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Universal Joints

서로 한 각도 β의 경사를 이루고 있는 2개의 축이 단일 UNIVERSAL JOINT로 연결되어 있으면서 Shaft 구동축 I이 일정각 속도 ω₁으로 회전하는 경우, Shaft 피구동축 II는 다른 속도로 ω₂로 회전하게 된다.

이러한 각 속도의 불일치 현상을 Cardan 오차라고도 하는데, 각속도 ω₂에 볼록한 형상의 진동폭 ±αd위상차를 발생시킨다. 이러한 현상은 아래 Graph에서와 같이 180° 회전 범위로 나타내 준다.

피구동축 II의 각속도는 어느 회전 위상에 대해서도 다음식으로 결정된다.
ω₂= cosβ/(1-cosα²) · sin²β · ω₁

여기에서 α₁은 구동축 I의 회전각도 β는 JOINT의 편위각도이다. 각속도 ω₁을 1로 하면 피구동축 II의 각속도는 다음과 같이 된다.
ω₂= (cosβ/1-cos² α₁) · sin²β

구동축 I이 1회전한는 동안에 피구동축 II는 2번의 최대 각속도가 되고 이 최대 각속도는 아래의 식으로 된다.
최대 각속도 : ω₂max = 1/cosβ · ω₁

그리고 최소 각속도는 아래와 같이 된다.
최소 각속도 : ω₂min = cosβ · ω₁

이러한 고르지 못한 각속도의 불일치의 정도는 다음식으로 준한다.
부정도 : U = (ω₂max - ω₂min)/ ω₁= tgβ · sinβ

tgαdmax = ±(1-cosβ)/2√cosβ

U와 각속도 αdmax는 아래 그림과 같다.

이와 같이 유니버설 조인트 이론적인 원리에 따라 단일 UNIVERSAL JOINT에 관해 정돈이 그리 중요하지 않지만 2개를 일렬로 연결할 경우 배열을 알아두지 않으면 안된다.

 


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