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。

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1.やさしい
d = 20 mmT = 100 N·m

直径 20 mm の中実軸がトルク 100 N·m を受ける。中心から半径 7.5 mm の位置におけるせん断応力 τρ を求めよ。

T = 100 N·md = 20 mmρ = 7.5 mm
τρ = MPa
2.やさしい
T = 100 N·md = 30 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 = 100 N·md = 30 mm
τmax = MPa
3.ふつう
d = ?T = 100 N·mL = 2 m

長さ 2 m の鋼製の中実軸がトルク 100 N·m を受ける。両端間のねじれ角は 2° 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 = 100 N·mL = 2 mG = 80 GPaφallow = 2°
d = mm
4.ふつう
d1​ = 40 mmd2​ = 20 mmT = 200 N·mABC0.5 m2.5 m

アルミニウム製の段付き中実軸が A で固定されている。区間 AB は直径 40 mm、長さ 0.5 m、区間 BC は直径 20 mm、長さ 2.5 m である。自由端 C にトルク 200 N·m が作用する。 軸の最大せん断応力 τmax を求めよ。

T = 200 N·md1 = 40 mm, L1 = 0.5 md2 = 20 mm, L2 = 2.5 m
τmax = MPa
5.むずかしい
Tdo​ = 75 mm, di​ = 56 mm

中空軸が 300 rpm で 15 kW を伝達する。軸の最大せん断応力 τmax を求めよ。

P = 15 kWN = 300 rpmdo = 75 mmdi = 56 mm
τmax = MPa
6.むずかしい
Td = ?

中実軸が 1000 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 = 1000 rpmτallow = 40 MPa
d = mm

解答

  1. 1. τρ = 47.75 MPa
  2. 2. τmax = 18.86 MPa
  3. 3. d = 29.23 mm
  4. 4. τmax = 127.3 MPa
  5. 5. τmax = 8.364 MPa
  6. 6. d = 18.25 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。