기계 요소 설계 텀 프로젝트 - 베벨기어를 이용한 무체인 자전거 동력부

소개글

기계 요소 설계 텀 프로젝트 - 베벨기어를 이용한 무체인 자전거 동력부에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 문제의 선정 (시스템의 필요성)
2. 상세 도면
3. 성능 비교
4. 설계 시 주요 고려 인자 및 운전/성능 조건
5. 요소 설계
6. 설 계 타 당 성 검 토
7. 성 능 분 석 & 결 론 & 총 평

본문내용

부 기 어
(종동부 기어의 접선하중방향 하중)
,
■ 전체 힘의 평형도
(1) 구동축 베어링 설계
① 左베어링설계← 레이디얼, 스러스트 하중 고려
, , ,
,
, 표7.10에서
구동축지름 이므로 자동 조심형 볼베어링(NO.1206) 선택()
② 右베어링설계← 레이디얼 하중만 고려
=, ,
,
구동축지름 이므로 자동조심형 볼베어링(NO.1206) 선택()
(2)종동축 베어링 ( 2 EA ) 설계 ← 레이디얼 하중만 고려
, , ,
종동축지름 이므로 자동조심형 볼베어링(NO.1205) 선택()
(3) 뒷바퀴축 베어링 설계
① 左 베어링설계← 레이디얼 하중만 고려
, ,
,
뒷바퀴축지름이므로 자동조심형 볼베어링(NO.1205) 선택 ()
② 右 베어링설계← 레이디얼 하중, 스러스트 하중고려
, , ,
,
, 표7.10에서 으로 결정
뒷바퀴축지름 이므로 자동조심형 볼베어링(NO.1205) 선택()
Ⅵ. 경 제 성
일반구조용원형봉강(S15C-S20C)을 선택
(규격은 19-80)선택: M/T당 450000원
축길이(150mm+380mm+130mm=660mm=0.66m)
축무게 5kg 450000원*0.66*5/1000=1500원
볼베어링 1206선택 개당:7830원 => 7830원*6=46980원
기어단가 21120*4개=84480원
플랜지단가 13000원*2개=26000원
총 금액: 1500원(축)+46980원(볼베어링)+84480원(기어)+26000원(플랜지)=158960원
Ⅶ. 설 계 타 당 성 검 토
세부항목별 검토
설 명
설 계
System
system의 선정이 바람직한가?
전체적인 선정은 좋으나 베벨기어가 미흡함. 현재 시장에서는 업체의 자체개발한 기어를 사용(칠성 기어)
system의 모델링 및 가정이 바람직한가?(주요고려인자)
기어사용의 여러 가지 가정 및 모델링은
양호함
운전 조건이 타당한가?
베벨기어의 이용으로 운전조건 양호함
성능조건이 실용적인가?
기어를 칠성기어로 사용할 경우 실용적
설계대상의
형상(치수)과
재료선정
원가산출
설계 치수의 타당성
적절한 가정으로 양호함
재료선정의 타당성
재료의 선정에서 미흡함을 발견
원 가 산 출
실제 제원과 비교했을 때 대체로 양호
설계대상의 제작이 가능한가?
충분히 제작가능.
좀 더 구체적인 설계양식의 보완이 요구됨.
최
종
검
토
전체적인 흐름의 타당성
system의 설계흐름이 논리적으로 양호하며 다만 기어의 효율과 정보에 관한 지식과
보완이 요구됨. 기타 시장성 및 실용성은
타당함
정 확 성
실 용 성
시 장 성
설계 대상이 최종적으로 체인을 대체할 수 있는가?
- 설계 완료 후 세부항목을 정하여 타당성을 검토함 -
Ⅷ. 성 능 분 석 & 결 론 & 총 평
성능분석에 앞서 관련업체의 자문결과를 토대로 설계시스템의 선정치수의 타당성을 검토해 보았다. 우리가 설계한 시스템은 자전거의 동력부로서 자전거에 장착되게 되어있다. 그러므로 전체자전거의 하중에 비해 균형을 잘 맞추어야 한다. 이런 것을 고려해가며 치수를 선정하였고 실제 자문결과 기어의 사용으로 인한 균형문제에는 큰 에러사항은 없다. 설계 흐름도에 따라서 설계를 하였기에 각 요소들의 상관관계가 들어맞고 논리적으로 설계가 되었다. 다만 설계과정에서의 가정이 적절했는가를 정확히 분석하고 치수의 정확성을 분석하기 위해서는 유한 요소법등의 해석툴을 사용하여 더 자세히 검토할 필요가 있고 사용한 베벨기어가 실제 제품(시판되는 무체인 자전거는 자체 개발한 베벨기어를 사용)과는 차이가 있기 때문에 실용성과 성능의 효율을 올리는데 설계의 주안점을 두었다. 그리고 기어를 이용한 자전거의 성능분석에 있어서 우리가 설계한 시스템은 일단은 변속기가 없이 평지에 달릴 때로 가정하여 설계를 하였기 때문에 앞으로 등판능력이나 변속장치에 의한 성능을 올리는 설계가 요구될 것이다. 이것은 차후 관련지식을 더 쌓고 한번 해 볼 계획이다.
기계요소설계에서 배운 내용을 적용하여 각각의 기계요소를 하나의 시스템으로 만들어서 요소들간의 유기적인 작용을 이끌어내기 위해 치수와 재료의 선정에 애를 먹었지만 한 학기동안에 배운 내용을 총 복습하는 시간이었기에 이번 텀 설계는 아주 유익한 시간이었다고 본다. 다만 자전거라는 전체 시스템에서의 하중과 힘의 분석을 할 때 우리는 동력부 시스템 하나만 설계를 하다보니 약간은 가정상에서 오류가 발생하기도 하였다. 그렇기 때문에 최적설계를 하기 위해서는 역학을 좀 더 깊이 공부해야겠다는 생각도 하였다. 그리고 기계요소 하나하나의 설계는 여러 가지 수식과 테이블을 활용하여 쉽게 할 수 있었지만 이것을 조합하여 하나의 시스템을 만들고 이것이 전체 시스템에 들어맞는 설계를 하기 위해서는 교재의 내용을 넘어서 좀 더 통합적인 안목을 길러야 될 것이다. 하지만 여러 가지를 고려하여 적절한 가정을 하였고 거기에 맞는 기계요소들의 치수가 선정되었기 때문에 설계상의 오류는 적을 것이다.
한 한기동안 배운 내용으로 실제 설계를 함에 있어 부족함도 많고 여러 가지 문제점도 발견 되었지만 조원들끼리 역할 분담을 하여 하나의 결과물을 내기 까지 많은 도움이 되었다. 앞에서 말했듯이 베벨기어가 교재에서 나오는 것을 사용하다 보니 약간의 요소선정에 있어서 국한 된 것도 있었지만 이런 것을 통해 교재 외의 것도 더 알아가고 결국은 유능한 엔지니어가 되기 위해서는 끊임없이 새로운 것을 계속 공부해 나가야 되겠다고 생각하였다.
자전거의 구동부 설계가 간단하다고 생각하였지만 실제 어려움이 많았다. 이번 경험을 토대로 앞으로 더 복잡하고 변수가 많은 시스템을 설계할 수 있기 위해서 더 열심히 해야겠다.
한 학기동안 유익하고 좋은 강의 해주셔서 감사합니다.
참 고 문 헌
▶ 기계요소설계(북스힐)
▶ 기계요소설계(인터비전)
▶ 일반 기계공학(일진사)
▶ 재료공학
▶ 기계설계규격 및 데이터북(일진사)
각종 자료 출처
-관련업체http://www.bikevalley.co.kr
http://www.spotop.com
-테이블 및 제원
건설자재연구소http://www.jajae.co.kr
한국 미스미http://www.misumi.co.kr)
네이버 카페 - 전국 설비인 연합회

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요소 설계,   텀프,   베벨기어,   무체인 자전거,   텀프로젝트,   기계요소설계