기계 요소의 5가지 분류
제어용 기계 요소 : 스프링, 브레이크 등
스프링은 힘을 저장하고 방출하는 기계 요소로, 운동이나 압력을 억제하고 진동 및 충격을 완화하는 역할을 합니다. 주로 코일 스프링, 판 스프링, 스파이럴 스프링, 접시 스프링과 같은 다양한 종류로 제작되며, 각기 다른 응용 분야에서 사용됩니다. 예를 들어, 코일 스프링은 자동차의 서스펜션 시스템에서 힘을 조절하는 데 사용되며, 판 스프링은 압축이나 굽힘 응력을 견딥니다.
브레이크는 기계나 차량의 속도를 줄이거나 정지시키기 위해 설계된 기계 요소입니다. 일반적으로 디스크 브레이크와 드럼 브레이크의 형태로 존재하며, 각각 회전하는 디스크와 드럼에 마찰력을 가해 작동합니다. 또한, 전기 브레이크나 유압 브레이크와 같은 다양한 방식이 있으며, 자동차와 중장비 등에서 안전한 정지와 속도 제어를 제공하는 중요한 역할을 합니다.
결합용 기계 요소 : 나사, 볼트, 너트 등
나사는 두 개의 부품을 결합하기 위해 사용되는 기계 요소로, 일반적으로 암 나사(female screw)와 수 나사(male screw)로 구분됩니다. 암 나사는 주로 너트(Nut)와 결합되며, 수 나사는 볼트(Bolt)와 연결됩니다. 나사는 나사의 크기, 피치(Pitch), 리드(Lead)에 따라 다양하게 정의되며, 피치는 이웃한 나사 산이나 골 간의 간격을 의미하고, 리드는 나사 한 바퀴 회전 시 축 방향으로 전진하는 거리를 나타냅니다.
볼트는 수 나사가 있는 긴 금속 막대로, 물체를 고정하거나 결합하는 데 사용됩니다. 볼트는 너트와 함께 사용되어 강력한 결합을 제공합니다. 일반적으로 볼트의 끝부분은 평평하거나 둥글며, 헤드 부분이 있어 드라이버나 렌치로 조일 수 있도록 설계되어 있습니다.
너트는 암 나사 형태의 금속 조각으로, 볼트와 함께 사용하여 두 개의 부품을 결합하는 역할을 합니다. 너트는 일반적으로 육각형 또는 사각형 모양으로 제작되며, 볼트를 삽입하여 조여줌으로써 견고한 결합을 형성합니다. 너트는 오른 나사 또는 왼 나사로 구분될 수 있으며, 이로 인해 특정 방향으로 조여지거나 풀리게 됩니다.
축계 기계 요소 : 축, 베어링, 클러치, 커플링 등
축(Shaft)은 동력을 전달하기 위해 설계된 기계 요소로, 비틀림 토크를 받아 회전하면서 동력을 전달합니다. 일반적으로 원기둥 형태로 제작되며, 자동차의 구동축이나 선박의 프로펠러 축과 같은 다양한 용도로 사용됩니다. 축은 주로 회전 운동을 제공하고, 기계 시스템 내에서 여러 부품을 연결하는 역할을 합니다.
베어링(Bearing)은 축과 하우징 사이의 상대 운동을 원활하게 하고, 축에 전달되는 하중을 지지하는 기계 요소입니다. 베어링은 회전 축의 지지 역할을 하며, 마찰을 줄이고 원활한 회전을 돕습니다. 일반적으로 베어링은 브라켓에 장착되어 사용되며, 브라켓은 축 등을 고정하고 지지하는 구조입니다. 베어링의 종류로는 볼 베어링, 롤러 베어링, 슬리브 베어링 등이 있습니다.
클러치(Clutch)는 축이음을 차단하거나 연결하여 동력을 전달하는 기계 장치입니다. 주로 차량의 변속기 시스템에서 사용되며, 운전자가 필요에 따라 동력을 차단하거나 연결할 수 있도록 해줍니다. 클러치는 엔진과 변속기 사이의 연결을 제어하여, 차량이 기어를 변속할 때 원활한 운전이 가능하도록 합니다.
커플링(Coupling)은 두 개의 축을 연결하여 동력을 전달하는 기계 요소입니다. 커플링은 원동축(driving shaft)과 종동축(driven shaft)을 연결하여, 동력 전달의 효율성을 높이는 역할을 합니다. 커플링의 종류에는 플렉시블 커플링, 리지드 커플링, 토크 커플링 등이 있으며, 각각의 특성에 따라 다양한 응용 분야에서 사용됩니다.
전동용 기계 요소 : 기어, 벨트, 체인 등
기어(Gear)는 두 축 간의 회전 운동을 일정한 속도 비율에 따라 동력 전달하는 기계 요소입니다. 기어는 톱니가 있는 원형의 기계 부품으로, 기어의 회전이 다른 기어의 회전으로 전환되며 힘과 속도를 조절하는 데 사용됩니다. 기어의 종류에는 기어의 치형에 따라 직선 기어, 나선 기어, 베벨 기어, 하이포이드 기어 등이 있으며, 이를 통해 다양한 기계 및 차량 시스템에서 동력을 효과적으로 전달합니다.
벨트(Belt)는 두 개의 축 간 거리가 길 때 간접적으로 동력을 전달하는 기계 요소입니다. 벨트는 일반적으로 고무나 합성수지 등으로 만들어진 연속적인 스트립 형태로, 한 축에서 회전력을 받아 다른 축으로 전달합니다. 벨트는 동력 전달 시 발생하는 마찰력을 활용하여 회전력을 전달하며, 기계 장비, 산업용 컨베이어 시스템, 자동차 엔진 등에서 널리 사용됩니다. 벨트의 종류에는 평벨트, V벨트, 타이밍 벨트 등이 있습니다.
체인(Chain)은 링크로 연결된 여러 개의 금속 조각으로 구성되어 있으며, 두 축 간에 동력을 전달하는 데 사용되는 기계 요소입니다. 체인은 특히 고부하 조건에서 유용하며, 회전하는 기계 부품에 연결되어 동력을 전달합니다. 체인은 일반적으로 기어와 함께 사용되며, 자전거, 모터사이클, 산업용 기계 등에서 널리 사용됩니다. 체인의 종류에는 롤러 체인, 리프 체인, 스프라켓 체인이 있습니다.
관계 기계 요소 : 파이프, 파이프 이음 등
파이프(Pipe)는 주로 유체를 수송하기 위해 설계된 원형 단면의 속이 빈 통로입니다. 파이프는 물, 가스, 오일 등 다양한 유체를 이동시키는 데 사용되며, 일반적으로 금속, 플라스틱, 유리 등 다양한 재료로 제작됩니다. 파이프는 내압성, 내식성, 내열성 등을 고려하여 선택되며, 주로 산업, 건축, 배관 시스템에서 필수적인 역할을 합니다. 파이프는 크기, 두께, 재료, 압력 등 다양한 특성에 따라 분류되며, 각기 다른 용도와 요구 사항에 맞게 설계됩니다. 예를 들어, 물 배급 시스템, 가스 공급 시스템, 화학 처리 공정 등에서 사용됩니다.
파이프 이음(Pipe Joint)은 두 개의 파이프를 연결하여 유체가 흐를 수 있도록 하는 부분입니다. 파이프 이음은 다양한 형식으로 제작되며, 각각의 연결 방식에 따라 다른 특성과 용도를 가지고 있습니다. 일반적인 파이프 이음의 종류는 다음과 같습니다:
- 엘보(Elbow): 파이프가 90도 또는 45도 각도로 연결될 수 있도록 해주는 이음.
- 티(Tee): T자 형태로, 한 개의 파이프에서 두 개의 파이프로 분기하는 데 사용.
- 크로스(Cross): 네 개의 파이프를 교차하여 연결하는 이음.
- 밸브(Valve): 유체의 흐름을 조절하거나 차단하는 기능을 가진 이음.
- 콕(Cock): 원형 플러그를 회전시켜 완전히 막히거나 열리도록 개폐하는 이음.
프리즘21 기계요소 설명 : https://www.prism21.co.kr/blogPost/MACHINE-704
