1.やさしい
外径 40 mm、内径 30 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 = 40 mmdi = 30 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 = 250 N·md = 50 mm
τmax = MPa
3.ふつう
黄銅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 = 750 N·md = 50 mmL = 0.8 mG = 39 GPa
φ = °
4.ふつう
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 = 1000 N·md = 50 mmL = 0.8 mG = 80 GPa
φ = °
5.むずかしい
アルミニウム製の中実軸が 1450 rpm で 20 kW を伝達する。せん断応力は 60 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 = 20 kWN = 1450 rpmτallow = 60 MPaθallow = 1°/mG = 26 GPa
d = mm
6.むずかしい
中空軸が 500 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 75 MPa を超えてはならない。最小の外径 do を求めよ。
P = 15 kWN = 500 rpmdi/do = 0.75τallow = 75 MPa
do = mm
解答
- 1. τmax = 232.8 MPa
- 2. τmax = 10.19 MPa
- 3. φ = 1.437 °
- 4. φ = 0.9338 °
- 5. d = 41.47 mm
- 6. do = 30.53 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。