1.やさしい
直径 20 mm の中実丸軸は、許容せん断応力 40 MPa の材料でできている。この軸が伝えられる最大トルク Tmax を求めよ。
d = 20 mmτallow = 40 MPa
Tmax = N·m
解答つき軸のねじりワークシート
2.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 = 100 N·md = 40 mm
τmax = MPa
3.ふつう
長さ 2.5 m のアルミニウム製の中実軸がトルク 100 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 = 100 N·mL = 2.5 mG = 26 GPaφallow = 1.5°
d = mm
4.ふつう
アルミニウム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 m、区間 BC は直径 20 mm、長さ 2.5 m である。自由端 C にトルク 250 N·m が作用する。 軸の最大せん断応力 τmax を求めよ。
T = 250 N·md1 = 40 mm, L1 = 1 md2 = 20 mm, L2 = 2.5 m
τmax = MPa
5.むずかしい
黄銅製の中実軸が 1450 rpm で 30 kW を伝達する。せん断応力は 40 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 = 1450 rpmτallow = 40 MPaθallow = 0.25°/mG = 39 GPa
d = mm
6.むずかしい
中実軸が 3000 rpm で 5 kW を伝達し、せん断応力が 40 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 = 3000 rpmτallow = 40 MPa
d = mm
解答
- 1. Tmax = 62.83 N·m
- 2. τmax = 7.958 MPa
- 3. d = 43.98 mm
- 4. τmax = 159.2 MPa
- 5. d = 58.64 mm
- 6. d = 12.65 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。