베어링 힘은 관련 샤프트에 적용되는 하중에 따라 달라집니다. 샤프트에 적용된 토크 및 속도의 표시는 베어링 검증과 관련이 없습니다. 그러나 속도 변화도 고려해야 하므로 하중 및 속도 분포와 함께 하중 스펙트럼을 생성하는 확장 단순 계산 방법이 적절한 방법입니다.
구동 시스템의 샤프트는 굽힘, 축 인장/압축, 비틀림 및 전단 응력을 받습니다. 회전 샤프트의 외경에 있는 한 지점은 한 위치에서 인장 응력을 받고 180도 회전하면 압축 응력을 받습니다. 따라서 토크가 천천히 변하는 경우(샤프트 속도보다 훨씬 느림) 다양한 토크를 받는 기어가 있는 회전 샤프트는 기본적으로 교번 굽힘 및 전단 응력을 받습니다. 대조적으로, 비틀림 응력은 거의 일정하며, 적용된 토크의 변화에 따라 훨씬 느리게 변합니다. 단순화된 계산에서 비틀림은 종종 맥동하는 것으로 가정됩니다(토크가 매 회전마다 맥동한다고 가정). 일반적으로 회전당 비틀림의 변화가 훨씬 적기 때문에 이 가정은 안전한 편입니다.
레인플로우 방법을 사용하여 시간-토크 데이터에서 실제 토크 변화 수를 추출하면 비틀림 응력 분포가 보다 현실적이고 향상된 결과를 제공할 것입니다. 축 인장/압축 응력에도 동일한 고려 사항이 적용됩니다.
레인플로우 분석은 부하 스펙트럼 빈의 상위 토크 Thigh와 하위 토크 Tlow를 제공합니다. FKM 규칙(참고 5)에 따른 샤프트 계산에는 상부 토크 허벅지와 응력 비율 계수 R이 사용됩니다(식 1 참조). 따라서 하중 스펙트럼 저장소에는 방정식 1에 따라 비틀림 및 축 인장/압축에 대한 R 계수와 굽힘 및 전단에 대한 R=-1가 추가로 포함되어야 합니다. Thigh 및 R의 추가 처리에 대해서는 "부하 스펙트럼을 사용한 베어링 등급" 섹션을 참조하십시오.
굽힘 응력과 비틀림 응력이 결합된 샤프트 부분에서는 종종 굽힘 응력이 지배적이므로 비틀림의 영향이 최소화됩니다. 그러한 경우 비틀림이 맥동한다고 가정하는 것이 허용됩니다. 이러한 단순화의 장점은 샤프트 및 베어링 계산에서 동일한 하중 스펙트럼(표 2에 따른 유형 A)을 사용할 수 있다는 것입니다.
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