반응형 공부62 Differential (차동 장치) Differential(차동장치)는 엔진으로부터 power를 받는 동안 drive wheel이 각각 다른 rpm으로 회전할 수 있도록 만들어주는 장치이다. Differential은 위 사진과 같은 구조를 가짐으로써 양쪽 바퀴의 회전을 독립적으로 만들어준다. 해당 원리에 대해서 차례로 알아보자. 첫번째로, main shaft에 연결된 pinion gear가 회전하면서 ring gear를 돌리게 된다. Spider gear는 위 사진과 같이 ring gear에 연결되어 있다. 이 기어는 ring gear를 따라서, 그리고 자신의 축을 기준으로 회전할 수 있다. 양 바퀴에 연결된 두 개의 side gear가 spider gear에 연결되어 있다. 차량이 직선 방향으로 움직일 때는 spider ge.. 2025. 4. 26. Gear Types (기어 종류) 기어는 motion 이나 power를 한 shaft에서 다른 shaft로 옮기기 위해서 주로 사용한다. 시스템에서 기어의 주요한 역할은 1. speed ratio change, 2. torque ratio change, 3. changing direction of rotation / converting rotation to translation 이다. 해당 역할을 수행할 수 있는 다양한 기어의 종류에 대해서 알아보자. 첫번째로는 Spur Gear이다. 가장 흔한 형태의 기어로, 평행한 shaft를 통해서 power를 전달한다. Spur gear의 경우 기어의 teeth가 shaft의 축과 평행하기 때문에 shaft에 axial 하중은 가하지 않고 radial reaction 하중만을 가하게 된다. .. 2025. 4. 26. Four Bar Linkage Application (4절 링크 활용) Four bar linkage는 위 사진처럼 어떤 변을 고정하느냐에 따라서 Crank-Rocker, Double-Crank, Double-Rocker Mechanism을 나타낼 수 있다. 위 사진은 Four bar linkage에서 변의 길이 관계에 따라서 정해지는 motion에 대해서 설명한 것이다. s + l 각각의 Mechanism이 적용되는 방법이나 분야는 위와 같다. 각각의 application에 대해서 더욱 자세하게 알아보도록 하자.I. Crank-Rocker Mechanismi) Beam Engine 위와 같이 Crank-Rocker Mechanism은 Beam Engine에서 사용되는데, 이는 crank의 회전 motion을 수직 피스톤에서의 왕복 운동으로 바꾸는데 사용된다. II.. 2025. 4. 26. Four Bar Linkage System (4절 링크) Four bar linkage, 혹은 Four bar chain 이라고 불리는 mechanism은 위 사진과 같이 네 개의 bar로 이루어진다. 여기서 각각의 link의 길이 관계와, 어떤 것이 고정되어 있느냐에 따라서 다른 link들의 움직임이 결정된다. 위 사진에서 왼쪽 부분처럼 완전 회전이 가능한 부분을 Crank, 오른쪽 부분처럼 완전 회전이 불가능한 부분을 Lever, 혹은 Rocker라고 부른다. Grashof's law는 Four bar linkage system에서 적어도 하나의 link가 완전 회전하기 위한 조건으로, 위 사진에 나타나는 것처럼 가장 짧은 링크와 가장 긴 링크의 길이 합 보다 나머지 링크 두 개의 길이 합이 크거나 같아야한다. Grashof's law를 만족할 때,.. 2025. 4. 26. Theory of Vibration (진동학) Spring에 질량이 m인 물체를 달아서 놓게 되면 물체는 계속해서 움직이게 된다. 이를 식으로 풀어내서 물체의 위치에 대한 graph를 그려보면 위 그림과 같이 cos 그래프가 나오게 된다. 여기서 A는 처음 스프링을 늘린 만큼의 진폭이다. 하지만 현실에서는 물체가 계속해서 움직이는 것이 아니라 정지하는 상태로 수렴하게 된다. 이는 물체 주변에 있는 공기에 의한 viscous force 등에 의한 것이다. 위 사진에 나오는 수식 중 마지막에 있는 항이 그를 설명하는 term이다. C 는 viscous coefficient 이고, 이 힘은 항에서 볼 수 있듯이 속력에 비례한다. 여기서 C의 값을 늘리게 되면 위 사진처럼 정지 상태로 수령할 때까지의 진동 횟수가 줄어들게 된다. 스프링이 진동하지 않.. 2025. 4. 26. Gear Design (기어 디자인) Gear을 Design 할 때는 RPM의 변화, 동력의 전달, 공간의 제약, 재료 등이 Design Input으로 작용한다. 공학자는 이에 맞추어 디자인하는 기어의 이빨의 수 (Number of Teeth, T), 피치 원 직격 (Pitch Circle Diameter, Dp), 어덴덤 (Addendum, aw)와 디덴덤 (Dedundum, dw), 이너비 (Face width, b), 그리고 이두께 (Tooth Thickness, t)를 결정해야한다. 우선, 공간의 제약에 따른 기어의 크기는 위 사진과 같은 방법으로 결정된다. 맞물린 두 개의 기어의 크기 합은 허용되는 넓이보다 작아야한다. 또, 기어 두 개의 지름에 따라 RPM의 비율이 정해지는 데, 이를 이용하여 원하는 RPM을 얻을 수 있도록 .. 2025. 4. 26. Fatigue Failure (피로 파괴) 재료의 edurance strength는 R R Moore Testing을 통해서 결정되는데, 시편이 회전하면서 변동하는 응력이 발생하게 되고, 이는 fatigue failure를 유발한다. 시편에 가해지는 하중은 점진적으로 감소하여 시편이 절대 파손되지 않는 조건에 도달하고, 그때의 응력 진폭은 Se'이다. 하지만 실험에서는 highly polished 된 시편을 사용하기 때문에 실제 상황에서 적용하기에는 적절하지 않다. Endurance strength는 인장 강도나 전단 강도와 달리 재료의 속성이 아니라 금속 표면에 있는 defect 등에 의해서도 영향을 받는 성질이기 때문이다. Endurace Strength에 영향을 주는 요인은 크게 4가지가 있는데, 이들은 모두 0 ~ 1 사이에 값을 가지.. 2025. 4. 26. Fatigue Failure Analysis (피로 파괴 분석) 기계는 강도 기준을 만족하도록 설계하더라도 피로 (fatigue)에 의해서 파괴 될 수도 있다.와이어를 위아래로 반복적으로 구부린다면 위 사진에서 나타나는 것처럼 가해지는 응력이 계속해서 변하게 된다.한 지점에서 시간에 따라 작용하는 응력을 그래프로 나타내면 위의 그래프와 같은데, 이와 같은 반복적으로 변하는 응력은 재료에 micro crack을 형성하게 되고, 변동하는 응력에 따라 micro crack은 계속해서 커진다. 이로인해 결국 재료가 파괴된다.반복적으로 가해지는 응력의 진폭을 S, 파괴될 때까지 버틸 수 있는 cycle의 수를 N이라고 할 때 그 관계를 나타낸 그래프는 위 사진과 같다. 여기서 볼 수 있듯이 응력의 진폭이 작아질수록 기계는 더욱 많은 횟수의 cycle을 버틸 수 있다. 하.. 2025. 4. 26. 이전 1 ··· 4 5 6 7 8 다음 반응형
