정답이 있는 축의 비틀림 학습지

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이름: ____________________   날짜: ____________

1.쉬움
N = 1000 rpmT = 100 N·m

1000 rpm으로 도는 축이 일정한 토크 100 N·m을(를) 받는다. 전달하는 동력 P을(를) 구하시오.

T = 100 N·mN = 1000 rpm
P = kW
2.쉬움
d = 50 mmT = ?

지름 50 mm인 속이 찬 원형 축의 재료의 허용 전단 응력은 100 MPa이다. 축이 견딜 수 있는 최대 토크 Tmax을(를) 구하시오.

d = 50 mmτallow = 100 MPa
Tmax = N·m
3.보통
T = 250 N·md = 30 mmL = 1.2 mφ = ?

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

T = 250 N·md = 30 mmL = 1.2 mG = 39 GPa
φ = °
4.보통
do​ = ?T = 1500 N·m

중공축이 토크 1500 N·m을(를) 받아야 한다. 안지름은 바깥지름의 0.8배로 하고, 전단 응력은 60 MPa을(를) 넘으면 안 된다. 최소 바깥지름 do을(를) 구하시오.

T = 1500 N·mdi/do = 0.8τallow = 60 MPa
do = mm
5.어려움
d = ?15 kW, 300 rpm

속이 찬 강철 축이 300 rpm에서 15 kW을(를) 전달한다. 전단 응력은 50 MPa을(를) 넘지 않아야 하고, 비틀림각은 길이 m당 1°를 넘지 않아야 한다. 두 한계를 모두 만족하는 최소 지름 d을(를) 구하시오.

P = 15 kWN = 300 rpmτallow = 50 MPaθallow = 1°/mG = 80 GPa
d = mm
6.어려움
d = ?30 kW, 300 rpm

속이 찬 알루미늄 축이 300 rpm에서 30 kW을(를) 전달한다. 전단 응력은 75 MPa을(를) 넘지 않아야 하고, 비틀림각은 길이 m당 1°를 넘지 않아야 한다. 두 한계를 모두 만족하는 최소 지름 d을(를) 구하시오.

P = 30 kWN = 300 rpmτallow = 75 MPaθallow = 1°/mG = 26 GPa
d = mm

정답표

  1. 1. P = 10.47 kW
  2. 2. Tmax = 2454 N·m
  3. 3. φ = 5.542 °
  4. 4. do = 59.97 mm
  5. 5. d = 43.2 mm
  6. 6. d = 68.04 mm

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