Arbeitsblatt Torsion von Wellen mit Lösungen

Eine Welle mit 1200 rpm überträgt ein konstantes Drehmoment von 250 N·m. Bestimme die übertragene Leistung P.

Eine Vollwelle mit 40 mm Durchmesser besteht aus einem Werkstoff mit einer zulässigen Schubspannung von 70 MPa. Bestimme das größte Drehmoment T_max, das die Welle übertragen kann.

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.

In einem Torsionsversuch wird eine Vollprobe mit 20 mm Durchmesser durch ein Drehmoment von 50 N·m verdreht. Die beiden Enden einer Messlänge von 250 mm verdrehen sich um 0,57° gegeneinander (der Werkstoff ist noch elastisch). Bestimme den Schubmodul G des Werkstoffs.

Eine Vollwelle aus Messing mit 50 mm Durchmesser ist an beiden Enden A und B in starren Wänden eingespannt. In C, 1 m von A und 2,5 m von B entfernt, wird ein Drehmoment von 500 N·m aufgebracht. Bestimme das Einspannmoment T_A an der Wand A.

Eine Hohlwelle soll 5 kW bei 1500 rpm übertragen. Ihr Innendurchmesser soll das 0,75-Fache ihres Außendurchmessers betragen, und die Schubspannung darf 80 MPa nicht überschreiten. Bestimme den kleinsten Außendurchmesser d_o.