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。

名前: ____________________   日付: ____________

1.やさしい
T = 1500 N·md = 60 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 = 1500 N·md = 60 mm
τmax = MPa
2.やさしい
d = 20 mmT = ?

直径 20 mm の中実丸軸は、許容せん断応力 100 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 = 100 MPa
Tmax = N·m
3.ふつう
do​ = 30, di​ = 23 mmT = 400 N·mL = 0.8 m

鋼製の中空軸（外径 30 mm、内径 23 mm、長さ 0.8 m）が一端で固定され、他端でトルク 400 N·m によりねじられる。ねじれ角 φ を度で求めよ。

T = 400 N·mdo = 30 mmdi = 23 mmL = 0.8 mG = 80 GPa
φ = °
4.ふつう
T = 100 N·md = 20 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 = 20 mmL = 0.8 mG = 39 GPa
φ = °
5.むずかしい
Td = ?

中実軸が 1500 rpm で 15 kW を伝達し、せん断応力が 50 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 = 15 kWN = 1500 rpmτallow = 50 MPa
d = mm
6.むずかしい
d = ?30 kW, 1000 rpm

鋼製の中実軸が 1000 rpm で 30 kW を伝達する。せん断応力は 75 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 = 30 kWN = 1000 rpmτallow = 75 MPaθallow = 1°/mG = 80 GPa
d = mm

解答

  1. 1. τmax = 35.37 MPa
  2. 2. Tmax = 157.1 N·m
  3. 3. φ = 4.403 °
  4. 4. φ = 7.482 °
  5. 5. d = 21.35 mm
  6. 6. d = 38.02 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。