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
d = 30 mmT = ?

直径 30 mm の中実丸軸は、許容せん断応力 70 MPa の材料でできている。この軸が伝えられる最大トルク Tmax を求めよ。

d = 30 mmτallow = 70 MPa
Tmax = N·m
2.やさしい
N = 1000 rpmT = ?

モータが 1000 rpm で回転する軸に 2.2 kW を供給する。軸のトルク T を求めよ。

P = 2.2 kWN = 1000 rpm
T = N·m
3.ふつう
d = 20 mmT = 40 N·m400 mmφ = 1.5°

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 400 mm の両端は互いに 1.5° 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 = 400 mmφ = 1.5°
G = GPa
4.ふつう
T = 200 N·md = 50 mmL = 3 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 = 200 N·md = 50 mmL = 3 mG = 80 GPa
φ = °
5.むずかしい
d = ?15 kW, 1500 rpm

アルミニウム製の中実軸が 1500 rpm で 15 kW を伝達する。せん断応力は 40 MPa を、ねじれ角は長さ m あたり 0.5° 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 = 15 kWN = 1500 rpmτallow = 40 MPaθallow = 0.5°/mG = 26 GPa
d = mm
6.むずかしい
Tdo​ = 60 mm, di​ = 30 mm

中空軸が 750 rpm で 10 kW を伝達する。軸の最大せん断応力 τmax を求めよ。

P = 10 kWN = 750 rpmdo = 60 mmdi = 30 mm
τmax = MPa

解答

  1. 1. Tmax = 371.1 N·m
  2. 2. T = 21.01 N·m
  3. 3. G = 38.91 GPa
  4. 4. φ = 0.7003 °
  5. 5. d = 45.5 mm
  6. 6. τmax = 3.202 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。