키, 핀, 코터 현업 기계설계시 필수 참고 자료

키 홈의 절삭방법 :

축 - 밀링커터(milling cutter), 엔드밀(endmill)
보스 - 브로치(broach), 슬로터(slotter)

(1) 키의 종류

① 묻힘키 (sunk key, 섕크키)
- 가장 널리 사용되는 키. 정사각형 단면은 축지름이 작은 경우, 직사각형은 축지름이 큰 경우에 사용
- 호칭방법 b X h X l
- 평행키(parallel key), 경사키(taper key, 경사 1/100) 등이 있다.

② 안장키 (saddle key, 새들 키)
- 축에는 키홈 가공 X , 보스에만 1/100 정도 기울기로 키홈을 판다.
- 축의 강도를 감소시키지 않고, 기어나 풀리를 임의의 위치에 고정할 수 있다.
- 마찰력만으로 회전력을 전달시키므로 큰 동력전달 X

③ 펑키 (falt key, 납작 키)
- 보스에만 1/100 정도의 기울기로 키홈 가공
- 축방향으로 이동 X

④ 미끄럼키 (sliding key, feather key, 페더키, 안내키)
- 보스가 축방향으로 미끄러져 움직일 수 있도록 되어있는 키.  
- 회전속도가 느린 경우 사용 가능
- 기울기가 없고, 위아래가 각각 평행이다

⑤ 접선키 (tangential key)
- 중심각이 120°가 되는 위치에 2개의 키를 한쌍으로 사용.
- 2개의 키를 한 홈에 때려 박으면 단면이 직사각형이 되어 섕크키보다 축의 강도를 덜 저하시킨다.

⑥ 케네디키
- 중심각이 90°가 되는 위치에 2개의 키를 한쌍으로 사용

⑦ 반달키 (woodruff key, 우드러프키)
- 축에 키홈이 깊게 가공되어 축의 강도가 약해지는 결점이 있다
- 키가 자동적으로 죽과 보스사이에 자리를 잡는다.
- 60mm 이하의 작은 축에 사용
- 테이퍼축에 사용

⑧ 스플라인키 (spline key)
- 축에 여러 개의 키 모양의 톱니를 같은 간격으로 깎아낸 것
- 축방향으로 이동 가능
- 큰 토크 전달 가능 (선반의 변속장치, 클러치, 항공기, 공작기계 등)
- 스플라인 키홈 숫자 4-20개

⑨ 세레이션 (serration)
- 수많은 작은 삼각형의 스플라인
- 같은 지름에서 스플라인 보다 큰 회전력 전달
- 50mm 이하의 작은 지름의 축에 사용
-전달력의 크기
세레이션 > 스플라인키 > 접선키 > 섕크키 > 반달키 > 펑키 > 안장키 > 핀키

 

묻힘키 설계 공식

 핀

: 키의 대용으로 쓰이며 부품을 설치, 분해, 조립하는 경우 사용하는 반영구적인 결합

(1) 핀의 종류
① 평행핀
- 위치결정, 막대의 연결용으로 사용

② 테이퍼핀
- 1/50의 테이퍼가 달린 핀으로 부품을 고정시키는 데 사용
- 호칭지름 : 핀의 가는 부분

③ 분할핀
- 너트가 풀어지는 것을 방지하거나 핀이 빠지는 것을 방지. 주로 너클이음에 사용
- 호칭지름 : 핀 구멍의 지름
- 연강, 탄소강, 구리 사용.

④ 스프링핀
- 세로방향으로 쪼개져 바깥지름보다 작은 구멍에 끼워 넣고, 스프링의 작용

 

핀 이음의 강도설계 공식

코터

: 쐐기로 된 강철편의 코터를 로드(rod)와 소켓(socket)을 연결한 수 수직으로 끼워 연결
: 압축하중을 받는 로드에 칼라를 설치한다
: 소켓이 갈라질 염려가 있을 때 지브 사용

(1) 코터의 경사각
- 일반적으로 1/20 사용
- 반영구적인 것 1/100
- 분해하기 쉬운 것 1/5 ~ 1/10

(2) 코터의 자립 조건
- 양쪽 기울기의 경우 : α<ρ
- 한쪽 기울기의 경우 : α<2ρ

 

코터이음의 강도계산 공식