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。

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。

名前: ____________________ 日付: ____________

1.やさしい

外径 40 mm、内径 32 mm の中空丸軸がトルク 500 N·m を受ける。最大せん断応力 τ_max を求めよ。

T = 500 N·md_o = 40 mmd_i = 32 mm

τ_max = MPa

2.やさしい

直径 30 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。

d = 30 mmτ_allow = 50 MPa

T_max = N·m

3.ふつう

鋼製の段付き中実軸が A で固定されている。区間 AB は直径 50 mm、長さ 2.5 m、区間 BC は直径 40 mm、長さ 0.8 m である。自由端 C にトルク 100 N·m が作用する。端 C のねじれ角 φ_C を度で求めよ。

T = 100 N·md₁ = 50 mm, L₁ = 2.5 md₂ = 40 mm, L₂ = 0.8 mG = 80 GPa

φ_C = °

4.ふつう

黄銅製の中空軸（外径 40 mm、内径 20 mm、長さ 1.5 m）が一端で固定され、他端でトルク 750 N·m によりねじられる。ねじれ角 φ を度で求めよ。

T = 750 N·md_o = 40 mmd_i = 20 mmL = 1.5 mG = 39 GPa

φ = °

5.むずかしい

黄銅製の中実軸が 1000 rpm で 20 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。

P = 20 kWN = 1000 rpmτ_allow = 60 MPaθ_allow = 0.75°/mG = 39 GPa

d = mm

6.むずかしい

アルミニウム製の中実軸が 1450 rpm で 30 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 0.25° 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。

P = 30 kWN = 1450 rpmτ_allow = 60 MPaθ_allow = 0.25°/mG = 26 GPa

d = mm

解答

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。