꼭 알아야 할 60가지 기계 설계 기본 사항: 종합 가이드

엔지니어링에서 기계 설계가 왜 그렇게 중요한지 궁금한 적이 있나요? 기계 설계의 기초에 대한 이 포괄적인 가이드에서는 표준화, 연결 유형, 베어링 분류, 기어 메커니즘과 같은 필수 개념을 살펴봅니다. 독자들은 핵심 원리에 대한 기초적인 이해를 통해 효율적이고 혁신적인 설계 프로세스에 도움을 받을 수 있습니다. 이 글을 통해 지식을 쌓고 기계 설계 기술을 향상시켜 보세요!

목차

  1. 기계는 원동기, 변속기, 실행 및 제어의 네 가지 부품으로 구성됩니다.
  2. 벨트 드라이브의 주요 고장 형태는 피로 손상과 벨트 미끄러짐입니다.
  3. 기계 설계에서 표준화, 직렬화 및 일반화 구현의 중요성:

디자인 작업량 감소;

표준 부품은 고효율, 저비용, 안정적인 품질을 갖춘 전문 공장에서 대량으로 생산합니다;

유지보수 및 수리가 더욱 편리해집니다;

설계 시 '3대 현대화' 원칙을 준수해야 하며, 이는 국가 기술 정책이기도 합니다.

  1. 연결은 분리형과 비분리형의 두 가지 유형으로 분류할 수 있습니다.
  2. 나사 연결은 볼트 연결, 양두 스터드 연결, 나사 연결로 나눌 수 있습니다.
  3. 나사산 연결에 대한 풀림 방지 조치에는 마찰 풀림 방지, 기계적 풀림 방지, 영구 풀림 방지 등이 있습니다.
  4. 핀 연결은 위치 핀, 연결 핀, 안전 핀으로 분류됩니다.
  5. 키 연결은 플랫 키 연결, 반원형 키 연결 및 스플라인 연결로 나뉩니다.
  6. 샤프트 함수는 다음과 같이 분류됩니다. 변속기 샤프트, 스핀들 및 회전축을 사용합니다.
  7. 커플링은 리지드 커플링과 플렉시블 커플링의 두 가지 카테고리로 분류됩니다.
  1. 베어링은 슬라이딩 베어링과 롤링 베어링의 두 가지 유형으로 분류할 수 있습니다.

슬라이딩 베어링은 하중에 따라 레이디얼 베어링과 스러스트 베어링으로 다시 나뉩니다.

  1. 오일 베어링의 정의: 오일 베어링은 청동, 철 또는 알루미늄과 같은 금속 분말을 흑연과 혼합하여 베어링 쉘을 형성하는 분말 야금 재료로 만들어집니다. 이 쉘을 고온에서 소결하여 세라믹 구조의 비컴팩트하고 다공성인 베어링 쉘을 만듭니다. 윤활유에 완전히 적셔지면 기공이 오일로 채워지므로 '오일 베어링'이라는 이름이 붙습니다.

오일 베어링의 특징: 강도가 낮고 내충격성이 없으며 구조가 간단하고 비용이 저렴합니다.

  1. 롤링 베어링:

장점:

낮은 마찰 저항, 민감한 시동, 고효율, 낮은 발열 및 낮은 온도 상승;

축 방향 치수가 작아 전체 기계 메커니즘의 소형화 및 단순화에 기여합니다;

사전 조임 방식으로 조정할 수 있는 작은 반경 방향 간극으로 회전 정확도가 높습니다;

간단한 윤활, 낮은 오일 소비, 손쉬운 유지보수;

표준 부품, 대량 생산, 비용 효율적이며 사용 및 교체가 용이합니다.

단점: 큰 방사형 크기, 충격 하중을 견디는 능력 제한, 고속 주행 시 높은 소음, 짧은 작동 수명.

  1. 구름 베어링의 구성 요소: 외륜, 내륜, 구름 요소 및 케이지.
  2. 구름 베어링 코드: 사전 코드, 기본 코드, 사후 코드로 구성됩니다. 기본 코드에는 베어링 유형 코드, 사이즈 시리즈 코드, 내경 코드가 포함됩니다.
  3. 롤링 베어링의 구조적 형태: 더블 피벗 단방향 고정 지지대, 싱글 피벗 양방향 고정 지지대, 더블 피벗 플로팅 지지대.
  4. 윤활유는 다음과 같이 나눌 수 있습니다. 윤활유 그리고 기름칠.
  5. 구름 베어링의 씰링은 접촉식 또는 비접촉식일 수 있습니다.
  6. 스프링의 기능:

a. 충격을 줄이고 진동을 흡수합니다;

b. 움직임을 제어합니다;

c. 에너지 저장 및 방출;

d. 측정 표시를 제공합니다;

e. 탄력적인 접촉을 유지합니다.

  1. 스프링은 나선형 스프링, 플레이트 스프링, 디스크 스프링, 링 스프링 등 다양한 모양으로 분류됩니다.
  1. a. 코일링 스프링의 방법: 콜드 코일링과 핫 코일링.

b. 원통형 나선형 스프링의 제조 공정: 권선 형성, 끝단 가공 또는 후크 생산, 열처리.

  1. 무빙 페어는 접촉 및 상대 동작을 모두 허용하는 기계의 구성 요소 간의 이동식 연결입니다.
  2. 운동학 쌍의 구성 요소 간의 상대 운동이 동일한 평면 또는 평행 평면에서 발생하는 경우 이를 평면 운동학 쌍이라고 합니다. 그렇지 않은 경우 공간 운동 쌍으로 간주합니다.
  3. 평면 모션 쌍은 서로 다른 접촉 형태에 따라 평면 로우 페어와 평면 하이 페어로 나뉩니다.
  4. 일반적인 공간 모션 쌍에는 나선형 쌍과 구형 쌍이 있습니다.
  5. 낮은 쌍은 두 구성 요소 간의 상대적인 움직임 형태에 따라 회전 쌍과 이동 쌍으로 나눌 수 있습니다.
  6. 일상 생활에서 낮은 쌍과 높은 쌍:

낮은 쌍: 표면 접촉이 있는 문과 창문 경첩, 천장 선풍기는 큰 하중을 견디고 천천히 마모되며 수명이 길고 압력이 낮아 낮은 쌍이 됩니다.

하이 페어: 기어의 맞물림, 구름 베어링의 볼 힐 링, 열차 바퀴와 레일 사이의 접촉, 캠과 푸시 로드 사이의 접촉은 모두 고압의 선 또는 점 접촉입니다. 이러한 접촉은 보다 정확한 움직임과 높은 제조 요구 사항을 허용하므로 높은 쌍으로 구성됩니다.

  1. 힌지형 4바 메커니즘의 세 가지 기본 형태입니다:

크랭크-로커 메커니즘(예: 농업용 수동 탈곡기, 액체 혼합기, 흔들 목마, 재봉틀);

이중 크랭크 메커니즘(예: 기차 바퀴의 연결 메커니즘, 우산);

이중 로커 메커니즘(예: 선풍기 진동 메커니즘, 자동차 와이퍼).

  1. a. 캠 메커니즘의 형태에 따른 분류: 무빙 캠, 디스크 캠, 원통형 캠.

b. 팔로워의 모양에 따른 분류: 뾰족한 팔로워, 롤러 팔로워, 평평한 바닥 팔로워.

c. 팔로워의 이동 형태에 따른 분류: 직접 움직이는 팔로워와 진동하는 팔로워.

  1. 간헐적 동작의 일반적인 메커니즘: 래칫 메커니즘, 제네바 메커니즘, 불완전 기어 메커니즘.
  2. 특징 벨트 드라이브:

장점:

충격을 줄이고, 진동을 흡수하며, 부드러운 작동을 제공하고, 소음이 적습니다;

간단한 구조, 손쉬운 유지보수 및 교체, 저렴한 비용;

넓은 중심 거리 간 전송을 쉽게 달성할 수 있습니다;

과부하가 걸리면 컨베이어 벨트가 바퀴에서 미끄러져 기계가 손상되지 않도록 합니다.

단점:

벨트 변속기에서 정확하고 일정한 변속비를 보장할 수 없습니다;

낮은 기계적 전송 효율;

샤프트와 샤프트에 큰 반경 방향 힘이 가해지며, 이는 다음과 같은 경우에 불리합니다. 기계 작동.

  1. V-벨트 구조: 코드 코어 구조와 코드 코어 구조로 구분되며, 상단 고무층(1), 인장층(2), 하단 고무층(3), 클래딩층(4)으로 구성됩니다;

중립층: 상단과 하단 고무층 사이에 위치하며, 풀리의 V벨트 장력으로 인해 길이와 폭이 변하지 않습니다;

피치 너비: V-벨트의 중립 레이어의 너비입니다;

V-벨트 풀리는 기준 직경의 크기에 따라 솔리드 타입, 스포크 플레이트 타입, 스포크 타입의 세 가지 유형이 있습니다.

  1. 벨트 변속기의 주요 유형: 플랫 벨트 변속기, V-벨트 변속기, 원형 벨트 변속기 및 동기식 벨트 전송.
  2. 체인 드라이브의 특성:

장점:

메시 전송은 일정한 평균 전송률을 보장할 수 있습니다;

초기 장력이 필요하지 않으며 최소한의 샤프트가 필요합니다. 굽힘 힘;

벨트 드라이브에 비해 강도가 높아 더 큰 하중을 전달할 수 있습니다;

적응력이 강해 까다로운 작업 환경에서도 사용할 수 있습니다.

단점:

기어처럼 일정한 순간 변속비를 보장할 수 없습니다;

높은 소음과 진동;

벨트 드라이브에 비해 제조 및 설치 요구 사항이 더 높습니다;

스프라켓 샤프트의 방향이 제한됩니다.

  1. 기어 변속기의 특성:

장점:

높은 전송 정확도;

광범위한 애플리케이션;

우주에 있는 두 샤프트 간 전송이 가능합니다;

안정적인 작동과 긴 서비스 수명;

높은 전송 효율.

단점:

높은 제조 및 설치 요구 사항과 높은 비용;

링 미러 조건에 대한 엄격한 요구 사항, 일반적으로 먼지와 스케일을 방지하기 위해 커버를 씌워야 하며 윤활에 주의를 기울여야 합니다;

장거리 전송에는 적합하지 않습니다;

진동 감쇠 및 내충격성은 벨트 변속기만큼 우수하지 않습니다.

  1. 기계식 변속기에서 인벌 류트 프로파일은 일반적으로 부드러운 변속을 보장하기 위해 기어에 채택됩니다. 인벌루트 기어 전송은 일정한 전송 비율을 갖습니다.
  2. 물체에 힘이 작용하는 지점의 힘의 방향과 이동 방향 사이의 각도를 압력 각도라고 합니다.
  3. 한 쌍의 인벌루트 기어는 동일한 모듈러스와 압력 각도를 가져야 메시와 전송이 가능합니다.
  4. 기어 손상의 주요 형태: 치아 뿌리 파절, 치아 표면의 피로 패임, 치아 표면 마모, 치아 표면 결합.
  5. 기어 트레인 유형: 고정 차축 기어 트레인 및 에피사이클릭 기어 트레인.
  6. 기어 트레인의 기능:

큰 전송률을 확보합니다;

가변 속도 및 역전송을 달성하세요;

멀티채널 전송을 달성합니다;

먼 거리에서도 기어 변속이 가능합니다;

모션을 합성하고 분해합니다.

  1. A 전송 시스템 일련의 맞물리는 기어 메커니즘으로 구성된 것을 기어 트레인이라고 합니다.
  2. 스크류 변속기는 나사, 너트, 기계봉으로 구성됩니다.
  3. 체인 드라이브는 주로 구동 스프라켓, 체인, 구동 스프라켓, 프레임 및 기타 부품으로 구성됩니다.
  4. 폐쇄형 기어 변속기의 일반적인 윤활 방식: 오일 침지 윤활 및 오일 주입 윤활.
  5. 일반적인 기어 구조 유형: 기어 샤프트, 솔리드 기어, 스포크 플레이트, 스포크 기어.
  6. 메커니즘의 구성 요소는 프레임, 원동기, 팔로워의 세 가지 유형으로 나뉩니다.
  7. 클러치는 죠 클러치, 마찰 클러치, 오버런 클러치로 나뉩니다.
  8. 캠 메커니즘의 장점: 어떤 동작 법칙도 정확하게 구현할 수 있고 구조가 간단하고 컴팩트합니다.
  9. 슬라이딩 베어링의 기본 형태:

일체형 슬라이딩 베어링;

부분 슬라이딩 베어링;

자동 정렬 슬라이딩 베어링;

스러스트 슬라이딩 베어링 ④.

  1. 감속기는 박스, 베어링, 샤프트, 샤프트 부품 및 액세서리로 구성됩니다.
나눔은 배려라는 사실을 잊지 마세요! : )
Shane
작성자

Shane

MachineMFG 설립자

MachineMFG의 창립자인 저는 10년 넘게 금속 가공 산업에 종사해 왔습니다. 폭넓은 경험을 통해 판금 제조, 기계 가공, 기계 공학 및 금속용 공작 기계 분야의 전문가가 될 수 있었습니다. 저는 이러한 주제에 대해 끊임없이 생각하고, 읽고, 글을 쓰면서 제 분야에서 선두를 유지하기 위해 끊임없이 노력하고 있습니다. 저의 지식과 전문성을 귀사의 비즈니스에 자산으로 활용하세요.

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