เพลากลมตันเส้นผ่านศูนย์กลาง 20 mm ทำจากวัสดุที่มีความเค้นเฉือนที่ยอมให้ 100 MPa จงหาแรงบิดมากที่สุด Tmax ที่เพลารับได้
ใบงาน การบิดของเพลา พร้อมเฉลย
1.ง่าย
d = 20 mmτallow = 100 MPa
Tmax = N·m
2.ง่าย
เพลากลมตันรับแรงบิด T หาความเค้นเฉือนสูงสุด τmax ในเพลา
T = 750 N·md = 40 mm
τmax = MPa
3.ปานกลาง
เพลาตันอะลูมิเนียมถูกยึดติดกับผนังและถูกบิดด้วยแรงบิด T ที่ปลายอิสระ หามุมบิด φ ของปลายอิสระ ในหน่วยองศา
T = 400 N·md = 40 mmL = 2 mG = 26 GPa
φ = °
4.ปานกลาง
เพลากลวง เหล็กกล้า (เส้นผ่านศูนย์กลางภายนอก 60 mm ภายใน 42 mm ยาว 1 m) ถูกยึดที่ปลายหนึ่งและถูกบิดด้วยแรงบิด 500 N·m ที่อีกปลาย จงหามุมบิด φ ในหน่วยองศา
T = 500 N·mdo = 60 mmdi = 42 mmL = 1 mG = 80 GPa
φ = °
5.ยาก
เพลาตันต้องส่งกำลัง 100 kW ที่ 1800 rpm โดยความเค้นเฉือนต้องไม่เกิน 75 MPa หาเส้นผ่านศูนย์กลางที่เล็กที่สุด d ที่ใช้ได้
P = 100 kWN = 1800 rpmτallow = 75 MPa
d = mm
6.ยาก
เพลา ทองเหลือง ตันส่งกำลัง 30 kW ที่ 1500 rpm ความเค้นเฉือนต้องไม่เกิน 75 MPa และมุมบิดต้องไม่เกิน 0.25° ต่อความยาว m จงหาเส้นผ่านศูนย์กลางที่น้อยที่สุด d ที่ตรงตามทั้งสองขีดจำกัด
P = 30 kWN = 1500 rpmτallow = 75 MPaθallow = 0.25°/mG = 39 GPa
d = mm
เฉลย
- 1. Tmax = 157.1 N·m
- 2. τmax = 59.68 MPa
- 3. φ = 7.015 °
- 4. φ = 0.3704 °
- 5. d = 33.03 mm
- 6. d = 58.15 mm
เฉลยทีละขั้นตอนฉบับเต็ม: ฝึกหัวข้อนี้ได้ที่ examproblems.com