기계금속 도서관

1.2 나사의 역학

사각나사인 경우

① 나사를 감아올릴 때(죌 때)

여기서 P : 나사를 돌리는 힘(kg)
N : 수직항력(kg)
N = Psinλ + Wcosλ
자유물체도에서 힘의 합은 0
Pcosλ - Wsinλ - μN = 0
Pcosλ - Wsinλ - μ(Psinλ + Wcosλ) = 0
P(cosλ - μsinλ) = W(sinλ+μcosλ)

② 나사를 풀 때

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1.1 나사(screw)

① 나사 일반 사항

여기서 λ : 리드각( = 나선각 = 경사각)
ℓ : 리드(lead)
p : 피치(pitch) - 나사를 1회전 시켰을 때 축방향으로 나아간 거리
n : 줄수( = 중수)
ℓ = np
∴ 1줄 나사(n=1)이면 ℓ = p
2줄 나사(n=2)이면 ℓ = 2p

-> 아무런 언급이 없을 때는 1줄 나사로 계산하면 된다.
또한 그림에서

만약 1줄나사 (n=1)이면

2줄나사(n=2)이면

② 나사의 각부명칭 - 수나사(bolt)의 경우

③ 나사의 종류

㉠ 체결용 나사 ~ 주로 3각 나사가 많이 사용

ⓐ 미터나사(M) - 나사각 α = 60º
- 호칭치수 : mm단위
ex) M32 × 0.8 --------> M = 미터나사 // 32 = 바깥지름 // 0.8 = 피치 0.8mm

ⓑ 유니파이나사(=ABC 나사 : 미국, 영국, 캐나다 사용)
나사각 α = 60º
호칭치수 : inch 단위
종류 : 유니파이 보통나사(UNC), 유니파이 가는나사(UNF) - 같은 호칭지름에서는 보통나사보다 가는나사쪽이 인장강도가 더 높다.

ⓒ 휘트워어즈나사
나사각 α = 55º
호칭치수 : inch단위
KS에서 폐지됨.

ⓓ 관용나사(=파이프 나사)
나사각 α = 55º
호칭치수 : inch 단위
종류 : 관용평행나사(PF), 관용테이퍼나사(PT) -> 테이퍼 : 1/16

ⓔ 셀러나사 : 미국표준나사

㉡ 운동용 나사

- 동력전달 및 힘의 전달용으로 쓰임
ⓐ 사각나사(각나사)

ⓑ 사다리꼴 나사(=애크미 나사 = 제형나사)
- 나사각(α) - 미터계(TM) : α = 30º
- 인치계(TW) : α = 29º

ⓒ 둥근나사(= 너클나사)
- 이물질의 침입을 방지할 목적으로 사용 ex) 전구

ⓓ 톱니나사 : 축방향의 힘이 한쪽방향으로만 받는 경우 사용 ex) 바이스, 프레스

ⓔ 볼 나사 : 구름 접촉(Rolling contact)

※ 마찰력(friction force) : f

∴ 마찰력 f = μw