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 = 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 = 500 N·md = 50 mm
τmax = MPa
2.やさしい
d = 25 mmT = ?

直径 25 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 = 25 mmτallow = 70 MPa
Tmax = N·m
3.ふつう
T = 200 N·md = 30 mmL = 1.2 mφ = ?

アルミニウム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 = 30 mmL = 1.2 mG = 26 GPa
φ = °
4.ふつう
d = 15 mmT = 20 N·m300 mmφ = 0.86°

ねじり試験で、直径 15 mm の中実試験片をトルク 20 N·m でねじる。標点距離 300 mm の両端は互いに 0.86° 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 = 20 N·md = 15 mmL = 300 mmφ = 0.86°
G = GPa
5.むずかしい
Td = ?

中実軸が 3000 rpm で 20 kW を伝達し、せん断応力が 75 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 = 20 kWN = 3000 rpmτallow = 75 MPa
d = mm
6.むずかしい
Tdo​ = 50 mm, di​ = 25 mm

中空軸が 500 rpm で 75 kW を伝達する。軸の最大せん断応力 τmax を求めよ。

P = 75 kWN = 500 rpmdo = 50 mmdi = 25 mm
τmax = MPa

解答

  1. 1. τmax = 20.37 MPa
  2. 2. Tmax = 214.8 N·m
  3. 3. φ = 6.651 °
  4. 4. G = 80.43 GPa
  5. 5. d = 16.29 mm
  6. 6. τmax = 62.25 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。