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
T = 1500 N·md = 60 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 = 1500 N·md = 60 mm
τmax = MPa
2.やさしい
d = 30 mmT = ?

直径 30 mm の中実丸軸は、許容せん断応力 70 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 = 30 mmτallow = 70 MPa
Tmax = N·m
3.ふつう
d = ?T = 500 N·mL = 0.5 m

長さ 0.5 m の黄銅製の中実軸がトルク 500 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 = 500 N·mL = 0.5 mG = 39 GPaφallow = 1°
d = mm
4.ふつう
T = 100 N·md = 50 mmL = 1.5 mφ = ?

アルミニウム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 = 100 N·md = 50 mmL = 1.5 mG = 26 GPa
φ = °
5.むずかしい
d = 40 mmTB​ = 2000 N·mTC​ = 500 N·mABC3 m2.5 m

直径 40 mm の黄銅製の中実軸が A で固定されている。A から 3 m の B にトルク 2000 N·m が作用し、さらに 2.5 m 先の自由端 C に同じ向きのトルク 500 N·m が作用する。 軸の最大せん断応力 τmax を求めよ。

d = 40 mmTB = 2000 N·mTC = 500 N·mAB = 3 mBC = 2.5 m
τmax = MPa
6.むずかしい
d = ?30 kW, 1450 rpm

黄銅製の中実軸が 1450 rpm で 30 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 0.25° 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 = 30 kWN = 1450 rpmτallow = 40 MPaθallow = 0.25°/mG = 39 GPa
d = mm

解答

  1. 1. τmax = 35.37 MPa
  2. 2. Tmax = 371.1 N·m
  3. 3. d = 43.98 mm
  4. 4. φ = 0.5387 °
  5. 5. τmax = 198.9 MPa
  6. 6. d = 58.64 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。