기계요소설계 축설계 레포트

소개

기계요소설계 축설계 레포트입니다.

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목차

1. 자동차 축의 설계
(1) 강도설계에 의한 축 지름의 결정
(2) 강성 설계에 의한 축 지름의 결정
(3) 강도 및 강성을 고려한 축 지름의 결정
(4) 축의 공차 및 경도 (H7/g6, 경도 : 열처리후 이상)
(5) 축의 위험속도 결정
(6) 과제 평가
(7) 참고자료출처

본문내용

[그림 1]과 같은 자동차 축에 대한 설계조건 [표 1]을 만족하는 중실축의 자동차 축을 설계하려고 할 때 다음 사항을 결정하시오. 단, 설계를 위해 참고한 근거자료 및 자료의 출처를 제시하시고, 본 과제에 대한 스스로의 평가를 첨부하기 바람.
＊축 : 일반적으로 베어링으로 지지되고, 하중을 받으면서 주로 회전에 의하여 동력을 전달시키기 위한 목적으로
사용하는 기계요소
축 설계하기에 앞서 축은 키홈이 있다고 가정하고 탄성계수의 값들은 연강재료의 값들을 사용한다.

(1) 강도설계에 의한 축 지름의 결정
(a) 축 재료의 선
선정한 재료 : SM 40C(KS D 3752)
선정 이유 : [그림 2]는 <기계설계 - 정남용 저> 책의 p310 <표 5-1>이다. 이것을 참고하여 SM 40C를 선정하였다. 이는 차축의 용도로 사용되어지며 기계적 성질이 우수하고 열처리를 함으로써 기계적 성질을 개선시킬 수 있는 탄소함량이 0.40%인 기계구조용 탄소강이다. (경제성을 고려하여 합금강은 택하지 아니함)
위의 [표 2]는 SM 40C의 기계적 성질을 나타낸다. 차축의 경우 허용인장응력은 견딜 수 있는 최고점인 항복강도를 기준강도로 택하며, 허용전단응력은 피로한도에서 양쪽이 비틀어지는 양진 비틀림 응력을 기준으로 택한다. 항복강도는 40로 택하고, 양진 비틀림 응력의 값은 18로 선정한다. 그리고 SM40C의 안전계수 로 설정한다.
(d) 등가 굽힘 모멘트의 계산 ()
회전을 고려하여 하중이 일정하지 않고 심한 변동하중 또는 가벼운 충격하중이 작용한다고 가정하여 아래의 [표 3]을 참고하여 동적효과계수 로 선정하였다.
따라서 선정한 동적효과계수를 이용하여 등가 굽힘 모멘트()를 구해보면 다음과 같다.
등가 굽힘 모멘트와 등가 비틀림 모멘트의 의한 지름을 구하고 안전을 위해 = 77.27 mm를 선택하고 KS 규격에 의거 안전하게 설계하기 위해 아래의 [표 4]를 참고하여 = 80 mm를 택한다.

참고자료

· 네이버 개인 블로그 - ‘기계재료의 모든 것’
· Mechanics of Materials - Ferdinand P. Beer / Mc Graw-Hill Education
· 국가표준인증종합센터(http://www.standard.go.kr)