เพลากลมตันเส้นผ่านศูนย์กลาง 20 mm ทำจากวัสดุที่มีความเค้นเฉือนที่ยอมให้ 50 MPa จงหาแรงบิดมากที่สุด Tmax ที่เพลารับได้
ใบงาน การบิดของเพลา พร้อมเฉลย
1.ง่าย
d = 20 mmτallow = 50 MPa
Tmax = N·m
2.ง่าย
เพลากลวงมีเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอก 75 mm และเส้นผ่านศูนย์กลางภายใน 53 mm รับแรงบิด 1000 N·m จงหาความเค้นเฉือนสูงสุด τmax
T = 1000 N·mdo = 75 mmdi = 53 mm
τmax = MPa
3.ปานกลาง
เพลาตันทองเหลืองถูกยึดติดกับผนังและถูกบิดด้วยแรงบิด T ที่ปลายอิสระ หามุมบิด φ ของปลายอิสระ ในหน่วยองศา
T = 100 N·md = 30 mmL = 0.5 mG = 39 GPa
φ = °
4.ปานกลาง
เพลา ทองเหลือง ตัน ยาว 0.5 m รับแรงบิด 400 N·m มุมบิดระหว่างปลายทั้งสองต้องไม่เกิน 1.5° จงหาเส้นผ่านศูนย์กลางที่น้อยที่สุด d ที่ตรงตามขีดจำกัดนี้
T = 400 N·mL = 0.5 mG = 39 GPaφallow = 1.5°
d = mm
5.ยาก
เพลาตันต้องส่งกำลัง 20 kW ที่ 300 rpm โดยความเค้นเฉือนต้องไม่เกิน 50 MPa หาเส้นผ่านศูนย์กลางที่เล็กที่สุด d ที่ใช้ได้
P = 20 kWN = 300 rpmτallow = 50 MPa
d = mm
6.ยาก
เพลา อะลูมิเนียม ตันส่งกำลัง 10 kW ที่ 1450 rpm ความเค้นเฉือนต้องไม่เกิน 40 MPa และมุมบิดต้องไม่เกิน 1° ต่อความยาว m จงหาเส้นผ่านศูนย์กลางที่น้อยที่สุด d ที่ตรงตามทั้งสองขีดจำกัด
P = 10 kWN = 1450 rpmτallow = 40 MPaθallow = 1°/mG = 26 GPa
d = mm
เฉลย
- 1. Tmax = 78.54 N·m
- 2. τmax = 16.08 MPa
- 3. φ = 0.9237 °
- 4. d = 37.58 mm
- 5. d = 40.18 mm
- 6. d = 34.87 mm
เฉลยทีละขั้นตอนฉบับเต็ม: ฝึกหัวข้อนี้ได้ที่ examproblems.com