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[공학] 재료역학 설계 - 비틀림설계

등록일 : 2014-01-27
갱신일 : 2017-04-01


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[공학] 재료역학 설계 - 비틀림설계
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재료역학 설계과제
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목 차

설계문제
제한조건
해결방안
기계구조용 탄소강이란
문제풀이
결과
분석
첨부자료
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1. 설계 문제 - 비틀림
그림과 같이 전기모터가 500rpm으로 500kw의 동력을 주축 AB, 1:2의 감속 비를 갖는 기어박스, 그리고 구동축 CD를 통하여 컨베이어 구동장치에 전달한다.

다음과 같은 제한조건을 갖는 주축과 구동축의 최소직경들을 구하라.
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2. 제한 조건
축의 하중상태는 교번하중이다.

축은 파괴되어서는 안되고 구동축의 길이 50cm에서의
비틀림 각도는 2˚를 초과하면 안 된다.

축 재료는 기계구조용 탄소강으로 할 것.

축 직경은 KS 표준 회전축 직경 중 선정할 것.

베어링에서의 마찰, 굽힘 응력, 충격의 영향은 무시할 것.
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3. 해결 방안
교번 하중일때 안전계수 S 〓 8로 지...

_SLIDE_1_
재료역학 설계과제
_SLIDE_2_
목 차

설계문제
제한조건
해결방안
기계구조용 탄소강이란
문제풀이
결과
분석
첨부자료
_SLIDE_3_

1. 설계 문제 - 비틀림
그림과 같이 전기모터가 500rpm으로 500kw의 동력을 주축 AB, 1:2의 감속 비를 갖는 기어박스, 그리고 구동축 CD를 통하여 컨베이어 구동장치에 전달한다.

다음과 같은 제한조건을 갖는 주축과 구동축의 최소직경들을 구하라.
_SLIDE_4_

2. 제한 조건
축의 하중상태는 교번하중이다.

축은 파괴되어서는 안되고 구동축의 길이 50cm에서의
비틀림 각도는 2˚를 초과하면 안 된다.

축 재료는 기계구조용 탄소강으로 할 것.

축 직경은 KS 표준 회전축 직경 중 선정할 것.

베어링에서의 마찰, 굽힘 응력, 충격의 영향은 무시할 것.
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3. 해결 방안
교번 하중일때 안전계수 S 〓 8로 지정한다.
(재료역학 내 표 참고)
교번하중은 크기와 그 방향이 충격 없이 주기적으로 변화하는 것이다.

기계 구조 용 탄소강으로는 SM40C를 이용한다.
E〓200Gpa, ν〓0.29

KS표준 회전축 직경을 이용해 근사값을 도출한다.
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4. 기계 구조용 탄소강이란
기계 구조용 탄소강은 기계부품용 재료로 가장 많이 사용된다. 그러나 기계구조용 탄소강은 열처리 부분의 치수에 따라 그 기계적 성질이 현저하게 달라지는 점에 주의해야 한다. 기계구조용 탄소강 중에서 저 탄소강(탄소함유량 0.1% - 0.25%)은 볼트나 너트, 핀 재료로 사용되며, 기어에는 고 탄소강을 사용한다.
고 탄소강은 열처리에 의해 기계적 성질을 개선할 수 있기 때문에 담금질과 뜨임 열처리를 사용하는 경우가 많다.
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5. 문제조건( 주축 토크 )

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5. 문제 풀이 ( 제한조건 )

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5. 문제 풀이…(생략)

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