解答つき軸のねじりワークシート

直径 50 mm の中実丸軸は、許容せん断応力 80 MPa の材料でできている。この軸が伝えられる最大トルク T_max を求めよ。

中実丸軸がトルク T を受ける。軸の最大せん断応力 τ_max を求めよ。

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。

鋼製の中空軸（外径 60 mm、内径 36 mm、長さ 0.5 m）が一端で固定され、他端でトルク 1000 N·m によりねじられる。ねじれ角 φ を度で求めよ。

直径 50 mm のアルミニウム製の中実軸が A で固定されている。A から 0.8 m の B にトルク 2000 N·m が作用し、さらに 2 m 先の自由端 C に逆向きのトルク 250 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。

アルミニウム製の中実軸が 500 rpm で 15 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 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。