[축]

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이번 시간에는 축에 대해서 알아보겠습니다.

 

 

 

 

0. 개요

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축 (shaft) : 동력 장치에서 발생한 회전운동이나 왕복운동의 동력을 직접 또는 간접적으로 전달하는 기계 요소

 

축 설계시 고려사항

• 변형이나 파손이 되지 않도록 충분한 강도 (strength)
• 처짐(deflection)과 비틀림이 어느 한도 이내에 있도록 하는 강성도 (stiffness)
• 위험속도 (critical speed) 전후로 25% 범위 밖에서 사용

 

 

1. 강도(hardness)에 의한 축지름의 설계

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* 기초

https://m.blog.naver.com/njjung/221235453018

[응용역학] 4주차 강의- 단면계수, 단면2차반지름, 단면2차극모멘트, 단면상승모멘트, 단면의 주

 

 

(1) 굽힘 모멘트(M)만 받는 경우

 

최대 굽힘응력 : σ

굽힘 모멘트 : M

단면계수 : Z

 

 

(2) 비틀림 모멘트(T)만 받는 경우

 

 

최대 전단응력 : τ

비틀림 모멘트 : T

극단면계수 : Z_p

 

 

* 중공축과 중실축

- 중공축의 경우 중실축에 비하여 재료 사용을 줄이면서 같은 효과를 낼 수 있습니다.

- 단, 중공축의 경우 사용하는 공간이 커지게 됩니다.

 

 

(3) 비틀림 모멘트와 비틀림 모멘트를 동시에 받는 축

 

 

(4) 동적 효과를 고려한 설계

 

 

 

 

 

2. 강성(도) (stiffness)에 의한 축지름의 설계

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(1) 비틀림 변형 기초식

횡탄성계수(전단 탄성계수) : G

 

 

(2) 바하(Bach)의 축 공식

 

 

 

3. 축의 위험 속도

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축의 고유진동수와 회전진동수가 같아서,

공진현상이 일어나 파손되는 경우를 피해야합니다.

 

 

- 고유 진동수

 

 

 

- 회전 진동수

 

 

(1) 축의 중앙에 1개의 회전 질량을 가진 축

 

http://c.doowon.ac.kr/book/MDesign/%EC%B6%95/%EC%B6%95.htm

http://c.doowon.ac.kr/book/MDesign/%EC%B6%95/%EC%B6%95.htm

 

위험속도 N_cr은 다음과 같습니다.

 

축의 처짐 : δ

중력가속도 : g

 

 

 

(2) 여러개의 회전체를 갖는 축