개념 한 쪽
전산응용기계제도기능사 키 — 축과 보스를 잇는 결합 요소
키는 축과 보스를 함께 돌게 묶어 토크를 전달하는 결합 요소다. 홈을 파는 위치와 형상에 따라 반달키, 접선키, 원뿔키, 새들키로 나뉘고, 전달할 수 있는 토크와 쓰이는 축의 크기도 달라진다. 키의 이름과 생김새, 쓰임을 짝지어 본다.
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뜻
축과 보스를 키로 묶는 방식은 여러 가지다. 축에 작은 삼각형 홈을 파서 보스를 고정하는 것은 세레이션이다. 자동차 핸들이나 전동기 축처럼 회전을 확실히 전달해야 하는 곳에 쓴다.
반달 모양의 단면을 가진 반달키는 우드러프 키라고도 한다. 60mm 이하의 작은 축과 테이퍼축에 쓰기 좋고, 키 홈 가공이 쉬우며 키를 끼우면 스스로 자리를 잡는 장점이 있다. 흔히 우드러프라는 별칭과 반달이라는 생김새를 한 묶음으로 기억한다.
접선 키는 축과 보스의 접선 방향에 쌍으로 넣어 양방향 토크를 전달한다. 두 키의 중심각은 120도가 표준이다. 키 가운데 전달할 수 있는 토크가 가장 큰 것도 접선 키다. 축과 보스 양쪽에서 쐐기처럼 조여 물기 때문이다. 평 키나 안장 키는 단면으로 지지하는 방식이라 큰 토크에는 접선 키에 미치지 못한다.
원뿔 키는 축과 보스 사이 두세 곳에 축 방향으로 쪼갠 원뿔을 때려 박아 헐거움 없이 고정한다. 새들키는 안장 키라고도 하며, 축에는 키 홈을 만들지 않고 보스에만 테이퍼 홈을 파서 그 속에 키를 끼우는 방식이다. 축을 깎지 않아도 되지만 마찰력으로 동력을 전달하므로 큰 힘을 받는 곳에는 맞지 않는다.
축에 대한 움직임에 따라 부르는 이름도 다르다. 미끄럼키는 축에 고정되고 허브가 축을 따라 움직일 수 있게 하는 키이고, 핀키는 축과 허브를 핀으로 연결하는 별개의 부품이다. 성크 키는 축에 파낸 홈 속에 묻히는 키다.
키의 길이는 축 지름을 기준으로 잡는다. 전단 하중만 받는 경우 키가 파손되지 않도록 하는 일반적인 설계 길이는 축 지름의 1.5배다. 지름 50mm 축이라면 키 길이를 75mm로 잡는다.
예제
선지 판단은 삼각형 홈으로 축과 보스를 묶는 방식을 세레이션으로 읽는지, 반달키를 작은 축과 테이퍼축에 쓰는 키로 고르는지, 접선 키의 중심각을 120도로 잡고 토크 전달이 가장 큰 키로 고르는지, 원뿔을 쪼개 박는 키를 원뿔 키로 연결하는지, 축에 홈을 파지 않고 보스에만 홈을 내는 키를 새들키로 읽는지, 미끄럼키와 핀키를 같은 것으로 보는지, 키 길이를 축 지름의 1.5배로 잡는지에서 갈린다.
자주 묻는 물음
- 키 가운데 전달할 수 있는 토크가 가장 큰 것은 무엇인가요?
- 접선 키입니다. 축과 보스 양쪽에서 쐐기 작용을 해 양방향 토크를 전달하며, 중심각은 120도가 표준입니다.
- 반달키는 어떤 축에 쓰기 좋은가요?
- 60mm 이하의 작은 축과 테이퍼축에 쓰기 좋습니다. 홈 가공이 쉽고 키가 스스로 자리를 잡는 장점이 있습니다.
- 새들키는 다른 키와 무엇이 다른가요?
- 축에는 키 홈을 파지 않고 보스에만 테이퍼 홈을 낸다는 점이 다릅니다. 키가 축 위에 안장처럼 얹혀 마찰력으로 동력을 전달합니다.
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