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 = 300 rpmT = 50 N·m

300 rpm で回転する軸が一定のトルク 50 N·m を受ける。伝達する動力 P を求めよ。

T = 50 N·mN = 300 rpm
P = kW
2.やさしい
T = 1000 N·md = 50 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 = 1000 N·md = 50 mm
τmax = MPa
3.ふつう
T = 1000 N·md = 40 mmL = 0.5 mφ = ?

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。

T = 1000 N·md = 40 mmL = 0.5 mG = 80 GPa
φ = °
4.ふつう
do​ = ?T = 1500 N·m

中空軸がトルク 1500 N·m を受けなければならない。 内径は外径の 0.5 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。

T = 1500 N·mdi/do = 0.5τallow = 75 MPa
do = mm
5.むずかしい
Td = ?

中実軸が 1500 rpm で 75 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 = 75 kWN = 1500 rpmτallow = 60 MPa
d = mm
6.むずかしい
d = 50 mmTB​ = 1000 N·mTC​ = 100 N·mABC1.5 m1.5 m

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 1.5 m の B にトルク 1000 N·m が作用し、さらに 1.5 m 先の自由端 C に同じ向きのトルク 100 N·m が作用する。 軸の最大せん断応力 τmax を求めよ。

d = 50 mmTB = 1000 N·mTC = 100 N·mAB = 1.5 mBC = 1.5 m
τmax = MPa

解答

  1. 1. P = 1.571 kW
  2. 2. τmax = 40.74 MPa
  3. 3. φ = 1.425 °
  4. 4. do = 47.72 mm
  5. 5. d = 34.35 mm
  6. 6. τmax = 44.82 MPa

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。