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
T = 250 N·md = 30 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 = 250 N·md = 30 mm
τmax = MPa
2.やさしい
d = 20 mmT = 200 N·m

直径 20 mm の中実軸がトルク 200 N·m を受ける。中心から半径 2.5 mm の位置におけるせん断応力 τρ を求めよ。

T = 200 N·md = 20 mmρ = 2.5 mm
τρ = MPa
3.ふつう
d = 20 mmT = 40 N·m200 mmφ = 1.12°

ねじり試験で、直径 20 mm の中実試験片をトルク 40 N·m でねじる。標点距離 200 mm の両端は互いに 1.12° 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 = 40 N·md = 20 mmL = 200 mmφ = 1.12°
G = GPa
4.ふつう
T = 1000 N·md = 40 mmL = 2 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 = 2 mG = 80 GPa
φ = °
5.むずかしい
do​ = ?50 kW, 1500 rpm

中空軸が 1500 rpm で 50 kW を伝達しなければならない。 内径は外径の 0.6 倍とし、せん断応力は 40 MPa を超えてはならない。最小の外径 do を求めよ。

P = 50 kWN = 1500 rpmdi/do = 0.6τallow = 40 MPa
do = mm
6.むずかしい
Tdo​ = 40 mm, di​ = 20 mm

中空軸が 1500 rpm で 100 kW を伝達する。軸の最大せん断応力 τmax を求めよ。

P = 100 kWN = 1500 rpmdo = 40 mmdi = 20 mm
τmax = MPa

解答

  1. 1. τmax = 47.16 MPa
  2. 2. τρ = 31.83 MPa
  3. 3. G = 26.05 GPa
  4. 4. φ = 5.699 °
  5. 5. do = 35.98 mm
  6. 6. τmax = 54.04 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。