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
do​ = 40, di​ = 32 mmT = 200 N·m

外径 40 mm、内径 32 mm の中空丸軸がトルク 200 N·m を受ける。最大せん断応力 τmax を求めよ。

T = 200 N·mdo = 40 mmdi = 32 mm
τmax = MPa
2.やさしい
do​ = 30, di​ = 21 mmT = 400 N·m

外径 30 mm、内径 21 mm の中空丸軸がトルク 400 N·m を受ける。最大せん断応力 τmax を求めよ。

T = 400 N·mdo = 30 mmdi = 21 mm
τmax = MPa
3.ふつう
T = 1000 N·md = 40 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 = 1000 N·md = 40 mmL = 0.5 mG = 26 GPa
φ = °
4.ふつう
d = ?T = 200 N·mL = 1 m

長さ 1 m の黄銅製の中実軸がトルク 200 N·m を受ける。両端間のねじれ角は 1.5° を超えてはならない。この制限を満たす最小の直径 d を求めよ。

T = 200 N·mL = 1 mG = 39 GPaφallow = 1.5°
d = mm
5.むずかしい
d = 40 mmTB​ = 100 N·mTC​ = 2000 N·mABC0.5 m2.5 m

直径 40 mm の鋼製の中実軸が A で固定されている。A から 0.5 m の B にトルク 100 N·m が作用し、さらに 2.5 m 先の自由端 C に逆向きのトルク 2000 N·m が作用する。 軸の最大せん断応力 τmax を求めよ。

d = 40 mmTB = 100 N·mTC = 2000 N·mAB = 0.5 mBC = 2.5 m
τmax = MPa
6.むずかしい
d = ?30 kW, 300 rpm

アルミニウム製の中実軸が 300 rpm で 30 kW を伝達する。せん断応力は 60 MPa を、ねじれ角は長さ m あたり 0.25° を超えてはならない。両方の制限を満たす最小の直径 d を求めよ。

P = 30 kWN = 300 rpmτallow = 60 MPaθallow = 0.25°/mG = 26 GPa
d = mm

解答

  1. 1. τmax = 26.96 MPa
  2. 2. τmax = 99.29 MPa
  3. 3. φ = 4.384 °
  4. 4. d = 37.58 mm
  5. 5. τmax = 159.2 MPa
  6. 6. d = 96.23 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。