정답이 있는 축의 비틀림 학습지

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이름: ____________________   날짜: ____________

1.쉬움
do​ = 30, di​ = 15 mmT = 750 N·m

바깥지름 30 mm, 안지름 15 mm인 중공 원형 축이 토크 750 N·m을(를) 받는다. 최대 전단 응력 τmax을(를) 구하시오.

T = 750 N·mdo = 30 mmdi = 15 mm
τmax = MPa
2.쉬움
d = 25 mmT = ?

지름 25 mm인 속이 찬 원형 축의 재료의 허용 전단 응력은 80 MPa이다. 축이 견딜 수 있는 최대 토크 Tmax을(를) 구하시오.

d = 25 mmτallow = 80 MPa
Tmax = N·m
3.보통
T = 100 N·md = 40 mmL = 2 mφ = ?

알루미늄 재질의 속이 찬 축이 벽에 고정되어 자유단에서 토크 T로 비틀린다. 자유단의 비틀림각 φ을(를) 도 단위로 구하시오.

T = 100 N·md = 40 mmL = 2 mG = 26 GPa
φ = °
4.보통
d = ?T = 750 N·mL = 0.8 m

길이 0.8 m인 속이 찬 황동 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 = 0.8 mG = 39 GPaφallow = 1.5°
d = mm
5.어려움
d = ?5 kW, 500 rpm

속이 찬 황동 축이 500 rpm에서 5 kW을(를) 전달한다. 전단 응력은 50 MPa을(를) 넘지 않아야 하고, 비틀림각은 길이 m당 0.25°를 넘지 않아야 한다. 두 한계를 모두 만족하는 최소 지름 d을(를) 구하시오.

P = 5 kWN = 500 rpmτallow = 50 MPaθallow = 0.25°/mG = 39 GPa
d = mm
6.어려움
d = ?20 kW, 300 rpm

속이 찬 알루미늄 축이 300 rpm에서 20 kW을(를) 전달한다. 전단 응력은 60 MPa을(를) 넘지 않아야 하고, 비틀림각은 길이 m당 1°를 넘지 않아야 한다. 두 한계를 모두 만족하는 최소 지름 d을(를) 구하시오.

P = 20 kWN = 300 rpmτallow = 60 MPaθallow = 1°/mG = 26 GPa
d = mm

정답표

  1. 1. τmax = 150.9 MPa
  2. 2. Tmax = 245.4 N·m
  3. 3. φ = 1.754 °
  4. 4. d = 49.46 mm
  5. 5. d = 48.9 mm
  6. 6. d = 61.48 mm

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