[A+] 기계공학실험2 CAM 해석

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[A+] 기계공학실험2 CAM 해석에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 서론
가. 실험목적
나. 실험이론
1) 캠의 종류와 특성
가) 캠의 분류
(1) 접점의 동작에 따른 분류
(2) 종동 절의 구속 여부에 따른 분류
(3) 운동방향에 따른 종동절의 분류
나) 평면 캠의 종류
(1) 소극 평면 캠
(2) 확동 평면 캠
다) 입체 캠의 종류
(1) 소극 입체 캠
(2) 확동 입체 캠
라) 캠의 각 부 명칭

2. 본론
가. 실험장치
나. 실험방법
다. 실험 시 유의 사항

3. 결론
가. 실험결과
1) 측정값
2) 이론값
3) 측정값, 이론값 비교
나. 고찰
1) 토의
가) RPM, 편심거리에 따른 변위 비교
나) RPM, 편심거리에 따른 속도 비교
다) RPM, 편심거리에 따른 가속도 비교
2) 오차요인
가) 사람의 감각에 의한 오차요인
나) RPM 측정기기의 scale에 의한 오차요인
다) 벨트 텐션 감소에 의한 오차요인

4. 참고문헌

본문내용

.
③ 고 RPM 일 때 캠이 튀어 나올 수 있기 때문에 만일의 사고를 대비하여 실험기기 전방에는 위치하지 않는다.
결론
실험결과
측정값
① 80RPM & 1.5cm
눈금 개수 : 8
눈금 1개의 길이 : 4mm
총 눈금의 길이 : 32mm
진폭의 크기 : 32mm/2 = 16mm
② 100RPM & 1.5cm
눈금 개수 : 6
눈금 1개의 길이 : 4mm
총 눈금의 길이 : 24mm
진폭의 크기 : 24mm/2 = 12mm
③ 80RPM & 2.5cm
눈금 개수 : 14
눈금 1개의 길이 : 4mm
총 눈금의 길이 : 64mm
진폭의 크기 : 64mm/2 = 32mm
④ 100RPM & 2.5cm
눈금 개수 : 12
눈금 1개의 길이 : 4mm
총 눈금의 길이 : 48mm
진폭의 크기 : 48mm/2 = 24mm
이론값
① 80RPM & 1.5cm
진폭의 크기 :
속도 최대값 :
가속도 최대값 :
② 100RPM & 1.5cm
진폭의 크기 :
속도 최대값 :
가속도 최대값 :
③ 80RPM & 2.5cm
진폭의 크기 :
속도 최대값 :
가속도 최대값 :
④ 100RPM & 2.5cm
진폭의 크기 :
속도 최대값 :
가속도 최대값 :
측정값, 이론값 비교
RPM & 편심(cm)
각속도(rad/s)
진폭(mm)
오차율
측정값
이론값
80 & 1.5
3.378
16
15
6.67%
100 & 1.5
10.47
12
15
20.0%
80& 2.5
3.378
32
25
28.0%
100 & 2.5
10.47
24
25
4.00%
고찰
토의
RPM, 편심거리에 따른 변위 비교
변위 그래프의 진폭의 크기는 위의 그래프에서와 같이 RPM과는 관계가 없고 오직 편심거리에 의해 결정된다. 실제로도 실험을 실시하는 중에 변위에 해당하는 값은 눈에 보이기 때문에 이해를 할 수 있다. 직관적으로도 편심이 커질 때 가장 바깥쪽의 위치의 궤적도 역시 점점 커지기 때문에 결과적으로 변위 역시 커진다는 것을 예측할 수 있고 결과값도 비슷한 양상을 보였다. 이론적으로 변위에 해당하는 식을 보면 다음과 같은데
진폭의 크기에 해당하는 값이 가 되므로 는 작용하지 않는 것을 알 수 있다.
실제 변위 측정값에서도 비슷한 양상을 가진다. RPM이 같을 때 편심거리가 커짐에 따라서 변위 역시 커지는 것을 확인 할 수 있다. 하지만 편심거리가 같을 때에는 같은 값의 변위를 가져야 하지만 값이 다른 것을 알 수 있다. 이러한 차이에 대해서는 아래 오차요인에 설명이 되어있다.
RPM, 편심거리에 따른 속도 비교
RPM의 크기에 따라 진폭의 크기가 변하는 변위와는 다르게 속도그래프의 진폭의 크기는 RPM과 편심거리 모두가 영향을 미친다. 위의 그래프를 보면 RPM이 같을 때 편심거리가 커지면 진폭의 크기가 커지고 편심거리가 같을 때 RPM이 커질수록 진폭이 커지는 것을 알 수 있다. 이와 같은 결과의 이유는 다음의 식에서 확인할 수 있는데
변위와는 다르게 진폭의 크기에 해당하는 값이 이므로 RPM과 편심거리 모두가 영향을 미치는 것을 알 수 있다. 측정값에 속도에 해당하는 값이 없지만 이론대로라면 비슷한 양상을 가질 것이다.
RPM, 편심거리에 따른 가속도 비교
가속도 그래프 역시 속도 그래프와 비슷한 값을 가진다. RPM과 편심거리 모두가 영향을 미치는데 이러한 이론적인 이유는 다음의 식에서 찾을 수 있다.
진폭의 크기는 이므로 두가지 요인 모두가 작용을 하고 한 가지 다른 점이 있다면 RPM에 제곱이 있으므로 RPM이 편심거리보다 더 큰 요인으로 작용할 것이고 고 RPM 영역에서는 편심거리보다 RPM이 가속도의 크기에 많은 영향을 줄 것이다.
오차요인
사람의 감각에 의한 오차요인
이번 실험의 가장 큰 오차요인은 사람의 시각에 많이 의존한다는 것이다. 따라서 정확한 값이 아니기 때문에 오차가 발생할 수밖에 없다. 편심거리를 조절하기 위해 나사를 풀고 조절할 때 자로 측정하여 나사를 다시 조였고 결과 값이 기기에서 나왔을 때에도 이를 해석하기 위하여 눈금을 확인하였는데 확실하게 보이지 않아서 1단위로 값을 대입하였다. 따라서 많은 오차를 가질 것이다.
RPM 측정기기의 scale에 의한 오차요인
RPM 측정 기기가 0RPM을 가리키고 있는 때에도 캠이 느리게 회전하는 것을 확인하였는데 이는 RPM기기의 scale이 1이기 때문이다. 이는 실험에서도 확인할 수 있는데 scale이 1이기 때문에 예를 들어 80RPM에서도 이 값이 80RPM인지 80.5RPM인지 80.9RPM인지 알 수 없기 때문에 오차가 발생하고 이러한 오차는 결과적으로 측정값으로 나오는 그래프에 영향을 줄 것이다. 변위 그래프에서는 RPM에 해당하는 영향이 없지만 속도나 가속도 그래프에서는 RPM에 따라 값이 많이 바뀌기 때문에 많은 오차가 발생할 것이다.
벨트 텐션 감소에 의한 오차요인
위의 사진은 차량 내부의 타이밍벨트를 보여준다. 타이밍벨트는 벨트에 체인처럼 홈을 만들어서 평벨트의 미끄러짐을 없애고 정확한 타이밍에 힘이 전달되도록 만든 동력전달 방법이다. 하지만 이번 실험에서 사용한 타이밍 벨트는 텐션 조절이 정확히 이루어지지 않는 단점이 있다. 차량에 설치된 D-엔진의 경우 이러한 벨트의 처짐이 발생하게 되면 떨림으로 인해 소음이 발생하거나 과도한 출렁거림으로 인해 엔진이 손상되는 사례가 있다고 한다. 따라서 이와 같은 경우와 마찬가지로 이번 실험에서도 저 RPM 이기는 하지만 큰 출렁거림이 발생되고 있으므로 이로 인해 손실이 발생되고 과도한 떨림으로 인해 벨트 잇이 기어 잇을 넘어가게 되면 종동축과 원동축 사이에 rpm차이가 발생될 수도 있다. 따라서 오차요인으로 작용될 수 있는 여지가 있다.
참고문헌
타이밍벨트(뉴스포티지 VGT) -
http://blog.naver.com/jinhankuk/50180422138
Theory of Machines and Mechanisms Joseph Edward Shigley(MCGRAW HILL BOOK COMPANY) p194~195
Theory of Machines 2th edition S S RATTAN(MCGRAW HILL BOOK COMPANY) p223~227

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