1.やさしい
外径 60 mm、内径 36 mm の中空丸軸がトルク 2000 N·m を受ける。最大せん断応力 τmax を求めよ。
T = 2000 N·mdo = 60 mmdi = 36 mm
τmax = MPa
解答つき軸のねじりワークシート
2.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 = 100 N·md = 40 mm
τmax = MPa
3.ふつう
黄銅製の中空軸（外径 75 mm、内径 45 mm、長さ 0.5 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 = 75 mmdi = 45 mmL = 0.5 mG = 39 GPa
φ = °
4.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 25 mm、長さ 2.5 m、区間 BC は直径 20 mm、長さ 0.8 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 = 25 mm, L1 = 2.5 md2 = 20 mm, L2 = 0.8 m
τmax = MPa
5.むずかしい
中実軸が 1450 rpm で 100 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 = 100 kWN = 1450 rpmτallow = 40 MPa
d = mm
6.むずかしい
直径 50 mm のアルミニウム製の中実軸が A で固定されている。A から 0.8 m の B にトルク 1500 N·m が作用し、さらに 0.5 m 先の自由端 C に同じ向きのトルク 200 N·m が作用する。 端 C のねじれ角の大きさ φC を度で求めよ。
d = 50 mmTB = 1500 N·mTC = 200 N·mAB = 0.8 mBC = 0.5 mG = 26 GPa
φC = °
解答
- 1. τmax = 54.18 MPa
- 2. τmax = 7.958 MPa
- 3. φ = 0.5434 °
- 4. τmax = 159.2 MPa
- 5. d = 43.77 mm
- 6. φC = 5.244 °
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。