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 = 500 N·md = 60 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 = 500 N·md = 60 mm
τmax = MPa
2.やさしい
do​ = 30, di​ = 23 mmT = 750 N·m

外径 30 mm、内径 23 mm の中空丸軸がトルク 750 N·m を受ける。最大せん断応力 τmax を求めよ。

T = 750 N·mdo = 30 mmdi = 23 mm
τmax = MPa
3.ふつう
T = 400 N·md = 50 mmL = 2.5 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 = 400 N·md = 50 mmL = 2.5 mG = 80 GPa
φ = °
4.ふつう
d = 12 mmT = 75 N·m200 mmφ = 10.82°

ねじり試験で、直径 12 mm の中実試験片をトルク 75 N·m でねじる。標点距離 200 mm の両端は互いに 10.82° 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 = 75 N·md = 12 mmL = 200 mmφ = 10.82°
G = GPa
5.むずかしい
Td = ?

中実軸が 1450 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。

P = 50 kWN = 1450 rpmτallow = 80 MPa
d = mm
6.むずかしい
do​ = ?100 kW, 750 rpm

中空軸が 750 rpm で 100 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 80 MPa を超えてはならない。最小の外径 do を求めよ。

P = 100 kWN = 750 rpmdi/do = 0.7τallow = 80 MPa
do = mm

解答

  1. 1. τmax = 11.79 MPa
  2. 2. τmax = 216.1 MPa
  3. 3. φ = 1.167 °
  4. 4. G = 39.02 GPa
  5. 5. d = 27.57 mm
  6. 6. do = 47.43 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。