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。

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 = 20 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 = 20 mm
τmax = MPa
2.やさしい
d = 40 mmT = 750 N·m

直径 40 mm の中実軸がトルク 750 N·m を受ける。中心から半径 8 mm の位置におけるせん断応力 τρ を求めよ。

T = 750 N·md = 40 mmρ = 8 mm
τρ = MPa
3.ふつう
T = 500 N·md = 25 mmL = 0.8 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 = 500 N·md = 25 mmL = 0.8 mG = 26 GPa
φ = °
4.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 0.5 倍とし、せん断応力は 80 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 = 0.5τallow = 80 MPa
do = mm
5.むずかしい
Td = ?

中実軸が 1450 rpm で 15 kW を伝達し、せん断応力が 75 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 = 15 kWN = 1450 rpmτallow = 75 MPa
d = mm
6.むずかしい
Td = ?

中実軸が 1800 rpm で 20 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 = 20 kWN = 1800 rpmτallow = 80 MPa
d = mm

解答

  1. 1. τmax = 127.3 MPa
  2. 2. τρ = 23.87 MPa
  3. 3. φ = 22.99 °
  4. 4. do = 23.86 mm
  5. 5. d = 18.86 mm
  6. 6. d = 18.9 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。