정답이 있는 축의 비틀림 학습지

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1.쉬움
d = 40 mmT = ?

지름 40 mm인 속이 찬 원형 축의 재료의 허용 전단 응력은 40 MPa이다. 축이 견딜 수 있는 최대 토크 Tmax을(를) 구하시오.

d = 40 mmτallow = 40 MPa
Tmax = N·m
2.쉬움
T = 250 N·md = 25 mm

속이 찬 원형 축이 토크 T를 받는다. 축의 최대 전단 응력 τmax을(를) 구하시오.

T = 250 N·md = 25 mm
τmax = MPa
3.보통
d = ?T = 750 N·mL = 2.5 m

길이 2.5 m인 속이 찬 알루미늄 축이 토크 750 N·m을(를) 받는다. 양 끝 사이의 비틀림각은 1.5°를 넘을 수 없다. 이 한계를 만족하는 최소 지름 d을(를) 구하시오.

T = 750 N·mL = 2.5 mG = 26 GPaφallow = 1.5°
d = mm
4.보통
do​ = ?T = 400 N·m

중공축이 토크 400 N·m을(를) 받아야 한다. 안지름은 바깥지름의 0.6배로 하고, 전단 응력은 60 MPa을(를) 넘으면 안 된다. 최소 바깥지름 do을(를) 구하시오.

T = 400 N·mdi/do = 0.6τallow = 60 MPa
do = mm
5.어려움
d = ?20 kW, 500 rpm

속이 찬 알루미늄 축이 500 rpm에서 20 kW을(를) 전달한다. 전단 응력은 40 MPa을(를) 넘지 않아야 하고, 비틀림각은 길이 m당 0.5°를 넘지 않아야 한다. 두 한계를 모두 만족하는 최소 지름 d을(를) 구하시오.

P = 20 kWN = 500 rpmτallow = 40 MPaθallow = 0.5°/mG = 26 GPa
d = mm
6.어려움
do​ = ?10 kW, 300 rpm

중공축이 300 rpm에서 10 kW을(를) 전달해야 한다. 안지름은 바깥지름의 0.8배로 하고, 전단 응력은 75 MPa을(를) 넘으면 안 된다. 최소 바깥지름 do을(를) 구하시오.

P = 10 kWN = 300 rpmdi/do = 0.8τallow = 75 MPa
do = mm

정답표

  1. 1. Tmax = 502.7 N·m
  2. 2. τmax = 81.49 MPa
  3. 3. d = 72.78 mm
  4. 4. do = 33.91 mm
  5. 5. d = 64.35 mm
  6. 6. do = 33.21 mm

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