기계요소설계1 상기 조건의 자동차에 대해 다음을 설계하시오.

1. 차축의 재료를 정하시오. 그 재료의 최대전단응력, 인장응력을 구하시오.

(1) 차축의 재료
축(Shaft)은 동력장치에서 발생한 왕복운동이나 회전운동 등의 동력을 직간접적으로 전달하는 긴 막대모양의 부품을 말한다. 축은 통상적으로 기어, 풀리, 바퀴 등의 보스에 키(Key)로 고정시켜서 사용하게 되며, 베어링에 의해 하중을 받거나 지지되어 동력을 전달한다. 따라서 축을 설계할 때는 정하중, 반복하중, 충격하중에 견딜 수 있는 강도(Strength), 굽힘 모멘트와 비틀림 모멘트에 충분히 견딜 수 있는 강성(Stiffness), 축의 고유 진동과 공진인 진동(Vibration) 등을 고려해야 한다. 본 과제에서 제시한 자동차의 차축(Axle)의 경우에는 바퀴는 회전하지만 축은 고정되어 있기 때문에 주로 굽힘 모멘트만을 받는다.

축의 재료는 일반적으로 틴소가 0.2~0.4% 가량 함유된 탄소강을 사용하지만 피로 한도의 영향을 크게 받을 수 있는 고속, 고하중, 고응력의 축에는 니켈(Ni)강, 니켈-크롬(Ni-Cr), 크롬-몰리브덴(Cr-Mo)강 등이 사용된다. 공장에 사용하는 저속 회전용 전동축은 필요에 따라 탄소강을 표면 경화하여 사용하며, 베어링으로 지지되는 저널(Jour…