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
d = 40 mmT = ?

直径 40 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 = 40 mmτallow = 50 MPa
Tmax = N·m
2.やさしい
do​ = 30, di​ = 21 mmT = 100 N·m

外径 30 mm、内径 21 mm の中空丸軸がトルク 100 N·m を受ける。最大せん断応力 τmax を求めよ。

T = 100 N·mdo = 30 mmdi = 21 mm
τmax = MPa
3.ふつう
d1​ = 60 mmd2​ = 25 mmT = 250 N·mABC1 m1.2 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 60 mm、長さ 1 m、区間 BC は直径 25 mm、長さ 1.2 m である。自由端 C にトルク 250 N·m が作用する。 軸の最大せん断応力 τmax を求めよ。

T = 250 N·md1 = 60 mm, L1 = 1 md2 = 25 mm, L2 = 1.2 m
τmax = MPa
4.ふつう
do​ = 50, di​ = 30 mmT = 2000 N·mL = 2.5 m

黄銅製の中空軸（外径 50 mm、内径 30 mm、長さ 2.5 m）が一端で固定され、他端でトルク 2000 N·m によりねじられる。ねじれ角 φ を度で求めよ。

T = 2000 N·mdo = 50 mmdi = 30 mmL = 2.5 mG = 39 GPa
φ = °
5.むずかしい
do​ = ?15 kW, 300 rpm

中空軸が 300 rpm で 15 kW を伝達しなければならない。 内径は外径の 0.75 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。

P = 15 kWN = 300 rpmdi/do = 0.75τallow = 40 MPa
do = mm
6.むずかしい
do​ = ?5 kW, 1500 rpm

中空軸が 1500 rpm で 5 kW を伝達しなければならない。 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。

P = 5 kWN = 1500 rpmdi/do = 0.6τallow = 40 MPa
do = mm

解答

  1. 1. Tmax = 628.3 N·m
  2. 2. τmax = 24.82 MPa
  3. 3. τmax = 81.49 MPa
  4. 4. φ = 13.75 °
  5. 5. do = 44.64 mm
  6. 6. do = 16.7 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。