เพลากลมตันเส้นผ่านศูนย์กลาง 40 mm ทำจากวัสดุที่มีความเค้นเฉือนที่ยอมให้ 100 MPa จงหาแรงบิดมากที่สุด Tmax ที่เพลารับได้
ใบงาน การบิดของเพลา พร้อมเฉลย
1.ง่าย
d = 40 mmτallow = 100 MPa
Tmax = N·m
2.ง่าย
เพลาตันเส้นผ่านศูนย์กลาง 50 mm รับแรงบิด 500 N·m จงหาความเค้นเฉือน τρ ที่รัศมี 6.3 mm จากศูนย์กลาง
T = 500 N·md = 50 mmρ = 6.3 mm
τρ = MPa
3.ปานกลาง
เพลา ทองเหลือง ตันแบบขั้นบันไดยึดที่ A ท่อน AB มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 75 mm และยาว 3 m ท่อน BC มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 50 mm และยาว 2 m แรงบิด 400 N·m กระทำที่ปลายอิสระ C จงหามุมบิด φC ของปลาย C ในหน่วยองศา
T = 400 N·md1 = 75 mm, L1 = 3 md2 = 50 mm, L2 = 2 mG = 39 GPa
φC = °
4.ปานกลาง
เพลาตันเหล็กกล้าถูกยึดติดกับผนังและถูกบิดด้วยแรงบิด T ที่ปลายอิสระ หามุมบิด φ ของปลายอิสระ ในหน่วยองศา
T = 400 N·md = 30 mmL = 0.5 mG = 80 GPa
φ = °
5.ยาก
เพลากลวงส่งกำลัง 100 kW ที่ 500 rpm หาความเค้นเฉือนสูงสุด τmax ในเพลา
P = 100 kWN = 500 rpmdo = 75 mmdi = 60 mm
τmax = MPa
6.ยาก
เพลา เหล็กกล้า ตันส่งกำลัง 50 kW ที่ 1450 rpm ความเค้นเฉือนต้องไม่เกิน 80 MPa และมุมบิดต้องไม่เกิน 0.5° ต่อความยาว m จงหาเส้นผ่านศูนย์กลางที่น้อยที่สุด d ที่ตรงตามทั้งสองขีดจำกัด
P = 50 kWN = 1450 rpmτallow = 80 MPaθallow = 0.5°/mG = 80 GPa
d = mm
เฉลย
- 1. Tmax = 1257 N·m
- 2. τρ = 5.134 MPa
- 3. φC = 2.483 °
- 4. φ = 1.801 °
- 5. τmax = 39.05 MPa
- 6. d = 46.82 mm
เฉลยทีละขั้นตอนฉบับเต็ม: ฝึกหัวข้อนี้ได้ที่ examproblems.com