Chapter 03 키와 핀 및 코터 Chapter 03 키와 핀 및 코터

3-1 ≫ 키(key) ▪ 키(key) : 회전체를 고정시켜 원주방향의 상대운동을 방지하면서 회전력을 전달시키는 결합용 기계요소  주로 전단력이 작용 ▪ 키의 재질 : 기계구조용 탄소강 SM 45C, 탄소강 단강품 SF 540A ▪ 키홈 가공 : 엔드밀(end mill), 밀링 커터(milling cutter) ▪ 보스 홈 가공 : 브로치(broach), 슬로터(slotter) Chapter 03 키와 핀 및 코터

1. 키의 종류 ▪ 안장키(saddle key), 납작키(flat key), 묻힘키(sunk key), <그림 3-1> 키의 적용 1. 키의 종류 ▪ 안장키(saddle key), 납작키(flat key), 묻힘키(sunk key), 접선키(tangential key), 미끄럼키(sliding key), 반달키(woodruff key), 둥근키(round key), 원뿔키(cone key) Chapter 03 키와 핀 및 코터

<그림 3-3> 키의 종류 Chapter 03 키와 핀 및 코터

(1) 안장키(saddle key) (2) 납작키(flat key) ▪ 축의 강도 감소 없이 키를 임의의 위치에 고정 가능 ▪ 마찰력만으로 회전력 전달  큰 토크의 전달 곤란 ▪ 불확실한 동력 전달 우려   (2) 납작키(flat key) ▪ 평(平)키라고도 한다. ▪ 축과 접촉성이 양호  안장키 보다 큰 토크 전달 ▪ 축의 회전방향이 교대로 변화할 때 헐거워질 우려 ▪ 묻힘키보다 작은 토크의 전달에 사용 Chapter 03 키와 핀 및 코터

(3) 묻힘키(sunk key) ▪ 가장 많이 사용 ▪ 비교적 큰 토크 전달 ① 평행키(parallel key) - 심음키(set key)라고도 한다. - 회전체의 축방향 이동 방지  키의 윗면에 멈춤나사 ② 경사키(taper key) - 드라이빙키(driving key)라고도 한다. - 마찰력으로도 약간의 토크 전달 가능 ③ 머리붙이 경사키(gib headed taper key) - 머리가 없는 경사키는 빼내기가 곤란  머리붙이 경사키가 널리 사용 Chapter 03 키와 핀 및 코터

<그림 3-4> 묻힘키의 형상(KS B 1311) Chapter 03 키와 핀 및 코터

<표 3-1> 묻힘키(평행키)와 키 홈의 주요 치수(KS B 1311) – (1) Chapter 03 키와 핀 및 코터

<표 3-1> 묻힘키(평행키)와 키 홈의 주요 치수(KS B 1311) – (2) Chapter 03 키와 핀 및 코터

(4) 접선키(tangential key) ▪ 접선방향으로 큰 힘이 작용하는 경우 ▪ 하중의 방향이 변화하는 곳에 사용 (5) 반달키(woodruff key) ▪ 공작 용이, 보스와 홈과의 접촉이 자동적으로 조정 ▪ 홈이 깊어서 축의 강도가 약해진다. ▪ 자동차의 테이퍼축, 전동기, 공작기계 등에 사용 (6) 미끄럼키(sliding key) ▪ 축의 토크를 전달시키면서 보스를 축방향으로 이동시킬 필요가 있을 때 사용 ▪ 키와 보스, 또는 축 사이에 약간의 틈새를 갖는 기울기가 없는 평행한 키 ▪ 페더키(feather key) 또는 안내키라고도 한다. Chapter 03 키와 핀 및 코터

(7) 둥근키(round key) (8) 원뿔키(cone key) ▪ 단면은 원형이고 테이퍼핀 또는 평행핀을 사용하고, 핀키(pin key) 라고도 한다. ▪ 축이 손상되는 일이 별로 없고, 가공하기 쉬우므로 간편하게 사용 ▪ 큰 토크의 전달에는 부적당, 주로 작은 핸들의 고정에 사용 (8) 원뿔키(cone key) ▪ 마찰력만으로 축과 보스를 고정 ▪ 키를 축의 임의의 위치에 설치 가능 둥든키 <그림 3-5> 원뿔키 Chapter 03 키와 핀 및 코터

2. 키의 강도 (1) 묻힘키 <그림 3-6> 묻힘키의 응력 Chapter 03 키와 핀 및 코터

① 축과 보스의 접촉면에서 키가 전단되는 경우 Chapter 03 키와 핀 및 코터

② 키의 측면이 압축력을 받는 경우 P=2T/d Chapter 03 키와 핀 및 코터

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(2) 접선키 <그림 3-7> 접선키 Chapter 03 키와 핀 및 코터

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(3) 미끄럼키 Chapter 03 키와 핀 및 코터

<그림 3-8> 미끄럼키 Chapter 03 키와 핀 및 코터

3. 전달동력의 계산 Chapter 03 키와 핀 및 코터

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3-2 ≫ 핀(pin) 1. 핀의 종류 ▪ 평행핀(parallel pin), 테이퍼핀(taper pin), 분할핀(split pin) <그림 3-9> 핀의 종류 Chapter 03 키와 핀 및 코터

<표 3-5> 핀의 규격 및 재료 Chapter 03 키와 핀 및 코터

2. 핀의 강도 <그림 3-10> 너클 핀의 응력 Chapter 03 키와 핀 및 코터

(1) 핀의 강도계산 Chapter 03 키와 핀 및 코터

(2) 핀의 접촉면압 Chapter 03 키와 핀 및 코터

(3) 핀의 굽힘 응력 Chapter 03 키와 핀 및 코터

3-3 ≫ 스플라인(spline) ▪ 스플라인 축(spline shaft) : 큰 토크를 전달하려고 할 때 축의 원주 위를 보스가 미끄럼 운동을 할 수 있도록 동일 간격으로 홈을 만든 축 ▪ 스플라인(spline) : 스플라인 축에 끼워지는 상대편 보스 - 큰 토크 전달, 내구성(耐久性)도 좋다. - 축과 보스의 중심을 정확히 맞출 수 있다. - 자동차, 항공기, 발전기, 증기터빈, 공작기계 등에 사용 Chapter 03 키와 핀 및 코터

<그림 3-11> 스플라인 Chapter 03 키와 핀 및 코터

1. 스플라인의 종류 (1) 각형 스플라인 ▪ 잇면이 평행한 사각형  잇수 6, 8, 10개(3 종류) ▪ 이동용과 고정용이 있다. ▪ 경하중용(輕荷重用)  1형, 중하중용(中荷重用) ⇒ 2형 ▪ 스플라인 축의 가공  밀링가공(소량), 호브로 가공(대량) 보스의 가공  슬로터 가공(스플라인이 소량일 때) 브로치(broach) 가공(스플라인이 대량일 때) Chapter 03 키와 핀 및 코터

(2) 인벌류트 스플라인 (3) 세레이션(serration) ▪ 인벌류트 곡선, 잇수는 6~40개 정도 ▪ 압력각 30°, 이높이는 표준기어의 1/2 ▪ 각형 스플라인에 비해 가공이 쉽다. ▪ 정밀도 및 생산성이 좋다. ▪ 이뿌리 강도가 크고, 큰 동력 전달 (3) 세레이션(serration) ▪ 이의 높이가 낮고 잇수가 많다. ▪ 측압 강도가 크다. ▪ 바깥지름의 스플라인 축과 비교하면 큰 회전력 전달 ▪ 주로 정적인 이음에만 사용, 이동용에는 사용 불가 ▪ 축은 호브로 가공, 보스의 홈은 브로치로 가공 Chapter 03 키와 핀 및 코터

<그림 3-12> 세레이션 Chapter 03 키와 핀 및 코터

2. 스플라인의 전달 토크 <그림 3-13> 스플라인의 형상 및 치수 Chapter 03 키와 핀 및 코터

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3-4 ≫ 코터(cotter) 1. 코터 이음의 역학 P : 코터를 때려 박는 힘 Q : 축방향 하중 R : 반력 α1, α2 : 경사각 ρ1, ρ2 : 마찰각 Chapter 03 키와 핀 및 코터

<그림 3-14> 코터 이음의 구성 Chapter 03 키와 핀 및 코터

<그림 3-15> 코터 이음의 작용하중 (1) 양쪽 기울기의 경우 ▪ 코터에 작용하는 힘 <그림 3-15> 코터 이음의 작용하중 Chapter 03 키와 핀 및 코터

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(2) 한쪽 기울기의 경우 Chapter 03 키와 핀 및 코터

(3) 코터의 자립조건 ① 양쪽 기울기의 경우 ② 한쪽 기울기의 경우 Chapter 03 키와 핀 및 코터

2. 코터 이음의 강도 (1) 코터의 압축응력 ① 로드 엔드가 코터에 닿는 부분의 압축응력 <그림 3-16(a)> : Chapter 03 키와 핀 및 코터

<그림 3-16> 코터 이음의 강도 Chapter 03 키와 핀 및 코터

(2) 코터의 인장응력 ② 소켓이 코터에 닿는 부분의 압축응력 <그림 3-16(b)> : ① 축의 인장응력 <그림 3-16(c)> : ② 코터 구멍부의 로드 엔드에 대한 인장응력<그림 3-16(d)> : Chapter 03 키와 핀 및 코터

③ 코터 구멍부의 소켓의 인장응력 <그림 3-16(e)> : Chapter 03 키와 핀 및 코터

(3) 코터의 전단응력 (4) 로드 엔드와 소켓 끝의 전단응력 Chapter 03 키와 핀 및 코터 <그림 3 – 16(g)> Chapter 03 키와 핀 및 코터

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(5) 코터의 굽힘응력 Chapter 03 키와 핀 및 코터

<그림 3-17> 코터의 굽힘 모멘트 Chapter 03 키와 핀 및 코터

(6) 로드 칼라의 강도 ① 칼라의 접촉면압 Chapter 03 키와 핀 및 코터

② 칼라의 전단응력 Chapter 03 키와 핀 및 코터

3-5 ≫ 스냅링 ▪ 스냅링은 강도가 충분하고 탄성변형이 크므로 위치 유지와 탈착이 쉬워야 한다. ▪ 일반적으로 C형과 E형이 많이 사용되고 있다. ▪ C형 : ① 구멍용과 축용이 있다. ② 호칭지름은 10~125까지 규정 ③ 형상은 내·외주가 편심되어 있다. ④ 개구부 양쪽에는 탈착하기 위한 작은 구멍이 뚫어져 있다. ▪ E형 : 지름이 작은 1~38[mm]의 축에 사용, 탈착이 편리하다. Chapter 03 키와 핀 및 코터

<그림 3-18> C형 스냅링(KS B 1336) Chapter 03 키와 핀 및 코터

<그림 3-19> E형 스냅링(KS B 1337) Chapter 03 키와 핀 및 코터