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 = 400 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 = 400 N·md = 30 mm
τmax = MPa
2.やさしい
do​ = 60, di​ = 30 mmT = 1000 N·m

外径 60 mm、内径 30 mm の中空丸軸がトルク 1000 N·m を受ける。最大せん断応力 τmax を求めよ。

T = 1000 N·mdo = 60 mmdi = 30 mm
τmax = MPa
3.ふつう
d1​ = 40 mmd2​ = 30 mmT = 400 N·mABC1.2 m1.2 m

鋼製の段付き中実軸が A で固定されている。区間 AB は直径 40 mm、長さ 1.2 m、区間 BC は直径 30 mm、長さ 1.2 m である。自由端 C にトルク 400 N·m が作用する。 端 C のねじれ角 φC を度で求めよ。

T = 400 N·md1 = 40 mm, L1 = 1.2 md2 = 30 mm, L2 = 1.2 mG = 80 GPa
φC = °
4.ふつう
T = 100 N·md = 40 mmL = 2.5 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 = 40 mmL = 2.5 mG = 26 GPa
φ = °
5.むずかしい
do​ = ?30 kW, 1450 rpm

中空軸が 1450 rpm で 30 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 75 MPa を超えてはならない。最小の外径 do を求めよ。

P = 30 kWN = 1450 rpmdi/do = 0.8τallow = 75 MPa
do = mm
6.むずかしい
d = 50 mmT0​ = 400 N·mACBa = 1.2 mb = 0.8 m

直径 50 mm のアルミニウム製の中実軸が、両端 A と B で剛な壁に固定されている。A から 1.2 m、B から 0.8 m の C にトルク 400 N·m が作用する。 壁 A における反力トルク TA を求めよ。

d = 50 mmT0 = 400 N·ma = 1.2 mb = 0.8 m
TA = N·m

解答

  1. 1. τmax = 75.45 MPa
  2. 2. τmax = 25.15 MPa
  3. 3. φC = 5.691 °
  4. 4. φ = 2.192 °
  5. 5. do = 28.32 mm
  6. 6. TA = 160 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。