mN = 300 rpm
P = kW
2.Leicht
do​ = 60, di​ = 42 mmT = 200 N·m

Eine Hohlwelle mit 60 mm Außendurchmesser und 42 mm Innendurchmesser überträgt ein Drehmoment von 200 N·m. Bestimme die maximale Schubspannung τmax.

T = 200 N·mdo = 60 mmdi = 42 mm
τmax = MPa
3.Mittel
T = 500 N·md = 30 mmL = 0,5 mφ = ?

Eine Vollwelle aus Aluminium ist an der Wand eingespannt und wird an ihrem freien Ende durch ein Drehmoment T verdreht. Bestimme den Verdrehwinkel φ des freien Endes in Grad.

T = 500 N·md = 30 mmL = 0,5 mG = 26 GPa
φ = °
4.Mittel
T = 500 N·md = 25 mmL = 1 mφ = ?

Eine Vollwelle aus Stahl ist an der Wand eingespannt und wird an ihrem freien Ende durch ein Drehmoment T verdreht. Bestimme den Verdrehwinkel φ des freien Endes in Grad.

T = 500 N·md = 25 mmL = 1 mG = 80 GPa
φ = °
5.Schwer
Td = ?

Eine Vollwelle soll 20 kW bei 1800 U/min übertragen, ohne dass die Schubspannung 60 MPa überschreitet. Bestimme den kleinsten geeigneten Durchmesser d.

P = 20 kWN = 1800 rpmτallow = 60 MPa
d = mm
6.Schwer
d = ?20 kW, 500 rpm

Eine Vollwelle aus Aluminium überträgt 20 kW bei 500 rpm. Die Schubspannung darf 50 MPa nicht überschreiten, und die Verdrehung darf 1° pro m Länge nicht überschreiten. Bestimme den kleinsten Durchmesser d, der beide Grenzen einhält.

P = 20 kWN = 500 rpmτallow = 50 MPaθallow = 1°/mG = 26 GPa
d = mm

Lösungsschlüssel

  1. 1. P = 3,142 kW
  2. 2. τmax = 6,206 MPa
  3. 3. φ = 6,928 °
  4. 4. φ = 9,338 °
  5. 5. d = 20,81 mm
  6. 6. d = 54,11 mm

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