解答つき軸のねじりワークシート

モータが 300 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。

中実丸軸がトルク T を受ける。軸の最大せん断応力 τ_max を求めよ。

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。

黄銅製の段付き中実軸が A で固定されている。区間 AB は直径 40 mm、長さ 3 m、区間 BC は直径 30 mm、長さ 1 m である。自由端 C にトルク 400 N·m が作用する。 端 C のねじれ角 φ_C を度で求めよ。

直径 60 mm のアルミニウム製の中実軸が A で固定されている。A から 1 m の B にトルク 250 N·m が作用し、さらに 0.5 m 先の自由端 C に同じ向きのトルク 1000 N·m が作用する。 端 C のねじれ角の大きさ φ_C を度で求めよ。

鋼製の中実軸が 750 rpm で 50 kW を伝達する。せん断応力は 50 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。