1.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 = 250 N·md = 60 mm
τmax = MPa
解答つき軸のねじりワークシート
2.やさしい
直径 20 mm の中実軸がトルク 200 N·m を受ける。中心から半径 4 mm の位置におけるせん断応力 τρ を求めよ。
T = 200 N·md = 20 mmρ = 4 mm
τρ = MPa
3.ふつう
黄銅製の段付き中実軸が A で固定されている。区間 AB は直径 75 mm、長さ 0.8 m、区間 BC は直径 25 mm、長さ 1 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 = 75 mm, L1 = 0.8 md2 = 25 mm, L2 = 1 mG = 39 GPa
φC = °
4.ふつう
中空軸がトルク 2000 N·m を受けなければならない。 内径は外径の 0.6 倍とし、せん断応力は 40 MPa を超えてはならない。最小の外径 do を求めよ。
T = 2000 N·mdi/do = 0.6τallow = 40 MPa
do = mm
5.むずかしい
直径 50 mm の黄銅製の中実軸が、両端 A と B で剛な壁に固定されている。A から 0.5 m、B から 1 m の C にトルク 2000 N·m が作用する。 軸の最大せん断応力 τmax を求めよ。
d = 50 mmT0 = 2000 N·ma = 0.5 mb = 1 m
τmax = MPa
6.むずかしい
中空軸が 500 rpm で 10 kW を伝達する。軸の最大せん断応力 τmax を求めよ。
P = 10 kWN = 500 rpmdo = 50 mmdi = 25 mm
τmax = MPa
解答
- 1. τmax = 5.895 MPa
- 2. τρ = 50.93 MPa
- 3. φC = 15.47 °
- 4. do = 66.39 mm
- 5. τmax = 54.32 MPa
- 6. τmax = 8.3 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。