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
d = 60 mmT = ?

直径 60 mm の中実丸軸は、許容せん断応力 60 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 = 60 mmτallow = 60 MPa
Tmax = N·m
2.やさしい
N = 1000 rpmT = 150 N·m

1000 rpm で回転する軸が一定のトルク 150 N·m を受ける。伝達する動力 P を求めよ。

T = 150 N·mN = 1000 rpm
P = kW
3.ふつう
T = 500 N·md = 30 mmL = 1.2 mφ = ?

鋼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 = 30 mmL = 1.2 mG = 80 GPa
φ = °
4.ふつう
T = 100 N·md = 25 mmL = 0.8 mφ = ?

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 = 100 N·md = 25 mmL = 0.8 mG = 39 GPa
φ = °
5.むずかしい
d = ?5 kW, 1000 rpm

鋼製の中実軸が 1000 rpm で 5 kW を伝達する。せん断応力は 80 MPa を、ねじれ角は長さ m あたり 1° 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 = 5 kWN = 1000 rpmτallow = 80 MPaθallow = 1°/mG = 80 GPa
d = mm
6.むずかしい
Td = ?

中実軸が 1450 rpm で 30 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 = 30 kWN = 1450 rpmτallow = 75 MPa
d = mm

解答

  1. 1. Tmax = 2545 N·m
  2. 2. P = 15.71 kW
  3. 3. φ = 5.404 °
  4. 4. φ = 3.065 °
  5. 5. d = 24.29 mm
  6. 6. d = 23.76 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。