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
do​ = 30, di​ = 18 mmT = 400 N·m

外径 30 mm、内径 18 mm の中空丸軸がトルク 400 N·m を受ける。最大せん断応力 τmax を求めよ。

T = 400 N·mdo = 30 mmdi = 18 mm
τmax = MPa
2.やさしい
d = 25 mmT = 250 N·m

直径 25 mm の中実軸がトルク 250 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 = 250 N·md = 25 mmρ = 9.4 mm
τρ = MPa
3.ふつう
d = 15 mmT = 20 N·m300 mmφ = 0.86°

ねじり試験で、直径 15 mm の中実試験片をトルク 20 N·m でねじる。標点距離 300 mm の両端は互いに 0.86° 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 = 20 N·md = 15 mmL = 300 mmφ = 0.86°
G = GPa
4.ふつう
d = ?T = 1500 N·mL = 0.5 m

長さ 0.5 m の黄銅製の中実軸がトルク 1500 N·m を受ける。両端間のねじれ角は 1° 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 = 1500 N·mL = 0.5 mG = 39 GPaφallow = 1°
d = mm
5.むずかしい
d = 30 mmT0​ = 400 N·mACBa = 1 mb = 2.5 m

直径 30 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 1 m、B から 2.5 m の C にトルク 400 N·m が作用する。 壁 A における反力トルク TA を求めよ。

d = 30 mmT0 = 400 N·ma = 1 mb = 2.5 m
TA = N·m
6.むずかしい
Td = ?

中実軸が 1450 rpm で 5 kW を伝達し、せん断応力が 40 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 = 5 kWN = 1450 rpmτallow = 40 MPa
d = mm

解答

  1. 1. τmax = 86.69 MPa
  2. 2. τρ = 61.28 MPa
  3. 3. G = 80.43 GPa
  4. 4. d = 57.88 mm
  5. 5. TA = 285.7 N·m
  6. 6. d = 16.12 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。