나사산 물림 길이: 구멍이 아니라 나사가 먼저 파손되게

설계 목표: 가장 약한 고리를 나사 쪽에 둔다

나사 체결부를 잡아당겨 분리하면 결과는 두 가지뿐입니다. 나사가 부러지거나, 암나사가 뭉개집니다. 두 결과의 비용은 같지 않습니다.

배수 자체가 어디서 나오는지, 그리고 왜 포럼 글 하나에서 여덟 가지가 나올 수 있는지는 출처마다 최소값이 다른 이유에서 따로 다룹니다.

상대 부품이 탭 구멍이 아니라 너트라면, 규격이 의도한 파손 모드를 명시적으로 밝힙니다. 너트에는 숫자가 하나뿐입니다.

그래서 물림은 지름 하나, 그러나 길이를 정하는 것은 지름이 아닙니다

암나사가 견딜 수 있는 하중은 전단되는 나사산 면적에 모재의 전단 강도를 곱한 값입니다. 나사가 견딜 수 있는 하중은 나사의 단면과 나사 자체의 재료에서 나옵니다. 나사가 지게 하려면 암나사 쪽의 곱이 충분히 커야 하며, 모재가 무를수록 면적을 메우는 데 더 긴 길이가 필요합니다.

• 강재에 강재: 보통 약 1×D가 인용됩니다
• 알루미늄, 주철 등: 일반적으로 눈에 띄게 더 깁니다
• 플라스틱: 수지마다 별도의 관행이 있으며, 금속의 수치를 옮겨 쓸 수 없습니다

구멍 깊이는 물림 길이가 아닙니다

측정한 구멍 깊이 가운데 여러 부분은 하중을 받지 않습니다.

• 입구의 모따기에는 완전 나사산이 없습니다
• 탭이 시작되는 곳의 불완전 나사산
• 막힌 구멍 바닥의 칩과 공차를 위한 여유 공간
• 나사 자체의 불완전 나사산과 나사산 끝부분

구멍 깊이를 물림 길이로 보면 하중을 받는 산 수를 과대평가하게 됩니다. 큰 치수에서는 오차가 희석되지만, 작은 치수에서는 절반이 넘을 수도 있습니다.

작은 치수의 함정: 1×D로 줄어드는 것은 면적이 아니라 완전 나사산 수입니다

피치는 지름에 비례해서 작아지지 않습니다. ‘지름 하나만큼 물린다’는 같은 말이 꽤 다른 양의 나사산을 가리킵니다.

물림 길이를 조용히 갉아먹는 세 가지 변경

• 나사를 짧게 하는 것. 공차 누적 문제에 대한 표준적인 대응이지만, 나사산 산 수를 그대로 깎아 냅니다
• 접시머리로 바꾸는 것. 머리가 구멍 안으로 들어가므로 전체 길이가 같으면 쓸 수 있는 몸통이 줄어듭니다(각도도 맞춰야 합니다)
• 와셔를 추가하거나 체결되는 부품을 두껍게 하는 것. 체결 길이가 길어지면 모재 안의 나사산이 줄어듭니다

이 글은 2단계: 나사산를 다룹니다. 전체 순서는 모재, 나사산, 머리, 구동부, 표면 처리, 문서이며, 순서를 바꾸면 재작업이 되는 이유는 영어 글 Specifying a screw에 설명되어 있습니다.