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
do​ = 60, di​ = 42 mmT = 2000 N·m

外径 60 mm、内径 42 mm の中空丸軸がトルク 2000 N·m を受ける。最大せん断応力 τmax を求めよ。

T = 2000 N·mdo = 60 mmdi = 42 mm
τmax = MPa
2.やさしい
d = 30 mmT = ?

直径 30 mm の中実丸軸は、許容せん断応力 70 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 = 30 mmτallow = 70 MPa
Tmax = N·m
3.ふつう
d1​ = 40 mmd2​ = 25 mmT = 100 N·mABC0.5 m2.5 m

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 0.5 m、区間 BC は直径 25 mm、長さ 2.5 m である。自由端 C にトルク 100 N·m が作用する。 端 C のねじれ角 φC を度で求めよ。

T = 100 N·md1 = 40 mm, L1 = 0.5 md2 = 25 mm, L2 = 2.5 mG = 26 GPa
φC = °
4.ふつう
T = 1000 N·md = 25 mmL = 0.8 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 = 1000 N·md = 25 mmL = 0.8 mG = 80 GPa
φ = °
5.むずかしい
Td = ?

中実軸が 1450 rpm で 100 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 = 100 kWN = 1450 rpmτallow = 75 MPa
d = mm
6.むずかしい
Tdo​ = 75 mm, di​ = 38 mm

中空軸が 1500 rpm で 75 kW を伝達する。軸の最大せん断応力 τmax を求めよ。

P = 75 kWN = 1500 rpmdo = 75 mmdi = 38 mm
τmax = MPa

解答

  1. 1. τmax = 62.06 MPa
  2. 2. Tmax = 371.1 N·m
  3. 3. φC = 14.8 °
  4. 4. φ = 14.94 °
  5. 5. d = 35.5 mm
  6. 6. τmax = 6.171 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。