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1[7급 국가직 기계설계] 22년 1회차
평벨트가 풀리 부분에서 인장응력과 굽힘응력을 동시에 받을 때, 벨트에 발생하는 최대 응력은? (단, b는 벨트의 폭, t는 벨트의 두께, D1은 큰 풀리 지름, D2는 작은 풀리 지름, Ts는 벨트의 이완측 장력, Tt는 벨트의 긴장측 장력, E는 벨트의 탄성계수이다)
1
Tsbt+EtD1+t\frac{\mathrm{T_s}}{\mathrm{bt}}+\mathrm{E}\frac{\mathrm{t}}{\mathrm{D_1}+\mathrm{t}}
2
Ttbt+EtD1+t\frac{\mathrm{T_t}}{\mathrm{bt}}+\mathrm{E}\frac{\mathrm{t}}{\mathrm{D_1}+\mathrm{t}}
3
Tsbt+EtD2+t\frac{\mathrm{T_s}}{\mathrm{bt}}+\mathrm{E}\frac{\mathrm{t}}{\mathrm{D_2}+\mathrm{t}}
4
Ttbt+EtD2+t\frac{\mathrm{T_t}}{\mathrm{bt}}+\mathrm{E}\frac{\mathrm{t}}{\mathrm{D_2}+\mathrm{t}}
해설

최대 응력은 긴장측 장력에 의한 인장응력과 작은 풀리에서의 굽힘응력을 더한 Ttbt+EtD2+t\dfrac{T_t}{bt} + E\dfrac{t}{D_2 + t}이다.

인장응력은 장력이 큰 긴장측에서 최대이고, 굽힘응력 σb=Et/2(D+t)/2=EtD+t\sigma_b = E\dfrac{t/2}{(D + t)/2} = E\dfrac{t}{D + t}는 풀리 지름이 작을수록 커진다.

  • 이완측 장력을 쓴 식: 인장응력이 최댓값이 아니다.
  • 큰 풀리 지름을 쓴 식: 굽힘 곡률이 작아 굽힘응력이 최댓값이 아니다.

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