Lecture of Shaft Connector

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1 Lecture of Shaft Connector
메카피아 회원님들을 위한 자료로 웹에 공개된 것을 편집, 정리한 것입니다. Lecture of Shaft Connector About Coupling & Clutch

2 1. Coupling 고정 커플링 (Rigid coupling) 유연성 커플링 (Flexible coupling)
두 축 사이의 중심이 일직선상 위치 유연성 커플링 (Flexible coupling) 양 축간의 회전력만을 전달

3 2. Flange Coupling의 각부 치수>

4 3. 슬리브 커플링(sleeve coupling)
축지름이 작고 하중이 작은 경우 사용 <슬리브 커플링>

5 <체인 축이음(롤러체인 형)>
4. 체인 축이음(chain coupling) 회전속도가 중간속도, 일정한 하중이 작용되는 기계에 장착 교반기, 컨베이어, 펌프, 기중기 등에 사용 <체인 축이음(롤러체인 형)>

6 5. 그리드형 축이음(grid coupling, KS B 1557)
 수평분할형과 수직분할형으로 분류 <그리드형 축이음>

7 6. 벨로즈형 (Bellows coupling)
두 축의 중심이 일치하지 않는 경우 주름관이 축의 편심을 흡수 <벨로즈형 축이음>

8 7. 유니버셜 커플링(universal couping)(KS B 1554)
두 축이 같은 평면 내에서 어느 각도로 교차하는 경우 회전 중 양 축이 맺는 각도가 변화해도 되는 특징 <유니버셜 커플링>

9  두 축의 끝을 맞대어 일직선으로 맞추고 원통으로 결합
8. 커플링 역학 1. 일체형 원통 커플링의 설계  두 축의 끝을 맞대어 일직선으로 맞추고 원통으로 결합 <원통 커플링에 작용하는 힘>

10 9. 접촉면압 에서 접촉면압 q는 P는 커플링 원통을 조이는 힘 L은 축과 원통의 접촉길이

11 10. 회전토크 마찰면에 작용하는 수직력의 총합 Q는 전달토크 T는

12 <분할원통 커플링에 작용하는 힘>
11. 분할형 원통 커플링의 설계 2개로 분할된 반원통 커플링을 나사를 이용해 결합 일체형 원통 커플링의 설계에 쓰인 역학식 적용 <분할원통 커플링에 작용하는 힘>

13 12. 볼트가 커플링을 죄는 힘 볼트가 커플링을 죄는 힘 P는 마찰면에 작용하는 수직력의 총합 Q는 전달토크 T는

14 13. 볼트의 인장력 (1) 볼트의 인장력 축을 죄는 힘 P와 볼트 인장력 F의 관계는 Z는 볼트의 총 개수 볼트 1개에 작용하는 인장력과 응력과의 관계 δ는 볼트의 안지름

15 14. 회전토크 (2) 회전 토크 토크 T와 힘 P는 토크 T로 인해 나사의 단면에 발생하는 응력과의 관계

16 → 15. 볼트의 수 (3) 볼트의 수(Z) 축에 작용한 비틀림 모멘트 T′와 축단면에서 전단응력의 관계
커플링이 전달할 수 있는 토크 축이 전달할 수 있는 토크 볼트의 수는

17 <볼트의 전단저항이 전달할 수 있는 토크>
16. 플랜지커플링 설계 3. 플랜지 커플링(flange coupling)의 설계 (1) 전달토크 T는 플랜지가 전달할 수 있는 토크의 크기 T1은 전단저항을 받는 볼트가 전달할 수 있는 토크 T2는 마찰저항에 의하여 전달할 수 있는 토크 <볼트의 전단저항이 전달할 수 있는 토크>

18 16. 플랜지커플링 설계 ① 볼트가 전달할 수 있는 토크 ② 마찰저항에 의해 전달할 수 있는 토크 Dm은 마찰면의 평균지름

19 16. 플랜지커플링 설계 ③ 커플링이 전달할 수 있는 전체토크는 이므로 무시

20 <유니버셜 조인트의 각속도 변화>
17. 유니버설조인트 ◎ 유니버셜 조인트의 각속비 <유니버셜 조인트의 각속도 변화>

21 17. 유니버설조인트 (b)에서 (c)에서 (b),(c)에서 정리하면

22 17. 유니버설조인트 미분하면 라 하면

23 <유니버셜 조인트의 1회전시 두 축의 각속도비> <유니버셜 조인트의 중간축 설치>
17. 유니버설조인트 <유니버셜 조인트의 1회전시 두 축의 각속도비> <유니버셜 조인트의 중간축 설치>

24 17. 예제

25 17. 예제

26 17. 예제

27 18. 클러치 클러치(clutch) 운전 중 필요에 따라 축이음을 차단시킬 수 있는 것 동력전달방법을 기준으로 분류 <클러치의 분류>

28 18. 클러치 ◎ 맞물림 클러치(claw clutch) 1. 이의 접촉면압 A2는 클로 한 개의 접촉면 단면적 h는 접촉면 높이 <사각형 클로 클러치의 토크>

29 <맞물림 클러치의 종류 및 특성>
18. 클러치 <맞물림 클러치의 종류 및 특성> 종 류 도 면 하 중 회전방향 착 탈 삼각형 비교적 소하중 회전방향 변화 운전 중 탈착 가능 (비교적 낮은 회전 속도일 때) 회전방향 일정 나선형 대하중

30 <나선형 맞물림 클러치의 주요치수>
18. 클러치 <나선형 맞물림 클러치의 주요치수>

31 18. 클러치 2. 클로 뿌리에 생기는 전단응력 A1은 클로 한 개의 이뿌리면의 단면적

32 18. 클러치 ◎ 원판 클러치(disk clutch) 구동축과 피동축 사이에 마찰원판을 설치 마찰력으로 토크를 전달 축방향 힘을 발생시키는 방법 단판클러치 마찰원판의 수 다판클러치 유압식 기계식 건 식 접촉면의 건조 습 식

33 18. 클러치 1. 전달토크 (1) 회전력(F) 토크가 충분히 전달될 수 있기 위해서는 마찰력이 회전력보다 커야 한다 클러치와 마찰면 사이에 상대운동이 없는 경우 : 클러치와 마찰면 사이에 상대운동이 있는 경우 : 는 정지마찰계수 는 동마찰계수

34 18. 클러치 (2) 단판 클러치 <원판 클러치(단판)> F는 정지마찰에 의한 회전력 P는 축방향으로 미는 힘

35 18. 클러치 (3) 다판 클러치 P는 축방향으로 미는 힘 P1은 각 클러치면에서 축방향 반력 마찰에 의한 회전토크는 <원판 클러치(다판)> F1은 마찰면 1개당 원주방향 마찰력

36 18. 클러치 최대 전달토크는 다시 쓰면 클러치판의 수가 증가하여도 같은 크기의 축방향 힘에 대하여 같은 크기의 토크를 전달

37 18. 클러치 2. 접촉면 압력과 축방향 힘 축방향으로 미는 힘 P 접촉면 압력 q는 에서

38 18. 클러치 ◎ 원추 클러치(cone clutch) 1. 축방향 추력과 마찰력 <원추 클러치의 마찰력>

39 18. 클러치 P는 축방향 추력 Q는 접촉면에 수직한 힘 상대적인 속도가 있을 경우 마찰력은 상당마찰계수

40 18. 클러치 2. 전달토크 (1) 회전력(F) 마찰력(μQ)은 토크가 전달될 수 있는 회전력(F)보다 커야 한다 클러치와 마찰면 사이에 상대운동이 없는 경우 : 클러치와 마찰면 사이에 상대운동이 있는 경우 : 는 정지마찰계수 는 동마찰계수

41 18. 클러치 (2) 전달토크 전달토크는 최대 전달토크는 토크를 전달하기 위해 축방향에 가해야 할 최소한의 힘은 μ′는 상당마찰계수

42 18. 클러치 3. 원추 클러치의 기하학 원추각(α)은 꼭지각(2α)의 절반 평균반지름으로 나타내면 <원추 클러치의 기하학>

43 18. 클러치 4. 접촉면의 평균 면압력 접촉면의 면압은 재료의 압축허용응력보다 작아야 한다 Q는 접촉면에 수직하게 작용하는 힘 T로 표현하면

44 19. 연습문제

45 19. 연습문제

46 19. 연습문제

47 19. 연습문제

48 19. 연습문제

49 19. 연습문제

50 19. 연습문제