기계설계(축, 축 이음, 마찰전동장치 및 무단변속기)

소개글

기계설계(축, 축 이음, 마찰전동장치 및 무단변속기)에 대한 보고서 자료입니다.

목차

-축(軸)

1. 축의 강도

2. 축의 강성설계

3. 축의 위험속도

-축(軸) 이음 및 클러치

-마찰전동 장치 및 무단변속기

본문내용

축방향으로 작용하는 피벗(pivot)저널, 축의 방향을 자유로이 바꿀 수 있는 구면(球面)저널 등이 있다.
⑤ 피 봇(pivot) : 베어링으로 지지되어 있는 부분이다. 축의 끝이 원뿔형이고 그 끝을 다소 둥글게 한 것으로 이것을 지지하는 것도 피벗의 끝부분과 비슷한 오목면을 하고 있으며, 피벗 베어링이라고도 한다.
나.축의 바깥 모양에 따른 분류
① 직선축 : 일반적으로 사용하는 곧은 축
② 크랭크 축 : 직선 운동을 회전 운동으로 바꾸는 데 사용하는 축
③ 플렉시블 축 : 전동축에 휨성을 주어서 축의 방향을 자유롭게 변경할 수 있는 축
1. 축의 강도
① 굽힘 모멘트만을 받는 축
d :축지름
M:축에 작용하는 굽힘모멘트
σa:축 재료의 허용굽힘응력
중실축의 경우
중공축의 경우
d1: 안지름
d2: 바깥지름
d1/d2=x: 내외 경비
② 비틀림 모멘트만을 받는 축
T: 축에 작용하는 비틀림 모멘트
Zp: 극단면 계수
τa: 축재료의 전단응력
중실축의 지름은
중공축의 지름은
③ 굽힘과 비틀림 모멘트를 동시에 받는 축
축에 굽힘 모멘트가 작용할 경우 이들의 작용을 합성한 상당굽힘모멘트(Me)와 상당비틀림 모멘트(Te)가 작용한다
축에는 Me 또는 Te가 단독으로 작용하는 것으로 생각하여 축지름을 계산
☞ 중실축의 경우
☞ 중공축의 경우
④ 동하중을 받는 축
km: 굽힘에 대한 동적 효과 계수
kt: 비틀림에 대한 동적 효과 계수
2. 축의 강성설계
① 비틀림 강성
중실축의 경우
중공축의 경우
② 굽힘 강성
단순보에서 중앙에 집중하중이 작용하면 보의 처짐δ과 처짐각β는
3. 축의 위험속도
① 축의 중앙에 1개의 회전체를 가진 축
g:중력의 가속도 δ축의 처짐
② 여러 개의 회전체를 가진 축
Dunkerley의 실험 공식
26장. 축(軸) 이음 및 클러치
- 축과 축을 연결하는 기계 요소로 축이음이 사용되지만, 반영구적으로 두 축을 고정하는 것을 커플링(coupling) 이라고 말하며, 소동 중에 단적을 할 수 있는 것을 클러치(clutch)라고 말한다.
① 커플링
두 축이 동일 선상에 있는 것 - 고정 커플링(fixed coupling)
두 축의 동일 선상에 있으나 정확하지 않을 때 - 플렉시블 커플링(flexible coupling)
두 축이 평행이나 편심되어 있을 때 - 오올담 커플링(oldham`s coupling)
위의[그림］과 같이 링크 ①과 ③은, 링크 ①과 ③ 위를 미끄러지는 링크 ②를 통해서 회전한다. 이 때문에 링크 ①과 ③은 같은 방향으로 동일한 각속도(角速度)로 회전한다.
두 축이 어느 각도로 교차한 것 - 유니버셜 조인트(universal joint)
② 클러치
조 또는 이로 맞물리는 것 - 맞물림 클러치(claw clutch)
마찰면으로 고착하는 것 - 마찰 클러치(friction clutch), 전자 클러치
마찰 입자로 고착하는 것 - 전자 유체 클러치
유체를 개재한 것 - 유체 클러치
③ 축이음 설계의 요점
센터 맞춤이 완전히 될 것
조립, 고정, 분해가 쉬울거
중량균형이 취해질 것
소형일 것
가능한 한 돌기물이 적을것, 경우에 따라서 보호 장치를 붙일 것
진동에 강할 것
등이 필요하다. 클러치로서 이외에 맞물릴 때의 소리의 문제, 열발생, 마찰에 대한 대책, 작동시의 연속성, 마모 부분의 교체가 쉬울 것 등이 중요하다.
31장. 마찰전동 장치 및 무단변속기
① 마찰전동 장치 - 마찰에 의해서 회전운동을 전달하는 장치
평마찰차 원추형 마찰차 원판 마찰차
2개의 바퀴를 서로 접촉시켜 세게 누르고 그 사이에 생기는 마찰을 이용하여 회전운동을 전달하는 것을 마찰바퀴, 2개의 원통형 바퀴 사용해서 회전운동을 전달하는 것을 원통 마찰바퀴라고 한다
두 바퀴의 접촉에는 미끄럼이 있 에 정확한 속도비(速度比)를 필요로 하는 경우에는 사용할 수 없다. 그리고 마찰바퀴는 큰 동력의 달에는 적합하지 않다.
표 - 마찰차의 나비 1㎝에 가할 수 있는 최대 축압력
원 동 차
마찰면재료
종 동 차
마찰면재료
마 찰 계 수
단위접촉압력
p(㎏/㎝)
단위전달력
f(㎏/㎝)
주 철
가 죽
판 지
나 무
주 철
주 철
주 철
주 철
0.10~0.15
0.15~0.2
0.15~0.2
0.2~0.5
20
10
10
10
2~3
1.5~3
1.5~2
2~5
② 무단 변속기 - cvt(continuously variable transmission)라고도 한다.
4～5단의 제한된 변속단을 갖는 기존의 수동 및 자동변속기와는 달리 주어진 변속범위 내에서 연속적인 변속이 가능한 변속장치.
유단변속기인 수동변속기나 자동변속기는 고정된 변속비내에서 조정함으로 옆의 그림과 같이 엔진 회전수 대비 속도의 그래프상으로 단을 형성하게 되며, 그만큼의 출력과 연비에서 손실이 발생하게 된다.
무단변속기는 옆의 그림과 같이 변속단계가 아주 짧은 범위내에서 연속적으로 이루어짐으로 가속능력, 고연비, 변속시 쇼크 저감등의 운전이 가능하게 된다.
변속 원리(엔진축풀리 → 출력축풀리)
발진할 때나 저속시
엔진축 풀리의 홈폭이 넓어져 벨트와의 접촉반경이 작아지고, 반대로 타이어측 풀리의 접촉반경은 크게되어 엔진의 회전을 더욱 크게 타이어에 전달함으로써 순조롭게 발진하게 된다.
가속이나 감속시
엔진축,출력축 풀리홈폭이 변화하여 변속되므로 변속 쇼크가 없으며 기어 변속에 의한 손실이 없어 빠르고 부드럽게 가속과 감속이 이루어 진다,
고속 주행시
엔진축 풀리와 출력축 풀리가 저속시와는 반대로 작용한다.
엔진 회전수를 작게 보전하여 연료를 절약 하면서 효율적으로 고속 주행을 할 수 있도록 한다.
cvt는 변속단계가 연속적으로 이루어지는 시스템. 엔진출력에 맞춰 변속이 부드럽게 이루어지므로 변속시 발생하는 동력의 손실을 줄일 수 있다.
기어 변속에 따른 변속충격이 없는 것은 물론이고 엔진의 속도를 바퀴와 독립적으로 유지할 수 있기 때문에 엔진의 최적운전을 가능하게 하여 자동변속기 대비 20% 이상의 연비향상이 가능하고, 이에 따른 배기가스 절감효과도 있다.
-축(軸)
1. 축의 강도
2. 축의 강성설계
3. 축의 위험속도
-축(軸) 이음 및 클러치
-마찰전동 장치 및 무단변속기

키워드

기계설계(축,   축 이음,   마찰전동장치 및