정답이 있는 축의 비틀림 학습지

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이름: ____________________   날짜: ____________

1.쉬움
N = 300 rpmT = 250 N·m

300 rpm으로 도는 축이 일정한 토크 250 N·m을(를) 받는다. 전달하는 동력 P을(를) 구하시오.

T = 250 N·mN = 300 rpm
P = kW
2.쉬움
d = 40 mmT = 1000 N·m

지름 40 mm인 속이 찬 축이 토크 1000 N·m을(를) 받는다. 중심에서 반지름 15 mm인 곳의 전단 응력 τρ을(를) 구하시오.

T = 1000 N·md = 40 mmρ = 15 mm
τρ = MPa
3.보통
T = 750 N·md = 40 mmL = 1.2 mφ = ?

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

T = 750 N·md = 40 mmL = 1.2 mG = 80 GPa
φ = °
4.보통
d1​ = 60 mmd2​ = 30 mmT = 250 N·mABC2 m1.2 m

단이 진 속이 찬 황동 축이 A에서 고정되어 있다. 구간 AB는 지름 60 mm, 길이 2 m이고, 구간 BC는 지름 30 mm, 길이 1.2 m이다. 자유단 C에 토크 250 N·m이(가) 작용한다. 축의 최대 전단 응력 τmax을(를) 구하시오.

T = 250 N·md1 = 60 mm, L1 = 2 md2 = 30 mm, L2 = 1.2 m
τmax = MPa
5.어려움
Td = ?

속이 찬 축이 3000 rpm에서 100 kW을(를) 전달해야 하며 전단 응력이 75 MPa을(를) 넘으면 안 된다. 조건을 만족하는 최소 지름 d을(를) 구하시오.

P = 100 kWN = 3000 rpmτallow = 75 MPa
d = mm
6.어려움
d = ?15 kW, 750 rpm

속이 찬 황동 축이 750 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 = 750 rpmτallow = 50 MPaθallow = 1°/mG = 39 GPa
d = mm

정답표

  1. 1. P = 7.854 kW
  2. 2. τρ = 59.68 MPa
  3. 3. φ = 2.565 °
  4. 4. τmax = 47.16 MPa
  5. 5. d = 27.86 mm
  6. 6. d = 41.12 mm

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