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。

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

直径 30 mm の中実軸がトルク 1000 N·m を受ける。中心から半径 3.8 mm の位置におけるせん断応力 τ_ρ を求めよ。

T = 1000 N·md = 30 mmρ = 3.8 mm

τ_ρ = MPa

2.やさしい

直径 60 mm の中実軸がトルク 1000 N·m を受ける。中心から半径 7.5 mm の位置におけるせん断応力 τ_ρ を求めよ。

T = 1000 N·md = 60 mmρ = 7.5 mm

τ_ρ = MPa

3.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 = 750 N·md = 30 mmL = 3 mG = 80 GPa

φ = °

4.ふつう

黄銅製の中空軸（外径 40 mm、内径 28 mm、長さ 2 m）が一端で固定され、他端でトルク 200 N·m によりねじられる。ねじれ角 φ を度で求めよ。

T = 200 N·md_o = 40 mmd_i = 28 mmL = 2 mG = 39 GPa

φ = °

5.むずかしい

直径 60 mm の鋼製の中実軸が A で固定されている。A から 1.5 m の B にトルク 500 N·m が作用し、さらに 2 m 先の自由端 C に同じ向きのトルク 100 N·m が作用する。端 C のねじれ角の大きさ φ_C を度で求めよ。

d = 60 mmT_B = 500 N·mT_C = 100 N·mAB = 1.5 mBC = 2 mG = 80 GPa

φ_C = °

6.むずかしい

アルミニウム製の中実軸が 1500 rpm で 20 kW を伝達する。せん断応力は 50 MPa を、ねじれ角は長さ m あたり 0.75° 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 = 1500 rpmτ_allow = 50 MPaθ_allow = 0.75°/mG = 26 GPa

d = mm

解答

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。