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 = 25 mmT = 400 N·m

直径 25 mm の中実軸がトルク 400 N·m を受ける。中心から半径 5 mm の位置におけるせん断応力 τρ を求めよ。

T = 400 N·md = 25 mmρ = 5 mm
τρ = MPa
2.やさしい
T = 400 N·md = 20 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 = 400 N·md = 20 mm
τmax = MPa
3.ふつう
T = 200 N·md = 50 mmL = 2.5 mφ = ?

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 = 200 N·md = 50 mmL = 2.5 mG = 80 GPa
φ = °
4.ふつう
do​ = ?T = 100 N·m

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 0.6 倍とし、せん断応力は 40 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 = 0.6τallow = 40 MPa
do = mm
5.むずかしい
d = ?5 kW, 500 rpm

アルミニウム製の中実軸が 500 rpm で 5 kW を伝達する。せん断応力は 40 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 = 5 kWN = 500 rpmτallow = 40 MPaθallow = 1°/mG = 26 GPa
d = mm
6.むずかしい
d = 40 mmT0​ = 200 N·mACBa = 1.5 mb = 0.5 m

直径 40 mm の鋼製の中実軸が、両端 A と B で剛な壁に固定されている。A から 1.5 m、B から 0.5 m の C にトルク 200 N·m が作用する。 壁 A における反力トルク TA を求めよ。

d = 40 mmT0 = 200 N·ma = 1.5 mb = 0.5 m
TA = N·m

解答

  1. 1. τρ = 52.15 MPa
  2. 2. τmax = 254.6 MPa
  3. 3. φ = 0.5836 °
  4. 4. do = 24.46 mm
  5. 5. d = 38.26 mm
  6. 6. TA = 50 N·m

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