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 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 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。

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。

ねじり試験で、直径 20 mm の中実試験片をトルク 30 N·m でねじる。標点距離 200 mm の両端は互いに 0.84° 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。

中実軸が 1000 rpm で 50 kW を伝達し、せん断応力が 80 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。

中空軸が 300 rpm で 50 kW を伝達する。軸の最大せん断応力 τ_max を求めよ。