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 = 25 mmT = 100 N·m

直径 25 mm の中実軸がトルク 100 N·m を受ける。中心から半径 9.4 mm の位置におけるせん断応力 τρ を求めよ。

T = 100 N·md = 25 mmρ = 9.4 mm
τρ = MPa
2.やさしい
T = 1000 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 = 1000 N·md = 30 mm
τmax = MPa
3.ふつう
d = ?T = 200 N·mL = 2 m

長さ 2 m の鋼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 2° 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 = 2 mG = 80 GPaφallow = 2°
d = mm
4.ふつう
do​ = ?T = 250 N·m

中空軸がトルク 250 N·m を受けなければならない。 内径は外径の 0.7 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。

T = 250 N·mdi/do = 0.7τallow = 50 MPa
do = mm
5.むずかしい
Td = ?

中実軸が 3000 rpm で 50 kW を伝達し、せん断応力が 80 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 = 50 kWN = 3000 rpmτallow = 80 MPa
d = mm
6.むずかしい
d = 60 mmTB​ = 1500 N·mTC​ = 100 N·mABC3 m3 m

直径 60 mm のアルミニウム製の中実軸が A で固定されている。A から 3 m の B にトルク 1500 N·m が作用し、さらに 3 m 先の自由端 C に逆向きのトルク 100 N·m が作用する。 端 C のねじれ角の大きさ φC を度で求めよ。

d = 60 mmTB = 1500 N·mTC = 100 N·mAB = 3 mBC = 3 mG = 26 GPa
φC = °

解答

  1. 1. τρ = 24.51 MPa
  2. 2. τmax = 188.6 MPa
  3. 3. d = 34.75 mm
  4. 4. do = 32.24 mm
  5. 5. d = 21.64 mm
  6. 6. φC = 6.755 °

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。