해설 보기
정답원통 롤러베어링은 점 접촉이 아니라 선 접촉을 하므로 틀린 설명입니다.
핵심 개념
구름베어링의 종류별 접촉 형태와 하중 지지 특성
구름베어링은 전동체의 형상에 따라 볼베어링과 롤러베어링으로 나뉩니다. 볼베어링은 궤도륜과 전동체가 점 접촉을 하므로 마찰이 작고 고속 회전에 유리하지만 부하 용량이 작습니다. 반면 원통 롤러·니들 롤러·테이퍼 롤러 같은 롤러베어링은 선 접촉을 하므로 접촉 면적이 넓어 부하 용량이 크고 충격에 강합니다. 하중 방향으로 보면 깊은 홈 볼베어링은 주로 반경방향 하중을 받으면서 약간의 축방향 하중도 견디고, 앵귤러 볼베어링은 접촉각을 두어 반경방향과 축방향 하중을 동시에 크게 지지하며, 원통 롤러베어링은 축방향 하중 지지 능력이 거의 없습니다.
선지별 해설
①원통 롤러베어링은 원통형 전동체가 궤도륜과 축방향으로 나란히 닿는 선 접촉을 합니다. 점 접촉을 하는 것은 볼베어링이며, 선 접촉 덕분에 롤러베어링이 볼베어링보다 부하 용량이 큽니다.
②니들 롤러베어링은 지름에 비해 길이가 매우 긴 바늘 모양 롤러를 사용해 베어링 단면 높이가 낮습니다. 따라서 반경방향 설치공간이 좁은 곳에 적합하며 부하 용량도 큰 편입니다.
③앵귤러 볼베어링은 궤도와 볼의 접촉선이 축과 일정한 접촉각을 이루므로, 반경방향 하중뿐 아니라 한쪽 방향의 큰 축방향 하중까지 지지할 수 있습니다. 보통 2개를 조합해 양방향 축하중을 받게 합니다.
④단열 깊은 홈 볼베어링은 궤도 홈이 깊어 주로 반경방향 하중을 받으면서 어느 정도의 축방향 하중도 양방향으로 견딜 수 있습니다. 구조가 간단하고 범용성이 높아 가장 널리 쓰입니다.
해설 보기
정답l = PDS/(b·d·τ_Y) 입니다.
핵심 개념
평행키의 전단강도 설계와 최소 키 길이
키는 축과 보스(풀리) 사이에서 회전 토크를 전달하는 기계요소이며, 전단과 압축(면압)의 두 가지 파손 모드를 검토합니다. 이 문항은 전단만 고려하므로, 풀리 바깥지름 D에 접선력 P가 작용해 생기는 토크 T = P·(D/2)를 축 지름 d 위에 놓인 키가 전달한다고 봅니다. 키에 걸리는 접선력은 W = 2T/d = P·D/d이고, 키의 전단 파단면 면적은 폭 b와 길이 l의 곱인 b·l입니다. 허용전단응력은 전단강도를 안전계수로 나눈 τ_a = τ_Y/S이므로, W/(b·l) ≤ τ_Y/S 조건에서 최소 길이 l을 구합니다.