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 = 1500 N·md = 60 mm

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

T = 1500 N·md = 60 mm
τmax = MPa
2.Leicht
do​ = 100, di​ = 70 mmT = 2000 N·m

Eine Hohlwelle mit 100 mm Außendurchmesser und 70 mm Innendurchmesser überträgt ein Drehmoment von 2000 N·m. Bestimme die maximale Schubspannung τmax.

T = 2000 N·mdo = 100 mmdi = 70 mm
τmax = MPa
3.Mittel
T = 250 N·md = 40 mmL = 1,2 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 = 250 N·md = 40 mmL = 1,2 mG = 26 GPa
φ = °
4.Mittel
do​ = 50, di​ = 38 mmT = 250 N·mL = 2,5 m

Eine Hohlwelle aus Aluminium (Außendurchmesser 50 mm, Innendurchmesser 38 mm, Länge 2,5 m) ist an einem Ende eingespannt und wird am anderen durch ein Drehmoment von 250 N·m verdreht. Bestimme den Verdrehwinkel φ in Grad.

T = 250 N·mdo = 50 mmdi = 38 mmL = 2,5 mG = 26 GPa
φ = °
5.Schwer
Td = ?

Eine Vollwelle soll 20 kW bei 1800 U/min übertragen, ohne dass die Schubspannung 40 MPa überschreitet. Bestimme den kleinsten geeigneten Durchmesser d.

P = 20 kWN = 1800 rpmτallow = 40 MPa
d = mm
6.Schwer
d = ?10 kW, 1500 rpm

Eine Vollwelle aus Stahl überträgt 10 kW bei 1500 rpm. Die Schubspannung darf 60 MPa nicht überschreiten, und die Verdrehung darf 0,5° pro m Länge nicht überschreiten. Bestimme den kleinsten Durchmesser d, der beide Grenzen einhält.

P = 10 kWN = 1500 rpmτallow = 60 MPaθallow = 0,5°/mG = 80 GPa
d = mm

Lösungsschlüssel

  1. 1. τmax = 35,37 MPa
  2. 2. τmax = 13,4 MPa
  3. 3. φ = 2,63 °
  4. 4. φ = 3,368 °
  5. 5. d = 23,82 mm
  6. 6. d = 31,04 mm

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