요소설계-축설계

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목차

1. 설계조건
1.1 설계과제
1.2 모터선정
1.3 감속기선정

2. 안전계수 및 파괴순서설정
2.1 안전계수
2.2 파괴순서설정
2.3 설계에 사용한 이론

3.축의 설계
3.1 축 설계 시 고려사항
3.2 용도 및 모양에 따른 축 선정
3.3 축 재료 선정
3.4 축의 역학적계산
3.4.1 비틀림강도를 고려한 축의 강도설계
3.4.2 강도설계와 강성설계 비교

4.베어링의 설계
4.1 베어링의 종류선정
4.2 굽힘 강성에 의한 베어링의 간격선정
4.3 축의 진동고려
4.4 베어링의 수명계산
4.5 축설계 최종결과

5. 키의 설계
5.1 키의 역할
5.2 키의 종류 선정
5.3 키의 역학적 설계
5.4 키설계 최종결과

6. 축이음의 설계
6.1 플랜지 커플링의 재료 선정
6.2 볼트의 설계
6.2.1 볼트 종류선정
6.2.2 볼트 재료선정
6.2.3 볼트의 개수(Z)선정
6.2.4 축 중심으로부터 볼트 중심까지의 거리() 설계
6.3 커플링의 치수결정
6.3.1 플랜지 뿌리부 전달토크()로 커플링 뿌리부 지름(=C) 설계
6.3.2 플랜지 치수 설계

7. 파괴 순서의 확인

8.설계 최종결과

9.공차기입

10.도면

본문내용

1. 설계 조건
1.1 설계과제
-가상의 모터가 축이음을 통해 동력을 전달.
-축은 경제성을 고려해 중실축을 사용.

1.2 모터선정
-동력 전달 = 7.3 kW
-정격 회전수 = 2000 RPM

1.3 감속기선정
모터의 출력동력인 7.3kW은 약 10HP 이므로 사양을 맞추어
감속비 1/20인 감속기를 선정했고,
모터의 정격회전속도인 2000[rpm]을 100[rpm]으로 낮추었다.

2. 안전계수 및 파괴순서설정
2.1 안전계수
- 기계 설계에서 안전성을 고려하여야 한다. 여기에서 안전율을 고려하는 것은 필수이다. 안전 계수를 높게 잡고 설계하면 기계가 안전하지만 비용이 높아지게 되는 문제가 있기 때문에 최적의 안전율를 설정하여 최적설계를 하는 것이 중요하다.

<중 략>

3. 축의 설계
3.1 축 설계 시 고려사항
① 강도(strength) : 작용하는 하중에 의하여 축이 파괴되지 않도록 충분한 강도를 가져야 한다.

② 강성(rigidity) : 축에 작용하는 하중에 의한 변형도가 일정 한계치를 초과하지 않도록 한다. 굽힘 모멘트를 받는 축은 축처짐으로, 비틀림 모멘트를 받는 축은 비틀림각으로 제한한다.

③ 진동(vibration) : 축이 고유진동에 따른 위험속도를 충분히 벗어난 속도에서 운전ㄴ하도록 설계하여야 한다. 진폭을 낮추고자 하면 평형잡이(balancing)을 하여야 한다.

④ 열응력(thermal stress) 및 열팽창(thermal expansion) : 제트엔진, 증기터빈 등과 같이 고온의 상태에서 사용되는 축은 열응력과 열팽창을 고려하여야 한다.

⑤ 부식(corrosion) : 선박의 프로펠러축, 펌프축 등과 같이 액체에 접촉하는 축은 부식에 대비한 설계를 하여야 한다.

=> ① 강도(strength), ② 강성(rigidity)과 ③ 진동(vibration)을 고려해서 설계했는데, 설계할 축은 액체에 접촉하지 않고 상온에서 사용할 것이므로 ④ 열응력(thermal stress) 및 열팽창(thermal expansion) 과 ⑤ 부식(corrosion)은 고려대상에서 제외하였다

참고 자료

없음