동력 전달용 기계요소

기계요소 설계 핵심요약 - 동력 전달용 기계요소

 

동력 전달용 기계요소

 

 

축

 

축의 정의

베어링에 의해 지지되며 주로 회전력을 전달하는 기계요소를 말한다.

 

 

축의 종류

축의 종류	설 명
차 축	자동차나 철도차량 등에 쓰이는 축으로 중량을 차륜에 전달하는 역할을 하는 축
스핀들	주로 비틀림 작용을 받으며, 모양이나 치수가 정밀하고 변형량이 작은 짧은 회전축으로 공작 기계의 주축에 사용하는 축
플렉시블 축	고정되지 않은 두 개으 서로 다른 물체 사이에 회전하는 동력을 전달하는 축
크랭크 축	증기 기관이나 내연 기관등에서 피스톤의 왕복 운동을 회전 운동으로 바꾸는 기능을 하는 축
직선 축	직선형태의 동력전달용 축

 

 

축의 굽힘 모멘트를 구하는 식

Mb : 굽힘 모멘트

σb : 굽힘 응력

Z : 축의 단면 형상 계수

d : 축의 지름

 

"모멘트란 회전시키려는 힘의 작용이다."

 

 

연강의 축지름(d) 구하는 식

 

축에서 저널부의 위치

저널은 축에서 베어링에 의해 둘러싸인 부분을 말한다.

 

 

 

핵심 문제

 

01. 비틀림 모멘트를 받는 회전축으로 치수가 정밀하고 변형량이 적어 주로 공작기계의 주축에 사용하는 축은? (2013년 1회 - 기출)

① 차 축

② 스핀들

③ 플렉시블 축

④ 크랭크 축

 

 

 

정답 : ②

 

 

 

01 - 해설.

축이란 베어링에 의해 지지되며 주로 회전력을 전달하는 기계요소를 말하는데 공작기계의 주축에 사용하는 축은 스핀들이다.

 

 

 

 

 

 

02. 롤링 베어링의 내륜이 고정되는 곳은? (2014년 1회 - 기출)

① 저널

② 하우징

③ 궤도면

④ 리테이너

 

 

 

정답 : ①

 

 

 

02 - 해설.

저널은 축에서 베어링에 의해 둘러싸인 부분을 말한다. 하우징은 물체의 커버라고 생각하면 된다.

 

 

 

 

 

 

기어

 

기어의 정의

구름 접촉을 하는 마찰차의 접촉면 위에 요철면을 만들어 한쌍이 서로 미끄럼 접촉을 하게 하여 회전 운동을 정확한 속도비로 전달하는 기계요소

 

기어의 종류

 

분 류	종류 및 형상
두 축이 평행한 기어	스퍼 기어	내접 기어
	헬리컬 기어	래크와 피니언 기어

 

분 류	종류 및 형상
두 축이 교차하는 기어	베벨 기어	스파이럴 기어

 

분 류	종류 및 형상
두 축이 나란하지도 교차하지도 않는 기어	하이포이드 기어	웜과 웜휠 기어
	나사 기어	페이스 기어

 

 

 

스퍼기어의 각부 명칭 및 용어

 

 

전위 기어

두 개의 서로 다른 기어가 맞물려 돌아갈 때 그 맞물림 점을 피치원으로 하지 않고 더 아래 부분으로 이동시키는 기어이며 언더컷 방지를 위해 주로 사용한다.

기어를 전위기키는 목적

- 치의 강성 증가 - 치의 간섭에 의한 언더컷 방지 - 축간 거리를 변화시킬 필요가 있을 때

 

 

전위량

래크와 기어의 이가 서로 완전히 접하도록 겹쳐 놓았을 때, 기어의 기준 원통과 기준 래크의 기준면 사이를 공통 법 선을 따라 측정한 거리

 

 

 

 

 

핵심 문제

 

03. 두 축이 나란하지도 교차하지도 않는 기어는? (2010년 5회 - 기출)

① 베벨기어

② 헬리컬 기어

③ 스퍼 기어

④ 하이포이드기어

 

 

 

정답 : ④

 

 

 

03 - 해설.

두 축의 축 선이 나란하지도 교차하지도 않는 기어에는 하이포이드기어, 웜과 웜휠, 나사 기어, 페이스 기어가 있다.

 

 

 

 

 

 

04. 웜기어에서 웜이 3줄이고 웜휠의 잇수가 60개일 때의 속도 비는? (2013년 1회 - 기출)

① 1/10

② 1/20

③ 1/30

④ 1/60

 

 

 

정답 : ②

 

 

 

04 - 해설.

i = 웜휠의 회전 각속도 / 웜의 회전 각속도 = 웜의 줄수 / 웜휠의 인수 = 3/6- = 1/20

 

 

 

 

마찰 차

 

마찰차의 정의

- 마찰차는 중심거리가 비교적 짧은 두 축 사이에 적당한 형태의 마찰이 큰 바퀴를 설치하고 이 두 바퀴에 힘을 가해 접촉면에 생기는 마찰력으로 동력을 전달하는 직접 전달장치의 일종이다.

마찰차 전동장치의 특징

- 과부하로 인한 원동축의 손상을 막을 수 있다. - 회전운동의 확실한 전동이 요구되는 곳에는 부적당하다. - 속도비가 일정하게 유지되지 않아도 되는 곳에 적당하다. - 두 마찰차의 사애대적 미끄러짐을 완전히 저거할 수는 없다. - 운전 중 접촉을 분리하지 않고도 속도비를 변화시키는 곳에 주로 사용된다.

 

 

마찰 차의 회전 토크 구하는 식

DB : 종동 차의 지름

μ : 마찰계수

P : 미는 힘

 

 

 

 

핵심 문제

 

05. 다음 중 마찰 차를 활용하기에 적합하지 않은 것은? (2012년 2회 - 기출)

① 속도 비가 중요하지 않을 때

② 전달할 힘이 클 때

③ 회전 속도가 클 때

④ 두 축 사이를 단속할 필요가 있을 때

 

 

 

정답 : ②

 

 

 

05 - 해설.

마찰 차는 과부하의 힘이 전달될 때는 미끄럼이 발생되므로 큰 동력의 전달용으로는 이용하지 않는다.  마찰차는 중심거리가 비교적 짧은 두 축 사이에 적당한 형태의 마찰이 큰 바퀴를 설치하고 이 두 바퀴에 힘을 가해 접촉면에 생기는 마철력으로 동력을 전달하는 직접 전달장치의 일종이다.

 

 

이번 포스팅은 여기까지 하고 마무리하겠습니다.

다음 포스팅에서 다룰 주제는 베어링에 대해 알아보겠습니다.

 

하루하루 행복하세요~^^