1.やさしい
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 = 750 N·md = 30 mm
τmax = MPa
解答つき軸のねじりワークシート
2.やさしい
500 rpm で回転する軸が一定のトルク 400 N·m を受ける。伝達する動力 P を求めよ。
T = 400 N·mN = 500 rpm
P = kW
3.ふつう
中空軸がトルク 2000 N·m を受けなければならない。 内径は外径の 0.8 倍とし、せん断応力は 50 MPa を超えてはならない。最小の外径 do を求めよ。
T = 2000 N·mdi/do = 0.8τallow = 50 MPa
do = mm
4.ふつう
アルミニウム製の段付き中実軸が A で固定されている。区間 AB は直径 25 mm、長さ 2.5 m、区間 BC は直径 20 mm、長さ 1.5 m である。自由端 C にトルク 250 N·m が作用する。 軸の最大せん断応力 τmax を求めよ。
T = 250 N·md1 = 25 mm, L1 = 2.5 md2 = 20 mm, L2 = 1.5 m
τmax = MPa
5.むずかしい
中空軸が 3000 rpm で 100 kW を伝達する。軸の最大せん断応力 τmax を求めよ。
P = 100 kWN = 3000 rpmdo = 80 mmdi = 64 mm
τmax = MPa
6.むずかしい
中実軸が 3000 rpm で 100 kW を伝達し、せん断応力が 60 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 = 100 kWN = 3000 rpmτallow = 60 MPa
d = mm
解答
- 1. τmax = 141.5 MPa
- 2. P = 20.94 kW
- 3. do = 70.14 mm
- 4. τmax = 159.2 MPa
- 5. τmax = 5.363 MPa
- 6. d = 30.01 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。