정답이 있는 축의 비틀림 학습지

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이름: ____________________   날짜: ____________

1.쉬움
T = 400 N·md = 25 mm

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

T = 400 N·md = 25 mm
τmax = MPa
2.쉬움
d = 40 mmT = 400 N·m

지름 40 mm인 속이 찬 축이 토크 400 N·m을(를) 받는다. 중심에서 반지름 12 mm인 곳의 전단 응력 τρ을(를) 구하시오.

T = 400 N·md = 40 mmρ = 12 mm
τρ = MPa
3.보통
d1​ = 30 mmd2​ = 20 mmT = 400 N·mABC2 m0.5 m

단이 진 속이 찬 알루미늄 축이 A에서 고정되어 있다. 구간 AB는 지름 30 mm, 길이 2 m이고, 구간 BC는 지름 20 mm, 길이 0.5 m이다. 자유단 C에 토크 400 N·m이(가) 작용한다. 축의 최대 전단 응력 τmax을(를) 구하시오.

T = 400 N·md1 = 30 mm, L1 = 2 md2 = 20 mm, L2 = 0.5 m
τmax = MPa
4.보통
d = ?T = 750 N·mL = 2 m

길이 2 m인 속이 찬 황동 축이 토크 750 N·m을(를) 받는다. 양 끝 사이의 비틀림각은 1°를 넘을 수 없다. 이 한계를 만족하는 최소 지름 d을(를) 구하시오.

T = 750 N·mL = 2 mG = 39 GPaφallow = 1°
d = mm
5.어려움
d = ?20 kW, 300 rpm

속이 찬 알루미늄 축이 300 rpm에서 20 kW을(를) 전달한다. 전단 응력은 80 MPa을(를) 넘지 않아야 하고, 비틀림각은 길이 m당 0.75°를 넘지 않아야 한다. 두 한계를 모두 만족하는 최소 지름 d을(를) 구하시오.

P = 20 kWN = 300 rpmτallow = 80 MPaθallow = 0.75°/mG = 26 GPa
d = mm
6.어려움
do​ = ?100 kW, 3000 rpm

중공축이 3000 rpm에서 100 kW을(를) 전달해야 한다. 안지름은 바깥지름의 0.6배로 하고, 전단 응력은 40 MPa을(를) 넘으면 안 된다. 최소 바깥지름 do을(를) 구하시오.

P = 100 kWN = 3000 rpmdi/do = 0.6τallow = 40 MPa
do = mm

정답표

  1. 1. τmax = 130.4 MPa
  2. 2. τρ = 19.1 MPa
  3. 3. τmax = 254.6 MPa
  4. 4. d = 68.83 mm
  5. 5. d = 66.07 mm
  6. 6. do = 35.98 mm

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