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1. 서론
감속기는 모터와 같은 구동장치의 회전속도를 감속시켜 원하는 속도로 만들어내는 핵심 기계요소이다. 대부분의 기계시스템에서 감속기는 동력전달장치와 연동되어 사용되며, 일반적으로 회전체의 운동성능 향상, 부하의 감소, 토크의 증대 등의 효과를 얻을 수 있다. 따라서 감속기의 올바른 설계를 통해 기계시스템의 성능 및 효율을 극대화할 수 있다.
본 보고서에서는 주어진 문제에 따른 감속기 설계를 수행하고자 한다. 구체적으로 기어의 잇수 결정, 축에 작용하는 토크 계산, 피니언에 작용하는 접선력 도출, 입력축과 출력축의 지름 산정 등의 과정을 상세히 다룰 것이다. 이를 통해 실제 기계설계 과정에서 필요한 주요 고려사항들을 종합적으로 살펴보고자 한다. 또한 최신 연구 동향을 바탕으로 감속기 설계 기술의 발전 방향에 대해서도 논의해 보고자 한다.
2. 감속기의 설계 조건
감속기의 설계 조건은 다음과 같다. 감속기는 전기모터에 직결되어 있으며, 모터의 동력은 7.5kW, 회전수는 1000rpm이다. 감속비는 1/24이며, 피니언의 잇수는 24개이다. 이에 따라 기어의 잇수, 축에 작용하는 토크, 피니언에 작용하는 접선력, 입력축과 출력축의 지름 등을 설계해야 한다.
기어의 잇수는 감속비에 따라 결정되는데, Z1=Z3=24, Z2=96, Z4=144이다. 축에 작용하는 토크는 모터의 출력과 회전수를 고려하여 결정할 수 있는데, 축Ⅰ의 토크는 71.6N·m, 축Ⅱ의 토크는 286.5N·m, 축Ⅲ의 토크는 1717.4N·m이다.
피니언에 작용하는 접선력은 기어재료, 속도계수, 하중계수 등을 고려하여 계산할 수 있다. 본 설계 조건에서는 기어재료로 ...