기계구조용 탄소강재

1. 개요

*Flange coupling(플랜지 고정 커플링)의 설계:
전동축(Φ25)과 그에 적합한 Flange coupling을 설계한다. 전동축은 비틀림 모멘트왿� 굽힘 모멘트를 받으며 기계구조용 탄소강재이고, 키왿� coupling 또한 기계구조용 탄소강재를 사용한다. Flange coupling에 사용하는 볼트왿� 너트는 SS41(steel strength 41, SS400)을 사용한다.

*서브모터에 적용:
설계한 축과 Flange coupling을 아래의 표에서 한 가지 서브모터 제품에 적용한다고 가정하기로 한다.

<*출처: http://www.autopower.co.kr/>

*설계 순서:
1. Transmission shaft, Flange coupling body, key, bolt왿� nut의 재료 선정
2. Shaft의 지름 결정(Φ25)과 안전계수 적용
3. Key의 설계
4. Key-home이 있는 축의 강도 계산
5. Key의 재설계
6. Bolt의 결정과 응력 계산
7. Coupling의 설계
8. 설계의 수정과 검토
2. 재료의 선정

(1). 축
회전축의 재료는 동력전달에 의한 비틀림이나 휨에 대한 충분한 강도가 있어야 한다. 진동에 의한 반복하중에 대비한 내피로성, 저널 등에 의한 마모에 대비한 내마모성, 충격 등에 대비한 인성을 고려 하여야 한다. 재료의 성질이 열처리 및 표면 경화를 쉽고 충분한 경도를 낼 수 있어야 한다. 이에 ‘기계구조용 탄소강재중 SM45C’를 선택하였고 열처리 결과를 노멀라이징(공냉) 기법으로 한다고 가정하였다.

SM43C~SM45C 노멀라이징의 경우:
항복점: 35 kg/mm² 이상
인장강도: 58 kgf/mm² 이상
연신율: 20% 이상
경도(HB): 167~229 <*출처: www.e-pipe.co.kr>

* 열간 압연 선재의 치수 허용차
지름 허용차 편지름차
15 이하 ±0.3mm 0.4mm 이하
15~25 이하 ±0.4mm 0.5mm 이하
25~32 이하 ±0.5mm 0.6mm 이하
32~50 이하 ±0.6mm 0.7mm 이하
<*출처: 국가표준종합정보비바카지노 Viva>

(2). 키
축과 보스를 결합하는 기계요소로, 주로 SM45C가 사용된다. 사용될 키 방식은 묻힘키 방식이고 표준적으로 쓰이며 전달토크가 크고 정밀도가 높은 안정적 체결 방법이다. 고속회전과 고정밀 회전체에 사용되어지지 않으므로 서브모터의 결합방식으로 적합하다. 그러므로 키의 재료 역시 ‘SM45C 노멀라이징’ 이다.