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。

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
T = 750 N·md = 50 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 = 750 N·md = 50 mm
τmax = MPa
2.やさしい
N = 1450 rpmT = ?

モータが 1450 rpm で回転する軸に 30 kW を供給する。軸のトルク T を求めよ。

P = 30 kWN = 1450 rpm
T = N·m
3.ふつう
d = 15 mmT = 50 N·m400 mmφ = 2.88°

ねじり試験で、直径 15 mm の中実試験片をトルク 50 N·m でねじる。標点距離 400 mm の両端は互いに 2.88° 回転する(材料はまだ弾性域にある)。材料の横弾性係数 G を求めよ。

T = 50 N·md = 15 mmL = 400 mmφ = 2.88°
G = GPa
4.ふつう
T = 100 N·md = 25 mmL = 1.2 mφ = ?

アルミニウム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 = 1.2 mG = 26 GPa
φ = °
5.むずかしい
Td = ?

中実軸が 1800 rpm で 75 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 = 75 kWN = 1800 rpmτallow = 50 MPa
d = mm
6.むずかしい
Td = ?

中実軸が 750 rpm で 10 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 = 10 kWN = 750 rpmτallow = 80 MPa
d = mm

解答

  1. 1. τmax = 30.56 MPa
  2. 2. T = 197.6 N·m
  3. 3. G = 80.06 GPa
  4. 4. φ = 6.896 °
  5. 5. d = 34.35 mm
  6. 6. d = 20.09 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。