解答つき軸のねじりワークシート

無料で印刷できる軸のねじりのワークシート：やさしい問題から試験レベルまで 6 問、解答つき。印刷するか PDF で保存できます。

新しいワークシートヒントつきでオンライン練習

先生方へ： 授業で自由に印刷・コピーしてお使いいただけます。新しいワークシートごとに数値が変わり、専用の解答が付きます。授業ページに ExamProblems へのリンクを載せていただけると嬉しいです。

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1.やさしい
T = 1000 N·md = 30 mm

中実丸軸がトルク T を受ける。軸の最大せん断応力 τmax を求めよ。

T = 1000 N·md = 30 mm
τmax = MPa
2.やさしい
N = 1200 rpmT = ?

モータが 1200 rpm で回転する軸に 7.5 kW を供給する。軸のトルク T を求めよ。

P = 7.5 kWN = 1200 rpm
T = N·m
3.ふつう
do​ = ?T = 200 N·m

中空軸がトルク 200 N·m を受けなければならない。 内径は外径の 0.75 倍とし、せん断応力は 50 MPa を超えてはならない。最小の外径 do を求めよ。

T = 200 N·mdi/do = 0.75τallow = 50 MPa
do = mm
4.ふつう
d = 10 mmT = 40 N·m250 mmφ = 7.3°

ねじり試験で、直径 10 mm の中実試験片をトルク 40 N·m でねじる。標点距離 250 mm の両端は互いに 7.3° 回転する（材料はまだ弾性域にある）。材料の横弾性係数 G を求めよ。

T = 40 N·md = 10 mmL = 250 mmφ = 7.3°
G = GPa
5.むずかしい
Tdo​ = 60 mm, di​ = 45 mm

中空軸が 300 rpm で 100 kW を伝達する。軸の最大せん断応力 τmax を求めよ。

P = 100 kWN = 300 rpmdo = 60 mmdi = 45 mm
τmax = MPa
6.むずかしい
d = 60 mmT0​ = 1000 N·mACBa = 3 mb = 2.5 m

直径 60 mm の鋼製の中実軸が、両端 A と B で剛な壁に固定されている。A から 3 m、B から 2.5 m の C にトルク 1000 N·m が作用する。 壁 A における反力トルク TA を求めよ。

d = 60 mmT0 = 1000 N·ma = 3 mb = 2.5 m
TA = N·m

解答

  1. 1. τmax = 188.6 MPa
  2. 2. T = 59.68 N·m
  3. 3. do = 31 mm
  4. 4. G = 79.95 GPa
  5. 5. τmax = 109.8 MPa
  6. 6. TA = 454.5 N·m

ステップごとの詳しい解答：このトピックは examproblems.com で練習できます。