1.やさしい
直径 25 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 Tmax を求めよ。
d = 25 mmτallow = 50 MPa
Tmax = N·m
解答つき軸のねじりワークシート
2.やさしい
直径 25 mm の中実軸がトルク 200 N·m を受ける。中心から半径 3.1 mm の位置におけるせん断応力 τρ を求めよ。
T = 200 N·md = 25 mmρ = 3.1 mm
τρ = MPa
3.ふつう
長さ 1.2 m の鋼製の中実軸がトルク 100 N·m を受ける。両端間のねじれ角は 0.5° を超えてはならない。この制限を満たす最小の直径 d を求めよ。
T = 100 N·mL = 1.2 mG = 80 GPaφallow = 0.5°
d = mm
4.ふつう
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 2.5 m、区間 BC は直径 25 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。 軸の最大せん断応力 τmax を求めよ。
T = 100 N·md1 = 40 mm, L1 = 2.5 md2 = 25 mm, L2 = 0.8 m
τmax = MPa
5.むずかしい
黄銅製の中実軸が 1500 rpm で 15 kW を伝達する。せん断応力は 75 MPa を、ねじれ角は長さ m あたり 1° 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 = 75 MPaθallow = 1°/mG = 39 GPa
d = mm
6.むずかしい
中空軸が 500 rpm で 30 kW を伝達しなければならない。 内径は外径の 0.8 倍とし、せん断応力は 60 MPa を超えてはならない。最小の外径 do を求めよ。
P = 30 kWN = 500 rpmdi/do = 0.8τallow = 60 MPa
do = mm
解答
- 1. Tmax = 153.4 N·m
- 2. τρ = 16.17 MPa
- 3. d = 36.38 mm
- 4. τmax = 32.59 MPa
- 5. d = 34.57 mm
- 6. do = 43.51 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。