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 60 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 = 60 mmτallow = 50 MPa
Tmax = N·m
3.ふつう
黄銅製の段付き中実軸が A で固定されている。区間 AB は直径 75 mm、長さ 0.8 m、区間 BC は直径 60 mm、長さ 2 m である。自由端 C にトルク 1500 N·m が作用する。 軸の最大せん断応力 τmax を求めよ。
T = 1500 N·md1 = 75 mm, L1 = 0.8 md2 = 60 mm, L2 = 2 m
τmax = MPa
4.ふつう
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 = 200 N·md = 50 mmL = 0.8 mG = 26 GPa
φ = °
5.むずかしい
中空軸が 1800 rpm で 20 kW を伝達しなければならない。 内径は外径の 0.5 倍とし、せん断応力は 80 MPa を超えてはならない。最小の外径 do を求めよ。
P = 20 kWN = 1800 rpmdi/do = 0.5τallow = 80 MPa
do = mm
6.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 0.5 m の B にトルク 2000 N·m が作用し、さらに 1.2 m 先の自由端 C に同じ向きのトルク 250 N·m が作用する。 軸の最大せん断応力 τmax を求めよ。
d = 40 mmTB = 2000 N·mTC = 250 N·mAB = 0.5 mBC = 1.2 m
τmax = MPa
解答
- 1. τmax = 159.2 MPa
- 2. Tmax = 2121 N·m
- 3. τmax = 35.37 MPa
- 4. φ = 0.5746 °
- 5. do = 19.31 mm
- 6. τmax = 179 MPa
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。