기계요소 설계

1.축과 그 종류
일반적으로 베어링(bearing)으로 지지되고 하중을 받으면서 정지하고 있거나, 회전운동 또는 회전 요동운동을 하여 동력을 전달시키는 기계요소를 축(軸,shaft)이라 부른다. 축은 풀리, 기어, 플라이 휠, 차륜 등을 달고 있는 경우가 많다. 축의 단면의 모양에 의하여 분류하면 원형 축(circular shaft), 각축 스플라인축 등이 있으나 일반적으로 사용하는 것은 원형축이며, 이에는 속이 비어 있지 않은 중실 축과 구멍이 뚫어져 속이 빈 중공축이 있다.
☞ 축에 고정된 여러 가지 회전체의 모습
1.1 주로 굽힘 작용을 받는 축
베어링으로 지지되어 있는 축부, 즉 저널이나, 차량의 차축, 기차 전차등과 같이 주고 굽힘을 받는 축이다. 차축은 동력을 전달시키지 않는 축으로서 정치자축과 회전차축이 있다.
(1) 정지 차축(stationary shaft) : 축 그 자체가 정지하고 있는 차축으로서 자동차의 차축 과 같이 차바퀴는 회전하지만, 받쳐져 있는 차축은 회전 하지 않는다.
(2) 회전차축(rotating shaft) : 차축 그 자체가 회전하는 것으로서 철도 차량용 차축과 같이 차축이 차륜에 고정되어 있어서 차륜과 더불어 회전하는 차축을 말한다.
1.2 주로 비틀림 작용을 받는 축
(1) 전동축
주로 비틀림 작용 또는 비틀림과 굽힘 작용을 동시에 받아서 동력을 전달시키는 것을 주목적으로 하는 회전축으로, 일반 고장용의 축은 여기에 속한다. 공장용 전동축은 다시 다음 3종류로 나눌 수가 있다.
* 주축(main shaft) : 원동기에서 직접 동력을 받는 축.
* 선축(line shaft) : 주축에서 동력을 받아서 각 공장에서 분배하는 역할을 하는 축.
* 중간축(counter shaft) : 선축에서 동력을 받아서 각각의 기계에 필요한 속도조정을 해서 동력을 전달시키는 축.
(2) 작업축
축 자체가 지접 작업을 하는 축으로서 스핀들(spindle) 축이 이에 속한다. 스핀들 축은 주로 비틀림 작용을 받고 형상치수가 정밀하고 변형 량이 극히 적어야 되는 짧은 회전축으로서 선반, 밀링머신 등의 공작기계의 주축으로 상용되는 수가 많고, 공구 등을 지지하며 직접 작업을 하면서 동력을 전달시키는 축이다.