[기계요소설계] 메인샤프트를 지지하는 베어링설계 - K7 3.0 GDI차량

소개글

[기계요소설계] 메인샤프트를 지지하는 베어링설계 - K7 3.0 GDI차량에 대한 보고서 자료입니다.

목차

-고찰
◇ 차량 선정 : K7 3.0 GDI 프레스티지 가솔린
◇ 차량 주요 제원
◇ 베어링 설계시 고려해야 할 사항
◇ 축의재료 선정
◇ 베어링 설계

본문내용

연성(ductile)재료이다. 그러므로 축의 파손은 최대전단응력에 의한 것이다. 일반적으로 강과 같이 연성재료의 축은 최대전단응력설이 가장 잘 일치한다.
Guest의 최대전단응력설에 의한 상당비틀림응력(equivalent twisting stress)
,
※
※
※
∴ 표준 축지름(KB B 0406)표 참고하여 45(mm) 선택.
(4) 동하중을 받는 직선축의 강도
동하중이 작용하는 축의 설계 → 정하중이 작용할 때의 굽힘 모멘트 및 비틀림 모멘트보다 큰 값을 고려해야한다. 동적효과 계수를 곱해주어 로 하여 축의 지름을 구한다.
하중의 종류
회전축
정지축
정하중 또는 심하지 않는 동하중
1.0
1.5
1.0
1.0
심한 변동하중 또는 가벼운 충격하중
1.0~1.5
1.5~2.0
1.5~2.0
1.5~2.0
격렬한 충격하중
1.5~3.0
2.0~3.0
-
-
■ 비틀림 모멘트 T와 굽힘 모멘트 M이 동시에 작용하는 경우
차축의 경우 연성재료이므로 다음 식으로 구한다.
차량은 심한변동하중을 받는다.
실체원축이므로 0을 대입
∴ 표준 축지름(KB B 0406)표 참고하여 55(mm) 선택.
강성도에 의한 축 지름 설계
■ 비틀림 모멘트만 작용하는 축의 설계
Bach의 축공식
Bach는 에 대하여 로 제한한다.
조건식에 연강에 대하여 로 하면,
일반적으로 전동축에서는 축에 작용하는 최대의 비틀림 모멘트 T 에 의한 비틀림 각 가 축의 길이 1m에 대하여 0.25°(0.004363 rad) 이내에 있도록 설계해야 된다고 Bach는 주장하고 있다.
에서 극관성 모멘트 이므로
SM40C의 G값은 프와송비와 탄성계수를 대입하여 구하였다.
d로 다시 정리하여 위에서 구한 값들을 대입하면
∴ 표준 축지름(KB B 0406)표 참고하여 55(mm) 선택.
∴ 4가지 접근 방법에 의한 설계를 통하여 최소한 55mm인 중실축을 사용하여야 안전한 설계라 할 수 있다.
◇베어링 설계
■ 설계 전 가정
차량 중량 : 공차 중량 1580kg
레이디얼 하중(P) =
수명
시간
하중
계수
2000~4000h
5000~15000h
20000~30000h
40000~60000h
때때로 사용
단속적으로 사용한다. 항상 계속 사용하지 않는다.
연속적으로 계속 사용한다.
연속운전으로서 중요한 것
1~1.2
충격이 없는
원활한 운전
가정용 정전기
기구, 자전거
핸드-그라인더
컨베이어
호이스트
엘리베이터
에스컬레이터
톱날판
일반펌프
전동축 분리기
(seperator)
공작기계
윤전기
정당분밀기
모터
원심분리기
중요한 주전동축
중요한 모터
1.2~1.5
보통의 운전상태
자동차
철도차량
전차
소형 엔진
감속 치차장치
배수펌프
제지기계
볼 밀(ball mill)
송풍기
기중기
1.5~2
어느정도 충격과 진동을 수반한다
석탄차
압연기
전차주전동기
2~2.5
진동, 충격을 수반하는 운전
건설기계, 진동이 많은 기어 장치
바이브레이터
조오크러셔
(jaw crusher)
전차구동장치
하중계수 의 값
베어링의 수명() = (하루 3시간 10년 사용)
하중계수 의 값 = 1.5로 선택
종류
단열 깊은 홈 레이디얼 볼 베어링
하중의 구분
중하중용
중하중용
형번
안지름
6300
6400
번호
d
C
C0
C
C0

16
80
9650
8100
12700
12000
17
85
10400
9000
13600
13200
18
90
11200
10000
14500
14600
19
95
12000
11000

∴ Table. 3-5를 찾아 중하중용 No. 6316을 선택하여 지름 80mm인 단열 깊은 홈 레이디얼 볼 베어링을 사용한다. 전동축 설계시 나온 결과값 55mm보다 크기 때문에 적합한 설계임을 알 수 있다.

키워드

베어링 설계,   기계요소설계,   베어링,   메인샤프트,   K7,   표준 축지름,   하중,   베어링설계