มอเตอร์ส่งกำลัง 2.2 kW ให้เพลาที่หมุนที่ 300 rpm จงหาแรงบิด T ในเพลา
ใบงาน การบิดของเพลา พร้อมเฉลย
1.ง่าย
P = 2.2 kWN = 300 rpm
T = N·m
2.ง่าย
เพลากลมตันรับแรงบิด T หาความเค้นเฉือนสูงสุด τmax ในเพลา
T = 200 N·md = 20 mm
τmax = MPa
3.ปานกลาง
ในการทดสอบการบิด ชิ้นงานตันเส้นผ่านศูนย์กลาง 15 mm ถูกบิดด้วยแรงบิด 40 N·m ปลายทั้งสองของความยาวเกจ 300 mm หมุนสัมพัทธ์กัน 3.55° (วัสดุยังอยู่ในช่วงยืดหยุ่น) จงหาโมดูลัสเฉือน G ของวัสดุ
T = 40 N·md = 15 mmL = 300 mmφ = 3.55°
G = GPa
4.ปานกลาง
เพลา อะลูมิเนียม ตันแบบขั้นบันไดยึดที่ A ท่อน AB มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 60 mm และยาว 3 m ท่อน BC มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 20 mm และยาว 1 m แรงบิด 200 N·m กระทำที่ปลายอิสระ C จงหาความเค้นเฉือนสูงสุด τmax ในเพลา
T = 200 N·md1 = 60 mm, L1 = 3 md2 = 20 mm, L2 = 1 m
τmax = MPa
5.ยาก
เพลากลวงส่งกำลัง 100 kW ที่ 1500 rpm หาความเค้นเฉือนสูงสุด τmax ในเพลา
P = 100 kWN = 1500 rpmdo = 40 mmdi = 30 mm
τmax = MPa
6.ยาก
เพลาตันต้องส่งกำลัง 20 kW ที่ 1450 rpm โดยความเค้นเฉือนต้องไม่เกิน 60 MPa หาเส้นผ่านศูนย์กลางที่เล็กที่สุด d ที่ใช้ได้
P = 20 kWN = 1450 rpmτallow = 60 MPa
d = mm
เฉลย
- 1. T = 70.03 N·m
- 2. τmax = 127.3 MPa
- 3. G = 38.97 GPa
- 4. τmax = 127.3 MPa
- 5. τmax = 74.11 MPa
- 6. d = 22.36 mm
เฉลยทีละขั้นตอนฉบับเต็ม: ฝึกหัวข้อนี้ได้ที่ examproblems.com