December 6, 2025
적절한 나사산 피치를 선택하는 것은 거친 또는 가는— 설계 엔지니어가 나사산 체결구 또는 부품의 나사산 기능을 지정할 때 내려야 하는 기본적인 결정 중 하나입니다. 이 선택은 조립체의 강도 및 진동 저항에서 제조 중의 가공성 및 비용에 이르기까지 모든 것에 영향을 미치는 광범위한 영향을 미칩니다. 거친 나사산과 가는 나사산 간의 상충 관계를 이해하는 것은 기능적이고, 신뢰할 수 있으며, 비용 효율적인 제품을 보장하는 데 매우 중요합니다.
나사산 피치는 인접한 나사산의 해당 지점 간의 거리입니다. 미터법에서는 밀리미터 단위로 측정되고, 영국식에서는 인치당 나사산 수(TPI)으로 표시되는 경우가 많습니다.
거친 나사산 (일반적으로 표준 나사산이라고 함)은 더 큰 피치(길이 단위당 나사산 수가 적음)를 갖습니다. 강도, 사용 편의성 및 비용 효율성의 균형을 제공하는 가장 일반적이고 다재다능한 선택입니다.
가는 나사산은 더 작은 피치(길이 단위당 나사산 수가 많음)를 갖습니다. 이는 특정 응용 분야에서 우수한 성능을 발휘하는 핵심 요소인 주어진 공칭 직경에 대해 더 큰 응력 면적을 초래합니다.
가장 흔한 오해 중 하나는 가는 나사산이 항상 동일한 직경의 거친 나사산보다 강하다는 것입니다. 가는 나사산이 일부 영역에서 약간의 이점을 제공하지만, 현실은 더 미묘합니다.
체결구의 극한 인장 강도를 고려할 때, 임계 영역은 인장 응력 면적 ($A_t$)으로 알려진 가장 작은 단면입니다. 동일한 공칭 직경의 경우, 가는 나사산은 일반적으로 나사산 뿌리가 얕아 볼트의 코어에 더 많은 재료가 남아 있기 때문에 더 큰 $A_t$를 갖습니다. 이는 가는 나사산이 특히 고강도 재료에서 정적 강도에 약간의 이점을 줄 수 있습니다. 그러나 그 차이는 종종 10% 미만이며, 많은 응용 분야에서 무시할 수 있습니다.
볼트가 너트 대신 탭 구멍에 나사산으로 조여질 때, 내부 나사산의 강도가 주요 요인이 됩니다.
거친 나사산은 더 크고 깊은 나사산 프로파일을 가지고 있어 알루미늄이나 주철과 같은 부드러운 재료에서 벗겨지기 쉽지 않습니다. 나사산 헬릭스가 더 가파르기 때문에 표준 결합 길이가 적절한 강도를 제공합니다.
가는 나사산은 더 작고 얕은 나사산을 가지고 있습니다. 이는 주어진 길이에 대해 더 많은 나사산이 결합됨을 의미하지만, 개별 나사산은 더 약합니다. 벗겨짐을 방지하기 위해 부드러운 재료에서 더 긴 나사산 결합 길이가 필요하며, 이는 전체 부품 크기와 비용을 증가시킬 수 있습니다.
나사산 헬릭스에 의해 제공되는 기계적 이점은 두 가지 유형에 따라 다릅니다.
가는 나사산은 리드 각도가 작으므로 체결구를 동일한 거리만큼 이동하는 데 더 많은 회전이 필요하며, 이는 더 큰 기계적 이점으로 이어집니다. 이를 통해 주어진 토크가 더 높은 클램핑력 (사전 하중)을 생성할 수 있습니다. 적용된 토크의 작은 부분이 마찰로 손실되기 때문입니다. 이 더 높은 사전 하중은 조인트 무결성을 유지하는 데 매우 중요합니다.
거친 나사산은 더 적은 회전으로 동일한 사전 하중을 달성하지만, 더 가파른 헬릭스로 인해 약간 더 많은 토크가 필요합니다.
나사산 조립체의 궁극적인 성능은 동적 조건에서 풀림을 방지하고 사전 하중을 유지하는 능력에 따라 달라지는 경우가 많습니다.
이것이 가는 나사산이 종종 뛰어난 부분입니다. 가는 나사산의 얕은 헬릭스 각도는 진동 하에서 나사산이 풀리는 것을 더 어렵게 만듭니다. 또한, 가는 나사산은 주어진 토크에 대해 더 높은 클램핑력을 생성하므로 조인트 장력이 더 커지며, 이는 풀림에 대한 주요 방어 수단입니다. 높은 사전 하중은 부품 간의 마찰을 증가시켜 조립체를 효과적으로 잠급니다.
가는 나사산은 캘리브레이션 나사 또는 마이크로미터와 같이 정밀한 조정이 필요한 응용 분야에서 상당한 이점을 제공합니다. 더 작은 피치는 체결구의 작은 회전이 매우 작은 선형 이동을 초래하여 매우 정확한 위치 지정을 가능하게 합니다.
거친 나사산은 빠른 조립 및 분해를 제공합니다. 이는 미세 조정보다 설치 및 제거 속도가 더 중요한 경우에 이상적인 선택입니다.
나사산 피치의 선택은 체결구와 결합 부품의 제조와 관련된 프로세스 및 비용에 직접적인 영향을 미칩니다.
거친 나사산은 회전, 밀링 또는 태핑을 통해 일반적으로 더 쉽고 빠르게 가공됩니다. 더 큰 나사산 프로파일은 칩 패킹에 덜 취약하며, 공구(탭, 다이, 인서트)는 더 큰 치아를 가지고 있어 더 강하고 내구성이 뛰어납니다. 이는 더 긴 공구 수명과 더 빠른 사이클 시간을 초래하여 제조 비용을 절감하는 데 기여합니다.
가는 나사산은 더 작은 특징의 공구가 필요합니다. 가는 나사산용 탭은 더 깨지기 쉽고, 특히 깊은 구멍이나 경질 재료에서 파손되기 쉬우며, 이는 더 높은 불량률과 증가된 공구 비용으로 이어집니다. 얕은 나사산은 또한 가공 과정에서 더 높은 수준의 정밀도와 제어를 요구합니다.
거친 나사산은 더 견고하고 관대합니다. 사소한 흠집, 교차 나사산 또는 반복적인 조립/분해 사이클로 인해 손상될 가능성이 적습니다. 이러한 견고성은 일반적인 용도 및 구조적 응용 분야에서 선호되는 주요 이유입니다.
가는 나사산은 더 섬세합니다. 얕은 나사산은 설치 중 충격이나 부적절한 정렬으로 인해 쉽게 손상됩니다. 약간의 먼지, 손상 또는 버가 가는 나사산 체결구의 결합을 방지하여 조립 문제를 일으킬 수 있습니다.
체결구에 도금 또는 코팅(예: 아연, 크롬, 양극 산화)을 하면 추가 재료가 나사산 측면에 쌓일 수 있습니다.
거친 나사산은 나사산 사이에 도금 두께를 수용할 수 있는 충분한 공간이 있어 결합을 방해하지 않습니다.
가는 나사산은 더 좁은 간격으로 인해 도금 축적에 더 취약하여 나사산 간섭을 일으켜 체결구를 설치하기 어렵거나 불가능하게 만들 수 있습니다. 가는 나사산 체결구의 경우 도금 두께를 신중하게 제어하는 것이 필수적입니다.
거친 나사산과 가는 나사산 사이의 결정은 설계 요구 사항, 재료 특성 및 제조 가능성에 대한 체계적인 평가입니다.
| 나사산 유형 | 최적의 용도 | 주요 장점 | 주요 단점 |
| 거친 나사산 | 일반적인 용도, 구조적 응용 분야, 부드러운 재료(알루미늄, 황동, 주철), 고속 조립, 더럽거나 가혹한 환경. | 조립이 빠르고, 손상 및 교차 나사산에 더 강하며, 가공이 더 쉽고, 부드러운 재료에서 나사산 벗겨짐에 대한 저항력이 더 우수합니다. | 인장 응력 면적이 약간 작고, 기계적 이점이 낮음(주어진 토크에 대해 클램핑력이 적음). |
| 가는 나사산 | 고진동 저항이 필요한 응용 분야, 고강도 볼트, 얇은 벽 재료(나사산 깊이가 제한된 경우), 정밀 조정. | 인장 응력 면적이 더 높음(강도 약간 증가), 기계적 이점이 더 높음(주어진 토크에 대해 클램핑력이 더 큼), 미세 조정에 탁월함. | 쉽게 손상되고, 가공이 어렵고, 부드러운 재료에서 벗겨지기 쉽고(더 긴 결합 필요), 도금 축적에 민감함. |
대부분의 설계 시나리오에서 심한 진동이나 고정밀 조정의 필요성과 같이 가는 나사산을 선택해야 하는 특별한 기술적 이유가 없다면, 거친 나사산이 선호되는 표준입니다. 우수한 견고성, 더 빠른 제조, 사소한 손상 및 코팅에 대한 더 큰 허용 오차는 효율적이고 비용 효율적인 설계를 위한 기본값으로 만듭니다. 그러나 고응력 조인트, 얇은 벽 부품 또는 동적 하중 하에서 안정성이 가장 중요한 응용 분야의 경우 가는 나사산이 여전히 우수한 엔지니어링 선택입니다.
