자전거 기어의 재료, 소재

소개글

자전거 기어의 재료, 소재에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1.기어의 정의 및 종류 --- P2~P4

2.기어 각 부의 명칭 및 기호 --- P5~P7

3.자전거 기어의 의미 및 구성품 --- P7~P12

4.자전거 기어재료의 종류 --- P12~P13

5.자전거 기어의 재료 및 그에 대한 특성 --- P14~P18

6.자전거 기어의 제조공정 --- P18~P26

7.자전거 기어의 재료적 결함 --- P27~P32
1) 마 모
2) 부 식
3) 소성유도
4) 표면 결함
5) 파 손

8.열처리의 타당성 여부 --- P32~P34

9.표면처리의 타당성 여부 --- P34~P35

10.기타의견 및 소감 --- P35~P36

본문내용

열처리 : 마찰 속도가 빠르고, 마찰압력이 낮고, 충격응력이 적을 때.
3) 열처리 방법에 따른 사용 가능 소재
3-1) 침탄열처리(Carburizing)
침탄열처리는 일반적으로 저탄소강의 표면에 탄소(C)를 확산 시켜 탄소 함량을 0.8 ~1.0%로 처리하여 사용한다. 탄소량이 0.25% 이하 함량의 강이 사용된다. 침탄한 강은 침탄층만 경도와 내마모성이 크고 비침탄한 부분은 강인한 것이 필요하다.또한 형상이 복잡한 부품에 사용되므로 담금질성이 좋고 열변형이 적은 것이 요구된다.
침탄 열처리하는 소재 강의 예는 SCr415, SCr420, SCM415, SCM420, SNCM220, SNCM420, SNCM616 등이 있다.
침탄 깊이는 대략 아래의 기준으로 정한다.
0.15 이하 : 내마모성만을 필요로 하고 강도는 별로 중요시되지 않는 부품
예) Shift Fork, Pump Shaft
0.5 ~ 1.0 : 내마모성과 동시에 높은 하중에 대한 강도를 필요로 하는 부품
예) Mission Gear, Steering Arm, Ball Stud, Valve Rocker
1.0 ~ 1.5 : Sliding 및 회전등의 마모에 대한 고압하중, 반복굴곡 하중에
견디는 강도를 요구하는 부품
예) Ring Gear, Drive Pinion, Piston Pin, Cam Shaft,
Gear Shaft, Roller Bearing
☞ 최대전단 강도 고려한 기어의 침탄 경화 깊이
깊이 = Module x 0.15 ( 또는 0.18 ) ≤ 2 mm 이하
Module
침탄 깊이 mm
1.0 ~ 1.5
0.2 ~ 0.3
1.5 ~ 2.0
0.4 ~ 0.7
2.0 ~ 2.75
0.6 ~ 1.0
2.75 ~ 4.0
0.8 ~ 1.2
4.0 ~ 6.0
1.2 ~ 1.7
9.0 ~ 12.0
1.3 ~ 2.0
3-2) 고주파 열처리
내마모성을 주거나 피로강도 개선 목적. 강재 내에 존재하고 있는 C를 이용하므로 탄소함량 0.35 ~ 0.60 %정도의 강이 적당하다. 고주파 처리된 조직이 중요하므로 Normalize, QT 처리 반드시 필요하다. 고주파 열처리 실시 강에는 SM40C, SM45C, SM53C, SCM435, SCM440 등이 있다.
3-3) 질화처리
내마모성 향상시키고 열처리시 변형을 최소화 할 필요가 있는 부품.
질화처리 할 수 있는 강은 SUS강을 제외한 거의 모든 강재에 적용할 수 있다.
9.표면처리의 타당성 여부
표면처리
기초이론: 금속표면처리의 목적은 부식을 방지하는 방식성, 색채 및 광택을 향상시키는 장식성, 경도, 내마모성, 내열성 등을 향상시키는 기능부여 등을 근본적인 목적으로 하고 있다. 표면처리의 종류(1)도금: 금속의 표면이나 비금속 표면에 다른 금속을 사용하여 피막을 만드는 처리이며, 처리방법으로서는 전기도금, 화학도금, 용융도금, 진공도금, 침투도금, 이온도금 등이 있다.(2)화성처리(chemical coating): 금속 표면에 일종의 화학피막을 만들어 주는 화학적인 처리를 말하며, 처리방법으로서는 인산염 피막처리, 크로메이트 처리, 착색등이 있다.금속 표면에 화학 변화를 일으켜서 인산염(인산망간, 인산 아연, 인산철 피막 등과 복합 피막)피막 또는 산화 피막 등을 제조함.방식 및 도장 하지용 피막, 금속 착색 등에 이용됨.(3)양극 산화 피막(Anodizing): 금속물체를 양극으로 하여, 전기화학적으로 산화피막을 만드는 피막이며, 주로 Al의 산화피막에 널리 사용되고 있다.(4)Painting(도장): 부식을 방지하는 동시에 미관을 주기위한 목적으로 금속의 표면에 도료를 칠하는 방법을 말한다.금속표면에 도료를 도포하여 방식과 미관을 좋게 하는 방법으로 각종 철물의 기계 구조 및 건축물 등에 이용됨(5)lining: 금속으로 만든 탱크등의 내면에 납판, 고무, 합성수지등을 피복시키는 것을 말한다.금속 표면에 고무나 합성 수지 등의 피복을 해 주는 방법으로 화학 장치류, 도금 탱크 등에 이용됨(6)표면 경화 (Case hardening): 탄소나, 질소등을 침투시켜서 표면을 경화 또는 기타의 방법으로 물리적 성질을 향상시키는 방법을 말한다, 그러나, 이 처리방법은 주로 금속 열처리 분야에서 취급하고 있다.금속 표면에 C, N을 침투시켜서 경도가 큰 피막을 만들어 주는 방법으로 기어 등 내 마모성과 경도를 표면에 요하는 부속품 등에 이용됨(7)Coating: 금속표면에 합성수지 또는 법랑(enamel), 세라믹 같은 투명 수지 피막 또는 유리질 피막을 만드는 방법이다.금속 표면에 투명 수지 피막 또는 유리질 피막을 만드는 방법으로 금속의 방식, 도금의 색상 유지, 법랑 등에 이용됨
10. 기타의견 및 소감
우리조는 자전거 기어에 대해 생각해보았다. 이에 대한 정보를 쉽게 찾을 수 있다고 생각한 우리는 인터넷을 뒤져보고 도서관에서 기어에 대한 책을 찾아서 빌려보는 등의 노력을 했다. 하지만 아주 역부족인 노력이었다. 그래서 자전거 회사로 유명한 코렉스나 삼천리 자전거라는 회사에 전화도 해보았다. 여기서 우리는 아주 중대한 사실을 알 수 있었다. 우리가 흔히 알고 있는 자전거 기어라는 것은 사람들이 흔히 알고 있는 보통 기계류에 쓰이는 기어라는 말과 같이 사용하지 않는 다는 것이다. 다시 말해 자전거 기어는 스프라켓이라는 축 기어와 체인, 그리고 드레일러라는 변속기장치로 이루어지는 일종의 다종의 구성품이었다. 그래서 우리는 자전거 기어라고 말 할 수 있는 스프라켓을 위주로 해서 조사를 진행해 보았고, 이것을 조사하다보니 기계 재료 역학이라는 전공수업시간에 배웠던 여러 가지가 다 나오는 것이었다. 재질에 대한 갖갖이 재료적 특징, 재료시험 방법 이라든지 열처리 방법, 여러 성질들의 측정방법등 대부분 수업시간에 들었던 내용 들이었다. 조금 더 집중해서 수업을 들었다면 더 나은 텀 프로젝트를 완성할 수 있었다는 생각마저 들었다. 그리고 마지막으로 한 가지 더. 교수님께서 이런 텀 프로젝트과제를 내어 주신 이유를 확실히 깨달을 수 있었다. 다시 말해 이런 수업과정을 통해 재료역학에 대해 더욱 큰 관심을 가질 수 있었으며 많은 재료적 성질을

키워드

기어,   자전거,   스프라켓,   체인,   재료