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
T = 200 N·md = 20 mm

Eine Vollwelle mit Kreisquerschnitt überträgt ein Drehmoment T. Bestimme die maximale Schubspannung τmax in der Welle.

T = 200 N·md = 20 mm
τmax = MPa
2.Leicht
N = 300 rpmT = ?

Ein Motor liefert 22 kW an eine Welle mit 300 rpm. Bestimme das Drehmoment T in der Welle.

P = 22 kWN = 300 rpm
T = N·m
3.Mittel
T = 100 N·md = 30 mmL = 1 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 = 100 N·md = 30 mmL = 1 mG = 26 GPa
φ = °
4.Mittel
do​ = ?T = 1500 N·m

Eine Hohlwelle soll ein Drehmoment von 1500 N·m übertragen. Ihr Innendurchmesser soll das 0,75-Fache ihres Außendurchmessers betragen, und die Schubspannung darf 80 MPa nicht überschreiten. Bestimme den kleinsten Außendurchmesser do.

T = 1500 N·mdi/do = 0,75τallow = 80 MPa
do = mm
5.Schwer
Td = ?

Eine Vollwelle soll 15 kW bei 3000 U/min übertragen, ohne dass die Schubspannung 80 MPa überschreitet. Bestimme den kleinsten geeigneten Durchmesser d.

P = 15 kWN = 3000 rpmτallow = 80 MPa
d = mm
6.Schwer
d = ?50 kW, 1500 rpm

Eine Vollwelle aus Messing überträgt 50 kW bei 1500 rpm. Die Schubspannung darf 80 MPa nicht überschreiten, und die Verdrehung darf 0,25° pro m Länge nicht überschreiten. Bestimme den kleinsten Durchmesser d, der beide Grenzen einhält.

P = 50 kWN = 1500 rpmτallow = 80 MPaθallow = 0,25°/mG = 39 GPa
d = mm

Lösungsschlüssel

  1. 1. τmax = 127,3 MPa
  2. 2. T = 700,3 N·m
  3. 3. φ = 2,771 °
  4. 4. do = 51,89 mm
  5. 5. d = 14,49 mm
  6. 6. d = 66,07 mm

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