볼트 전단응력베어링응력

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최초 생성일 2025.04.06
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소개글

"볼트 전단응력베어링응력"에 대한 내용입니다.

목차

1. 서론

2. 모터 제원

3. 축 및 베어링 설계
3.1. 축의 강도설계
3.2. 축의 강성설계
3.3. 베어링 선정

4. 키 설계

5. 축이음 설계
5.1. 볼트
5.2. 너트
5.3. 와셔
5.4. 플랜지 설계

6. CAD 도면화

7. 결론

본문내용

1. 서론

기계요소는 기계 시스템을 구성하는 핵심 요소로, 그 중에서도 축과 베어링, 키, 축이음 등은 동력 전달에 필수적이다. 이번 레포트에서는 모터로부터 동력을 전달받는 중실축의 설계에 초점을 맞추어 축과 베어링, 키, 축이음 등의 기계요소를 체계적으로 설계하고자 한다. 특히 각 기계요소의 재료 선정, 강도 및 강성 계산, 허용응력 설정, 파괴 순서 등을 고려하여 안전하고 효율적인 설계를 수행할 것이다. 또한 CAD 도면화를 통해 설계 결과를 구체화할 것이다. 이를 통해 기계 시스템의 안정성과 신뢰성을 높이고자 한다.


2. 모터 제원

제품명 MSK 100 B - 400 은 출력 8.8 KW, 정격 회전수가 4,500 RPM인 모터이다. 이 모터의 토크를 계산하면 다음과 같다. 토크 = (974000 * 8.8) / 4500 = 1904.71 kg·f·mm이다. 이후 감속비를 1 : 45로 고려하여 최종 모터의 토크 값은 85712 kg·f·mm이다.


3. 축 및 베어링 설계
3.1. 축의 강도설계

중실축으로 설계된 축은 변형되면 각 기계요소에 영향을 줄 수 있으므로 항복점을 기준으로 설계한다. 금속재료의 소성변형 파악을 위해 Von Mises 항복조건을 이용하여 설계한다. 키홈이 있는 축에 대한 강도설계식을 적용한다.

축의 강도설계 시 고려사항은 다음과 같다. 첫째, 중실축으로 설계한다. 둘째, 변형되면 각 기계요소에 영향을 줄 수 있으므로 항복점을 기준으로 설계한다. 셋째, 금속재료의 소성변형 파악을 위해 Von Mises 항복조건을 이용한다. 넷째, 키홈이 있는 축에 대한 강도설계식을 적용한다.

축의 강도설계를 위해 먼저 재료를 선정한다. 부식이 되면 안되고 높은 강도와 인성을 가지며 가공이 쉬운 크롬-몰리브덴강(SCM 430)을 선정한다. 크롬-몰리브덴강의 최저항복강도는 686 MPa이다.

축의 허용 전단응력은 Von Mises 항복조건에 따라 계산한다. 허용 전단응력은 축의 안전계수 5를 고려하여 최종적으로 8.08 kgf/mm2로 결정한다.

축의 강도설계 시 전단응력에 대한 설계식을 적용한다. 축의 지름(d)은 비틀림모멘트(T)와 허용 전단응력(τa)을 이용하여 계산한다. 이때 키홈으로 인한 축의 강도 저하를 고려하기...


참고 자료

태그

#기계요소 #축 설계 #강도 및 강성 설계 #베어링 선정 #키 설계 #볼트 및 너트 설계 #플랜지 설계 #CAD 모델링 #안전 및 신뢰성 #동력 전달 메커니즘

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