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
do​ = 75, di​ = 60 mmT = 400 N·m

外径 75 mm、内径 60 mm の中空丸軸がトルク 400 N·m を受ける。最大せん断応力 τmax を求めよ。

T = 400 N·mdo = 75 mmdi = 60 mm
τmax = MPa
2.やさしい
T = 2000 N·md = 40 mm

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 = 2000 N·md = 40 mm
τmax = MPa
3.ふつう
do​ = 40, di​ = 20 mmT = 100 N·mL = 3 m

鋼製の中空軸（外径 40 mm、内径 20 mm、長さ 3 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 = 40 mmdi = 20 mmL = 3 mG = 80 GPa
φ = °
4.ふつう
T = 100 N·md = 30 mmL = 2.5 mφ = ?

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 = 100 N·md = 30 mmL = 2.5 mG = 39 GPa
φ = °
5.むずかしい
Td = ?

中実軸が 3000 rpm で 100 kW を伝達し、せん断応力が 60 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 = 3000 rpmτallow = 60 MPa
d = mm
6.むずかしい
do​ = ?15 kW, 1800 rpm

中空軸が 1800 rpm で 15 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 75 MPa を超えてはならない。最小の外径 do を求めよ。

P = 15 kWN = 1800 rpmdi/do = 0.7τallow = 75 MPa
do = mm

解答

  1. 1. τmax = 8.179 MPa
  2. 2. τmax = 159.2 MPa
  3. 3. φ = 0.9119 °
  4. 4. φ = 4.619 °
  5. 5. d = 30.01 mm
  6. 6. do = 19.23 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。