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 = 2000 N·md = 40 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 の中実丸軸は、許容せん断応力 50 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 = 50 MPa
Tmax = N·m
3.ふつう
中空軸がトルク 100 N·m を受けなければならない。 内径は外径の 0.8 倍とし、せん断応力は 60 MPa を超えてはならない。最小の外径 do を求めよ。
T = 100 N·mdi/do = 0.8τallow = 60 MPa
do = mm
4.ふつう
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 = 30 mmL = 1 mG = 80 GPa
φ = °
5.むずかしい
直径 40 mm の鋼製の中実軸が A で固定されている。A から 0.8 m の B にトルク 200 N·m が作用し、さらに 1.5 m 先の自由端 C に同じ向きのトルク 200 N·m が作用する。 軸の最大せん断応力 τmax を求めよ。
d = 40 mmTB = 200 N·mTC = 200 N·mAB = 0.8 mBC = 1.5 m
τmax = MPa
6.むずかしい
鋼製の中実軸が 1450 rpm で 10 kW を伝達する。せん断応力は 60 MPa を、ねじれ角は長さ m あたり 0.75° 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 = 10 kWN = 1450 rpmτallow = 60 MPaθallow = 0.75°/mG = 80 GPa
d = mm
解答
- 1. τmax = 159.2 MPa
- 2. Tmax = 78.54 N·m
- 3. do = 24.32 mm
- 4. φ = 9.006 °
- 5. τmax = 31.83 MPa
- 6. d = 28.29 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。