เพลากลมตันเส้นผ่านศูนย์กลาง 20 mm ทำจากวัสดุที่มีความเค้นเฉือนที่ยอมให้ 40 MPa จงหาแรงบิดมากที่สุด Tmax ที่เพลารับได้
ใบงาน การบิดของเพลา พร้อมเฉลย
1.ง่าย
d = 20 mmτallow = 40 MPa
Tmax = N·m
2.ง่าย
เพลากลมตันรับแรงบิด T หาความเค้นเฉือนสูงสุด τmax ในเพลา
T = 250 N·md = 50 mm
τmax = MPa
3.ปานกลาง
เพลาตันเหล็กกล้าถูกยึดติดกับผนังและถูกบิดด้วยแรงบิด T ที่ปลายอิสระ หามุมบิด φ ของปลายอิสระ ในหน่วยองศา
T = 500 N·md = 50 mmL = 1 mG = 80 GPa
φ = °
4.ปานกลาง
เพลา เหล็กกล้า ตัน ยาว 1.5 m รับแรงบิด 500 N·m มุมบิดระหว่างปลายทั้งสองต้องไม่เกิน 1° จงหาเส้นผ่านศูนย์กลางที่น้อยที่สุด d ที่ตรงตามขีดจำกัดนี้
T = 500 N·mL = 1.5 mG = 80 GPaφallow = 1°
d = mm
5.ยาก
เพลา ทองเหลือง ตันส่งกำลัง 5 kW ที่ 750 rpm ความเค้นเฉือนต้องไม่เกิน 40 MPa และมุมบิดต้องไม่เกิน 1° ต่อความยาว m จงหาเส้นผ่านศูนย์กลางที่น้อยที่สุด d ที่ตรงตามทั้งสองขีดจำกัด
P = 5 kWN = 750 rpmτallow = 40 MPaθallow = 1°/mG = 39 GPa
d = mm
6.ยาก
เพลา เหล็กกล้า ตันเส้นผ่านศูนย์กลาง 25 mm ยึดที่ A แรงบิด 400 N·m กระทำที่ B ห่างจาก A 3 m และแรงบิด 500 N·m ในทิศทางตรงข้ามกระทำที่ปลายอิสระ C ซึ่งอยู่ถัดไปอีก 0.5 m จงหาขนาดของมุมบิด φC ของปลาย C ในหน่วยองศา
d = 25 mmTB = 400 N·mTC = 500 N·mAB = 3 mBC = 0.5 mG = 80 GPa
φC = °
เฉลย
- 1. Tmax = 62.83 N·m
- 2. τmax = 10.19 MPa
- 3. φ = 0.5836 °
- 4. d = 48.36 mm
- 5. d = 31.24 mm
- 6. φC = 10.27 °
เฉลยทีละขั้นตอนฉบับเต็ม: ฝึกหัวข้อนี้ได้ที่ examproblems.com