축의 지름 계산

축의 지름 계산

축 설계: 중공축 및 실축의 지름 계산 방법

축은 기계의 주요 회전체 부품으로, 동력을 전달하는 데 사용됩니다. 축 설계에서 중요한 요소는 비틀림 모멘트와 굽힘 모멘트입니다. 이 두 가지 하중은 축의 안전성과 성능을 좌우하므로, 적절한 지름 계산은 필수적입니다.

이번 글에서는 축의 지름을 계산하는 방법을 배운 뒤, 계산기를 활용해 빠르게 결과를 얻는 방법을 소개합니다.

계산에 사용되는 공식

1. 주요 공식

축의 지름 \( D \)를 계산하는 공식은 다음과 같습니다:

\[ D = \sqrt[3]{\frac{16(T + M)}{\pi \sigma}} \]

• \( T \): 비틀림 모멘트 (Nm)
• \( M \): 굽힘 모멘트 (Nm)
• \( \sigma \): 허용 응력 (N/mm²)

2. 비틀림 모멘트 계산 공식

비틀림 모멘트는 출력과 회전 속도를 이용하여 계산합니다:

\[ T = \frac{P \times 1000}{2 \pi \left(\frac{N}{60}\right)} \]

• \( P \): 출력 (kW)
• \( N \): 회전 속도 (RPM)

3. 굽힘 모멘트 계산 공식

굽힘 모멘트는 축에 작용하는 하중과 길이를 이용합니다:

\[ M = F \times L \]

• \( F \): 축에 작용하는 하중 (N)
• \( L \): 축의 길이 (m)

계산기

속도 (RPM): 출력 (kW): 하중 (N): 길이 (mm): 재질 (허용 응력 N/mm²): 일반 강철 (250) 고강도 강철 (300) 주철 (150) 스테인리스강 (400) 티타늄 합금 (600) 구리 (200) 알루미늄 (100) 플라스틱 ABS (70) 폴리카보네이트 (50) PVC (30)

결과

계산 과정