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
N = 1800 rpmT = 750 N·m

1800 rpm で回転する軸が一定のトルク 750 N·m を受ける。伝達する動力 P を求めよ。

T = 750 N·mN = 1800 rpm
P = kW
2.やさしい
d = 30 mmT = 250 N·m

直径 30 mm の中実軸がトルク 250 N·m を受ける。中心から半径 11.3 mm の位置におけるせん断応力 τρ を求めよ。

T = 250 N·md = 30 mmρ = 11.3 mm
τρ = MPa
3.ふつう
do​ = 30, di​ = 21 mmT = 100 N·mL = 1.5 m

黄銅製の中空軸（外径 30 mm、内径 21 mm、長さ 1.5 m）が一端で固定され、他端でトルク 100 N·m によりねじられる。ねじれ角 φ を度で求めよ。

T = 100 N·mdo = 30 mmdi = 21 mmL = 1.5 mG = 39 GPa
φ = °
4.ふつう
d = ?T = 500 N·mL = 1.5 m

長さ 1.5 m の鋼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 0.5° 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 = 1.5 mG = 80 GPaφallow = 0.5°
d = mm
5.むずかしい
do​ = ?100 kW, 3000 rpm

中空軸が 3000 rpm で 100 kW を伝達しなければならない。 内径は外径の 0.7 倍とし、せん断応力は 50 MPa を超えてはならない。最小の外径 do を求めよ。

P = 100 kWN = 3000 rpmdi/do = 0.7τallow = 50 MPa
do = mm
6.むずかしい
d = 30 mmT0​ = 250 N·mACBa = 3 mb = 1 m

直径 30 mm の鋼製の中実軸が、両端 A と B で剛な壁に固定されている。A から 3 m、B から 1 m の C にトルク 250 N·m が作用する。 壁 A における反力トルク TA を求めよ。

d = 30 mmT0 = 250 N·ma = 3 mb = 1 m
TA = N·m

解答

  1. 1. P = 141.4 kW
  2. 2. τρ = 35.52 MPa
  3. 3. φ = 3.647 °
  4. 4. d = 57.51 mm
  5. 5. do = 34.94 mm
  6. 6. TA = 62.5 N·m

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。