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 = 200 N·md = 40 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 = 200 N·md = 40 mm
τmax = MPa
2.やさしい
N = 750 rpmT = 400 N·m

750 rpm で回転する軸が一定のトルク 400 N·m を受ける。伝達する動力 P を求めよ。

T = 400 N·mN = 750 rpm
P = kW
3.ふつう
d = 12 mmT = 20 N·m400 mmφ = 5.77°

ねじり試験で、直径 12 mm の中実試験片をトルク 20 N·m でねじる。標点距離 400 mm の両端は互いに 5.77° 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 = 20 N·md = 12 mmL = 400 mmφ = 5.77°
G = GPa
4.ふつう
T = 100 N·md = 20 mmL = 0.5 mφ = ?

アルミニウム製の中実軸が壁に固定され、自由端でトルク T によりねじられる。自由端のねじれ角 φ を度で求めよ。

T = 100 N·md = 20 mmL = 0.5 mG = 26 GPa
φ = °
5.むずかしい
Tdo​ = 40 mm, di​ = 28 mm

中空軸が 750 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 = 750 rpmdo = 40 mmdi = 28 mm
τmax = MPa
6.むずかしい
Td = ?

中実軸が 500 rpm で 5 kW を伝達し、せん断応力が 80 MPa を超えないようにしたい。条件を満たす最小直径 d を求めよ。

P = 5 kWN = 500 rpmτallow = 80 MPa
d = mm

解答

  1. 1. τmax = 15.92 MPa
  2. 2. P = 31.42 kW
  3. 3. G = 39.02 GPa
  4. 4. φ = 7.015 °
  5. 5. τmax = 133.3 MPa
  6. 6. d = 18.25 mm

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。