정답이 있는 축의 비틀림 학습지

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1.쉬움
T = 500 N·md = 40 mm

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

T = 500 N·md = 40 mm
τmax = MPa
2.쉬움
N = 1500 rpmT = 100 N·m

1500 rpm으로 도는 축이 일정한 토크 100 N·m을(를) 받는다. 전달하는 동력 P을(를) 구하시오.

T = 100 N·mN = 1500 rpm
P = kW
3.보통
T = 500 N·md = 50 mmL = 0.8 mφ = ?

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

T = 500 N·md = 50 mmL = 0.8 mG = 26 GPa
φ = °
4.보통
do​ = 75, di​ = 56 mmT = 1000 N·mL = 2.5 m

황동 중공축(바깥지름 75 mm, 안지름 56 mm, 길이 2.5 m)의 한쪽 끝은 고정되어 있고 다른 쪽 끝에 토크 1000 N·m이(가) 가해진다. 비틀림각 φ을(를) 도(°)로 구하시오.

T = 1000 N·mdo = 75 mmdi = 56 mmL = 2.5 mG = 39 GPa
φ = °
5.어려움
do​ = ?5 kW, 1500 rpm

중공축이 1500 rpm에서 5 kW을(를) 전달해야 한다. 안지름은 바깥지름의 0.8배로 하고, 전단 응력은 75 MPa을(를) 넘으면 안 된다. 최소 바깥지름 do을(를) 구하시오.

P = 5 kWN = 1500 rpmdi/do = 0.8τallow = 75 MPa
do = mm
6.어려움
Td = ?

속이 찬 축이 300 rpm에서 5 kW을(를) 전달해야 하며 전단 응력이 60 MPa을(를) 넘으면 안 된다. 조건을 만족하는 최소 지름 d을(를) 구하시오.

P = 5 kWN = 300 rpmτallow = 60 MPa
d = mm

정답표

  1. 1. τmax = 39.79 MPa
  2. 2. P = 15.71 kW
  3. 3. φ = 1.437 °
  4. 4. φ = 1.716 °
  5. 5. do = 15.41 mm
  6. 6. d = 23.82 mm

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