1.やさしい
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 = 750 N·md = 30 mm
τmax = MPa
解答つき軸のねじりワークシート
2.やさしい
直径 30 mm の中実軸がトルク 100 N·m を受ける。中心から半径 9 mm の位置におけるせん断応力 τρ を求めよ。
T = 100 N·md = 30 mmρ = 9 mm
τρ = MPa
3.ふつう
黄銅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 = 50 mmL = 0.8 mG = 39 GPa
φ = °
4.ふつう
ねじり試験で、直径 10 mm の中実試験片をトルク 30 N·m でねじる。標点距離 400 mm の両端は互いに 8.75° 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 = 30 N·md = 10 mmL = 400 mmφ = 8.75°
G = GPa
5.むずかしい
中空軸が 1500 rpm で 20 kW を伝達しなければならない。 内径は外径の 0.8 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。
P = 20 kWN = 1500 rpmdi/do = 0.8τallow = 50 MPa
do = mm
6.むずかしい
中空軸が 1450 rpm で 30 kW を伝達する。軸の最大せん断応力 τmax を求めよ。
P = 30 kWN = 1450 rpmdo = 50 mmdi = 40 mm
τmax = MPa
解答
- 1. τmax = 141.5 MPa
- 2. τρ = 11.32 MPa
- 3. φ = 1.915 °
- 4. G = 80.04 GPa
- 5. do = 28.01 mm
- 6. τmax = 13.63 MPa
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。