1.やさしい
直径 40 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 = 40 mmτallow = 50 MPa
Tmax = N·m
解答つき軸のねじりワークシート
2.やさしい
直径 40 mm の中実丸軸は、許容せん断応力 70 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 = 40 mmτallow = 70 MPa
Tmax = N·m
3.ふつう
ねじり試験で、直径 15 mm の中実試験片をトルク 20 N·m でねじる。標点距離 200 mm の両端は互いに 1.18° 回転する（材料はまだ弾性域にある）。材料の横弾性係数 G を求めよ。
T = 20 N·md = 15 mmL = 200 mmφ = 1.18°
G = GPa
4.ふつう
長さ 0.5 m のアルミニウム製の中実軸がトルク 1000 N·m を受ける。両端間のねじれ角は 2° 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 = 1000 N·mL = 0.5 mG = 26 GPaφallow = 2°
d = mm
5.むずかしい
中実軸が 1500 rpm で 50 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 = 50 kWN = 1500 rpmτallow = 40 MPa
d = mm
6.むずかしい
中空軸が 1000 rpm で 30 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 60 MPa を超えてはならない。最小の外径 do を求めよ。
P = 30 kWN = 1000 rpmdi/do = 0.7τallow = 60 MPa
do = mm
解答
- 1. Tmax = 628.3 N·m
- 2. Tmax = 879.6 N·m
- 3. G = 39.08 GPa
- 4. d = 48.67 mm
- 5. d = 34.35 mm
- 6. do = 31.75 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。