정답이 있는 축의 비틀림 학습지

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이름: ____________________   날짜: ____________

1.쉬움
N = 500 rpmT = 100 N·m

500 rpm으로 도는 축이 일정한 토크 100 N·m을(를) 받는다. 전달하는 동력 P을(를) 구하시오.

T = 100 N·mN = 500 rpm
P = kW
2.쉬움
do​ = 80, di​ = 60 mmT = 400 N·m

바깥지름 80 mm, 안지름 60 mm인 중공 원형 축이 토크 400 N·m을(를) 받는다. 최대 전단 응력 τmax을(를) 구하시오.

T = 400 N·mdo = 80 mmdi = 60 mm
τmax = MPa
3.보통
d = ?T = 200 N·mL = 2 m

길이 2 m인 속이 찬 강철 축이 토크 200 N·m을(를) 받는다. 양 끝 사이의 비틀림각은 1°를 넘을 수 없다. 이 한계를 만족하는 최소 지름 d을(를) 구하시오.

T = 200 N·mL = 2 mG = 80 GPaφallow = 1°
d = mm
4.보통
T = 400 N·md = 25 mmL = 1 mφ = ?

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

T = 400 N·md = 25 mmL = 1 mG = 39 GPa
φ = °
5.어려움
d = 25 mmT0​ = 500 N·mACBa = 1.2 mb = 1.5 m

지름 25 mm인 속이 찬 알루미늄 축의 양 끝 A와 B가 강체 벽에 고정되어 있다. A에서 1.2 m, B에서 1.5 m 떨어진 C에 토크 500 N·m이(가) 가해진다. 축의 최대 전단 응력 τmax을(를) 구하시오.

d = 25 mmT0 = 500 N·ma = 1.2 mb = 1.5 m
τmax = MPa
6.어려움
d = ?10 kW, 1450 rpm

속이 찬 강철 축이 1450 rpm에서 10 kW을(를) 전달한다. 전단 응력은 75 MPa을(를) 넘지 않아야 하고, 비틀림각은 길이 m당 0.25°를 넘지 않아야 한다. 두 한계를 모두 만족하는 최소 지름 d을(를) 구하시오.

P = 10 kWN = 1450 rpmτallow = 75 MPaθallow = 0.25°/mG = 80 GPa
d = mm

정답표

  1. 1. P = 5.236 kW
  2. 2. τmax = 5.821 MPa
  3. 3. d = 41.33 mm
  4. 4. φ = 15.32 °
  5. 5. τmax = 90.54 MPa
  6. 6. d = 37.23 mm

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