1.Leicht
Eine Vollwelle mit 50 mm Durchmesser besteht aus einem Werkstoff mit einer zulässigen Schubspannung von 50 MPa. Bestimme das größte Drehmoment Tmax, das die Welle übertragen kann.
d = 50 mmτallow = 50 MPa
Tmax = N·m
Arbeitsblatt Torsion von Wellen mit Lösungen
2.Leicht
Eine Vollwelle mit 25 mm Durchmesser besteht aus einem Werkstoff mit einer zulässigen Schubspannung von 50 MPa. Bestimme das größte Drehmoment Tmax, das die Welle übertragen kann.
d = 25 mmτallow = 50 MPa
Tmax = N·m
3.Mittel
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 = 100 N·md = 25 mmL = 3 mG = 26 GPa
φ = °
4.Mittel
In einem Torsionsversuch wird eine Vollprobe mit 20 mm Durchmesser durch ein Drehmoment von 75 N·m verdreht. Die beiden Enden einer Messlänge von 250 mm verdrehen sich um 1,75° gegeneinander (der Werkstoff ist noch elastisch). Bestimme den Schubmodul G des Werkstoffs.
T = 75 N·md = 20 mmL = 250 mmφ = 1,75°
G = GPa
5.Schwer
Eine Vollwelle soll 75 kW bei 750 U/min übertragen, ohne dass die Schubspannung 80 MPa überschreitet. Bestimme den kleinsten geeigneten Durchmesser d.
P = 75 kWN = 750 rpmτallow = 80 MPa
d = mm
6.Schwer
Eine Vollwelle aus Stahl mit 50 mm Durchmesser ist in A eingespannt. In B, 0,5 m von A entfernt, wirkt ein Drehmoment von 400 N·m, und am freien Ende C, weitere 1,2 m entfernt, wirkt ein Drehmoment von 2000 N·m im entgegengesetzten Drehsinn. Bestimme den Betrag des Verdrehwinkels φC des Endes C in Grad.
d = 50 mmTB = 400 N·mTC = 2000 N·mAB = 0,5 mBC = 1,2 mG = 80 GPa
φC = °
Lösungsschlüssel
- 1. Tmax = 1227 N·m
- 2. Tmax = 153,4 N·m
- 3. φ = 17,24 °
- 4. G = 39,08 GPa
- 5. d = 39,32 mm
- 6. φC = 3,735 °
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