เพลากลมตันเส้นผ่านศูนย์กลาง 50 mm ทำจากวัสดุที่มีความเค้นเฉือนที่ยอมให้ 100 MPa จงหาแรงบิดมากที่สุด Tmax ที่เพลารับได้
ใบงาน การบิดของเพลา พร้อมเฉลย
1.ง่าย
d = 50 mmτallow = 100 MPa
Tmax = N·m
2.ง่าย
เพลากลมตันรับแรงบิด T หาความเค้นเฉือนสูงสุด τmax ในเพลา
T = 1000 N·md = 50 mm
τmax = MPa
3.ปานกลาง
เพลาตันเหล็กกล้าถูกยึดติดกับผนังและถูกบิดด้วยแรงบิด T ที่ปลายอิสระ หามุมบิด φ ของปลายอิสระ ในหน่วยองศา
T = 200 N·md = 30 mmL = 0.5 mG = 80 GPa
φ = °
4.ปานกลาง
เพลาตันอะลูมิเนียมถูกยึดติดกับผนังและถูกบิดด้วยแรงบิด T ที่ปลายอิสระ หามุมบิด φ ของปลายอิสระ ในหน่วยองศา
T = 500 N·md = 50 mmL = 1 mG = 26 GPa
φ = °
5.ยาก
เพลา ทองเหลือง ตันส่งกำลัง 15 kW ที่ 300 rpm ความเค้นเฉือนต้องไม่เกิน 50 MPa และมุมบิดต้องไม่เกิน 0.75° ต่อความยาว m จงหาเส้นผ่านศูนย์กลางที่น้อยที่สุด d ที่ตรงตามทั้งสองขีดจำกัด
P = 15 kWN = 300 rpmτallow = 50 MPaθallow = 0.75°/mG = 39 GPa
d = mm
6.ยาก
เพลากลวงต้องส่งกำลัง 10 kW ที่ 1800 rpm เส้นผ่านศูนย์กลางภายในต้องเป็น 0.7 เท่าของเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอก และความเค้นเฉือนต้องไม่เกิน 75 MPa จงหาเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกที่น้อยที่สุด do
P = 10 kWN = 1800 rpmdi/do = 0.7τallow = 75 MPa
do = mm
เฉลย
- 1. Tmax = 2454 N·m
- 2. τmax = 40.74 MPa
- 3. φ = 0.9006 °
- 4. φ = 1.796 °
- 5. d = 55.56 mm
- 6. do = 16.8 mm
เฉลยทีละขั้นตอนฉบับเต็ม: ฝึกหัวข้อนี้ได้ที่ examproblems.com