전동축의 계산
1. Multi Spindle Head
전달 동력 : 1.0 kw , 회전수 : 1800 rpm , 재질: SCM415 (인장강도 85 kg/mm2)
Spur Gear : 압력각 20 ˚ , 2M 26Z
2. 비틀림 모멘트 (Torque)
1) 전동 동력 : 1.0 kw , N = 1800 rpm
T = 5.3 Nm = 5,300 N · mm
2) A 에 작용하는 힘
W = T / { ( D1 / 2.0) x cos 20 ˚ } = 5,300 / { ( 2 x 26 / 2.0) x cos 20 ˚ } = 216.9 N
3)굽힘 모멘트
☞ 보의 처짐 및 경사각에서A 점의 모멘트를 계산한다.
M = Wℓ = 216.9 · 25 = 5,422 N·mm
4)변동하중이 작용하는 경우는 동적 효과 계수를 사용한다.
동적 효과 계수
| 하중의 종류 | 정지축 | 회전 |
| Cm | Ct | Cm | Ct |
| 정하중, 약간의 동하중 | 1.0 | 1.0 | 1.5 | 1.0 |
| 변동하중, 가벼운 충격하중 | 1.5 ~ 2.0 | 1.5 ~ 2.0 | 1.5 ~ 2.0 | 1.0 ~ 1.5 |
| 강한 충격하중 | - | - | 2.0 ~ 3.0 | 1.5 ~ 2.0 |
회전축 변하중 : Cm = 2.0 , M = 5,422 N·mm , Ct = 1.5 , T = 5,330 N·mm
= 13,472 N·mm = 1,375 kg·mm
3. Parallel Key 강도 계산
Size : 6 x 6 x 25 , 재질: S45C 불림 처리 , 인장 강도:58 kg/mm2
1) ☞ 피로한도 (Endurance Limit)에서
| 구분 | 변수 값 | 계산 |
| Sf | S45C --> 양진 압축 19 kg/mm2 x 0.8 | 15.2 kg/mm2 |
| Csurf | 인장강도 : 58 kg/mm2 --> Su = 568.4 -->기계가공 | 0.84 |
| Crel | Reliability (99.9 %) | 0.76 |
| Ctemp | 50 °C | 1.0 |
| Csize | B = 6.0 mm L = 25 mm --> D eqal = 9.8 | 0.95 |
| Kfat | 없음 | 1.0 |
| Se |
Se = Csurf · Crel · Ctemp · Csize · (1 / Kfat) · Sf |
9.2 kg/mm2 |
2) 전달 토크
Tk = t2 x L x (d / 2) x Se t2 : 접촉 높이
Tk = 2.5mm x 25mm x (20 mm / 2.0) x 9.2 kg/mm2
= 7187.5 kg·mm
Tk(7187.5 kg·mm) > Tc (1,375 kg·mm)---------(적합)
|
 |
4. Shaft 강도
4.1 피로한도
1) ☞ 피로한도 (Endurance Limit)에서
재질 : SCM415(인장강도 : 85kg/mm2), Key : 6 x 6 x 25
| 구분 | 변수 값 | 계산 |
| Sf | SCM435 --> 양진 비틀림 21 kg/mm2 x 0.8 | 15.2 kg/mm2 |
| Csurf | 인장강도 : 95 kg/mm2 --> Su = 931 Mpa -->기계가공 | 0.89 |
| Crel | Reliability (99.9 %) | 0.76 |
| Ctemp | 50 °C | 1.0 |
| Csize | d = 20 | 0.89 |
| Kfat | 하기 참고 (키홈) | 2.6 |
| Se |
Se = Csurf · Crel · Ctemp · Csize · (1 / Kfat) · Sf |
3.52 kg/mm2 |
t = 3.5 , r = 0.2 --> r/d = 0.2 / 20 = 0.01 , t/D = 3.5 / 20 = 0.175 ---> Kt = 3.0
Kfat = 1 + q (Kt -1) = 1 + 0.8 (3.0 -1) = 2.6
4.2 비틀림 응력에 대한 축경
T= Tc = 13,472 N·mm , fs = 3.52 kg/mm2 = 34.5 N/mm2
=12.6
d=20 >12.6 이므로 비틀림에 대하여는 안전하다.
4.3 비틀림 각 계산
길이 ℓ= 1 m = 1000 mm 에 대하여 최대 0.25 ˚
1) d = 20 mm , G = 8.3 x 103kg/mm2 (주강) T= Tc = 1,375 kg·mm
° > 0.25 ° ------------ (부적합)
2) d = 25 mm , G = 8.3 x 103kg/mm2(주강) T= Tc = 1,375 kg·mm
° < 0.25 ° ------------ (적합)
3) d = 25 로 변경