원통형 축의 각형 스플라인

straight-sided splines for cylindrical shafts with internal centering (KS B 2006 : 2003)

서문
이 규격은 1982년에 제 2판으로 발행된 ISO 14 straight – sided splines for cylindrical shafts with internal centering – Dimensions, tolerances and verification 을 기초로 해서 기술적 내용을 변경하지 않고 작성한 한국산업규격이다.

1. 적용범위

이 규격은 경하중용과 중간 하중용의 중간 계열, 원통형 축의 각형 스플라인의 치수에 대하여 규정한다. 또한 이 규격은 조절방법과 관련 게이지에 대하여 규정한다.

2. 인용규격

다음에 나타내는 규격은 이 규격에 인용됨으로써 이 규격의 규정 일부를 구성한다.
이러한 인용 규격은 그 최신판을 적용한다.

KS B 5248 한계 게이지

3. 치수

축과 허브 d, D, 및 B 에 공통되는 호칭 치수는 표1에 따르고, 허용공차는 표2 및 표3 에 따른다.

4. 제품의 호칭방법

스플라인 축 및 허브의 모양은 다음 방법에 의해 표시된다.
스플라인의 홈 수 N, 작은 지름 d와 큰 지름 D, 이들 3 개의 수는 표시 X 에 의해서 분리된다.

표1. 호칭 치수

d mm	정 하중용
d mm	호칭	N	D mm	B mm
11	-	-	-	-
13	-	-	-	-
16	-	-	-	-
18	-	-	-	-
21	-	-	-	-
23	6 X 23 X 26	6	26	6
26	6 X 26 X 30	6	30	6
28	6 X 28 X 32	6	32	7
32	8 X 32 X 36	8	36	6
36	8 X 36 X 40	8	40	7
42	8 X 42 X 46	8	46	8
46	8 X 46 X 50	8	50	9
52	8 X 52 X 58	8	58	10
56	8 X 56 X 62	8	62	10
62	8 X 62 X 68	8	68	12
72	10 X 72 X 78	10	78	12
82	10 X 82 X 88	10	88	12
92	10 X 92 X 98	10	98	14
102	10 X 102 X 108	10	108	16
112	10 X 112 X 120	10	120	18

d mm	중간 하중용
d mm	호칭	N	D mm	B mm
11	6 X 11 X 14	6	14	3
13	6 X 13 X 16	6	16	3.5
16	6 X 16 X 20	6	20	4
18	6 X 18 X 22	6	22	5
21	6 X 21 X 25	6	25	5
23	6 X 23 X 28	6	28	6
26	6 X 26 X 32	6	32	6
28	6 X 28 X 34	6	34	7
32	8 X 32 X 38	8	38	6
36	8 X 36 X 42	8	42	7
42	8 X 42 X 48	8	48	8
46	8 X 46 X 54	8	54	9
52	8 X 52 X 60	8	60	10
56	8 X 56 X 65	8	65	10
62	8 X 62 X 72	8	72	12
72	10 X 72 X 82	10	82	12
82	10 X 82 X 92	10	92	12
92	10 X 92 X 102	10	102	14
102	10 X 102 X 112	10	112	16
112	10 X 112 X 125	10	125	18

표2. 구멍 및 축의 공차
구멍공차						축 공차			고정 형태
브로칭 후 열처리하지 않은 것			브로칭 후 열처리한 것			축 공차
B	D	d	B	D	d	B	D	d
H9	H10	H7	H11	H10	H7	d10	a11	f7	미끄럼형
						f9	a11	g7	근접 미끄럼 형
						h10	a11	h7	고정형

구멍 및 축에서의 치수 공차는 표 2 에 따르고, 대칭에서의 공차는 표 3 에 따른다.
어떤 밀링 커터에서는 스플라인 축과 작은 지름 사이에서 급격히 감소하는 모떼기 반지름을 가지면서
바닥 틈새가 없는 스플라인을 제작하는 특별한 적용이 가능하다.
(예를 들면 고정된 작업 위치를 가진 밀링 커터).
표2 에서는 공차는 완전히 다듬질 된 제품(축 및 구멍)에 관한 것이다.
그러므로 공구 세공은 다듬질 되지 않은, 또는 기계 가공 전에 다듬질 된 제품과 기계 가공 후 다듬질된 제품에 대해 달라야 한다.

표 3. 대칭에서의 공차
스플라인 나비 B	3	3.5 , 4 , 5 , 6	7 , 8 , 9 , 10	12 , 14 , 16 , 18
대칭에서의 공차 t	0.010 (IT7)	0.012 (IT7)	0.015 (IT7)	0.018 (IT7)

B에 규정된 공차는 치수(index) 변화를 포함한다 (대칭 변화).
얼라인먼트 (alignment) 오차는 6.7을 따른다.

6.게이지에 의한 검사

6.1 일반

이 조항은 게이지와 게이지 조절에 관련된 일반 정보를 준다.
게이지에 관련된 다른 요구사항은 한계 게이지가 사용된 경우 7. 에서 주어진다.
그러나 필수적인 것은 아니다. 직접 측정 게이지에 의한 검사는 최고의 요구 사항에 규정된 규칙을
따라서 관련 당사자의 사전 협의에 의해 인정 될 수 있다.

6.2. 표준온도

측정의 표준온도는 20°C 이다. 부분 및 게이지에 대해 규정된 치수는 이 온도에서 측정되고 일반적으로 이 온도에서 검사되어야 한다. 측정이 다른 온도에서 수행되었다면 결과는 제품과 게이지의 선팽창 계수를 각각 고려하여 수정되어야 한다. 규정되어 있지 않다면, 측정은 영점 측정력에 관련되어 이해된다. 측정이 영점에서 다른 측정력을 가지고 수행되었다면, 결과는 필연적으로 수정되어야 한다.
그러나 같은 재료와 표면 다듬질의 유사한 요소 사이에서 같은 측정력과 같은 비교 방법을 사용하여
수행된 비교 측정에 대해서는 보정을 요구하지 않는다.

6.3. 적용품의 조건

게이지에 의한 검사에서 이 규격의 6. 및 7. 의 요구사항대로 제품의 스플라인이 게이지 사용에
만족하면 제품은 통상적으로 인정된 제품이다.
따라서 소비자가 인수할 목적으로 자신의 게이지를 사용한다면, 제조자의 게이지에 의해 이미 용인된
스플라인을 불합격 판정하지 않도록 규정한 부수적인 한계에 충분히 근접하여야 한다.

6.4. 축의 게이지에 의한 검사

6.4.1.
통과 측에서 축의 게이지에 의한 검사는 다음에 관계되는 특징을 동시에 검사하는 스플라인
통과 측 링 게이지(spline GO ring gauge)를 사용하여 수행된다.

6.4.1.1 피팅 (fitting)
- 스플라인 작은 지름

6.4.1.2. 마운팅
- 스플라인 큰 지름
- 스플라인 두께
- 큰 지름과 작은 지름의 동심도(concentricity)
- 스플라인 각도 위치
- 축에 관한 스플라인 위치와 방위(orientation) (¹)
주 (¹) 축에 과한 스플라인 위치와 방위는 게이지가 모자라는 곳에서만 입증될 필요가 있다.

6.4.2. 정지 측 (NOT GO side)
정지 측에서 축의 게이지에 의한 검사는 각각의 요소를 분리하여 검사하는 부분(segmental)
정지 측 게이지를 이용하여 수행된다.
- 스플라인 큰 지름 : 켈리퍼스 또는 평면링 게이지
- 스플라인 작은 지름 : 켈리퍼스 (필요하다면 특수한 앤빌을 사용)
- 스플라인 두께 : 켈리퍼스(필요하다면 외측 전용의 것)

6.5 구멍 게이지 (hole gauging)

6.5.1. 통과 측 (GO side)
통과 측에서 구멍 게이지에 의한 검사는 다음에 관계되는 특징을 동시에 검사하는 스플라인
통과 측 플러그 게이지를 사용하여 수행된다.

6.5.1.1 피팅
- 스플라인 작은 지름

6.5.1.2 마운팅
- 스플라인 큰 지름
- 스플라인 공간 나비
- 큰 지름과 작은 자름 동심도
- 스플라인 각도 위치
- 축에 관한 스플라인 위치와 방위

6.5.2. 정치측
정지 측에 구멍 게이지에 의한 검사는 각 요소를 분리하여 검사하는 부분 정지 측 게이지를 사용하여 수행된다.
- 스플라인 작은 지름 : 원통 평면 플러그 게이지
- 스플라인 큰 지름 : 적당한 측정 면을 가진 원통 플레이트 게이지
- 스플라인 공간 나비 : 플레이트 게이지

6.6. 부가적인 게이지에 의한 검사

제품이 게이지에 의해 불합격 판정되었습니다면, 스플라인(플러그 또는 링)게이지에 의한 통과 측
제품 게이지 검사는 불합격 판정을 야기 시킨 제품의 요소를 판정하는 것이 불가능하다.
그런 조치가 필요할 경우, 통과 측에서 각각의 요소를 분리하여 조절하는 부분 게이지를 이용하는
추가적인 게이지 검사(명백하게 규정한)에 의해 얻을 수 있다.

6.7. 활동 길이와 맞물림 길이의 영향

맞물림 길이 gr :스플라인 사이의 접촉하는 축 길이
활동 길이 gw : (작업 시) 스플라인을 가지고 접하는 최대 축 길이. 미끄럼 스플라인에 대하여, 활동길이는 맞물림 길이를 초과한다.

게이지가 게이지 검사된 제품보다 작을 때, 활동 길이와 맞물림 길이는 스플라인 중심 맞춤(alignment)
최대 허용 오차에 영향을 미칠 수 있다. (축에 관한 스플라인의 평행도 오차)
활동 길이와 맞물림 길이가 같다면, 스플라인 중심 맞춤 공차는 다른 명세 사항이 없는 한 일반적으로
치수 공차에 포함되고 동시에 검사된다.
활동 길이가 맞물림 길이보다 더 길다면, 치수 공차와는 별개로 스플라인 중심 맞춤 공차를 규정하여야한다. 이때 공차는 직접 측정 등의 방법으로 각각 검사한다. 스플라인 중심 맞춤 공차가 규정되어 있다면, 이 공차는 일반적으로 활동 길이가 길어질수록 더 작아진다.

6.8. 게이지 사용 조건

6.8.1 통과 측
통과 측 게이지(스플라인 링 또는 플러그 게이지)는 자중 하에서 또는 고정된 작업하중에 따라
게이지 검사된 제품의 전장에서, 표면 위에 고르게 분포하는 최소한 3 개의 각도 위치에서 게이지
검사하며, 틈새 없이 서서히 이동해야 한다. 게이지는 마찰의 영향을 최소화 하기 위해 가볍게
이리저리 움직인다.

6.8.2 정지 측
정지 측 부분 게이지는 작업 부분 검사에 대한 게이지와 같은 방법으로 사용된다.
게이지에 의한 검사는 모든 각도 위치에서 수행되어야 한다.

6.9 게이지 조절

6.9.1 통과 측
통과 측 게이지는 측정 방향에 수직으로 조절한다.

6.9.2 정지 측
정지 측 부분 게이지는 평면 제품 게이지에 의한 검사에 대한 게이지와 같은 조건하에서 조절한다.

7. 게이지의 정의

7.1. 일반
이 조항은 위치, 통과와 정지 게이지에 대한 공차값, 통과 측에서의 허용 마모 한계를 정의한다.
또한 게이지 측정 부분의 길이를 규정한다. 게이지에 관계되는 일반 지시 사항과 게이지 조절은 6. 에서 주어진다.

비고
1. 게이지가 최대 재료 한계에서 제작되었을 때, 게이지는 허용 오차 이외의 형상 오차가 없어야 한다.
2. 게이지의 개수를 한정하기 위하여, 오직 하나의 통과 스플라인 플러그 게이지가 허브치수의 최소 한계를 검사하기 위해 제공되어야 한다. (브로칭 절삭 후에는 무관)
3. 다음 문장에서 영점 게이지 선이란 말은 통과 게이지가 영점 조합선을 가지고 유추하여 위치되는 이론적 선을 호칭하기 위하여 사용된다.(호칭치수)
“영점 게이지 선”의 위치는 통과 게이지가 부분 게이지가 아니라 전 형상 게이지 라는 사실을 고려한 작동 요구사항과 조합품을 만족하기 위하여 최대 재료 조건에서 제품 한계에 따라 결정된다.
“영점 게이지 선”은 어떤 경우에는 영점조합선(조합품의 호칭치수)과 일치한다.
4. 작은 지름은 5.에 따라 끼워 맞춤을 돕는다. 따라서 이 지름은 그 밖의 요소 (스플라인 나비 B 의 다른 지름)의 기하학적 결함의 조절과 관계가 있다.
이러한 관계에 있어서 맞춤 치수와 불확실 맞춤 치수는 여러 요소를 호칭하는데 사용되고 있다.

7.2 기본 원리

7.2.1. 통과 게이지
통과 게이지는 작은 지름 d 와 큰 지름 D 및 나비 B 를 동시에 검사하는 전 과정(full)형상 게이지이다.

7.2.1.1. 끼워 맞춤에 대한 치수의 통과 게이지에 의한 검사(작은 지름 d)
구멍 치수공차의 위치와 값, 축 게이지 마모, 마모한계와 형상공차는 KS B 5248 에 따른다.

7.2.1.2 끼워 맞춤을 보장할 수 없는 치수의 통과 게이지에 의한 검사

7.2.1.2.1. 영점 게이지 선의 위치
축과 구멍에 공용되는 영점 게이지 선은 관련된 작업부분의 최대 허용 재료 조건에서 축과 구멍 사이의 중간 거리에 위치된다.
나비 B 의 통과 게이지에 대해서는 5.에서의 3가지 경우 미끄럼 형, 근접 미끄럼 형, 고정형에 대해 고려되어야 한다.

a) 미끄럼 형 고정(sliding type mounting) 축과 구멍에 공용되는 영점 게이지 선은 제품의
최대 허용 재료 조건에서 축과 구멍 사이에서 중간 거리에 7.2.1.2.1 처럼 위치된다.
b) 근접 미끄럼 형 고정(closed sliding type mounting) 구멍게이지(플러그 게이지)는 미끄럼 형
고정 게이지에 축 게이지(링 게이지)에 대해, 영점 게이지 선은 제품의 최대 허용 재료 조건에서 축과 구멍 사이의 중간 거리에 상관없이 영점선(호칭치수) 위에 위치된다.
c) 고정형 고정(fixed type mounting)
구멍 게이지(플러그 게이지)는 미끄럼 형 또는 근접 미끄럼 형 고정게이지에 의한 검사와 같고, 따라서 구멍 영점게이지 선은 같은 위치에 있다.
축 게이지(링 게이지)에 대해, 축 영점 게이지 선은 미끄럼 형 고정에 대해 보유되는 것.
[1/2 의 편차 허용(²) (half the deviation allowance)과 같은 거리에서 한계 위의 축 최대 허용 재료
조건 (호칭치수)에 관계 되어 위치된다.
주 (²) 편차 허용은 단순히 편차라고 표4, 표5 및 표6에서 이름 붙여진다.

7.2.1.2.2 공차값 및 위치 그리고 불확실 맞춤 치수의 통과 측 게이지 검사를 위한 마모 한계,
구멍 및 축의 통과 측 게이지를 위한 치수 공차값은 등급 6의 값에 해당하고 치수 및 모양 오차
(동심, 대칭, 각도 위치, 나선, 얼라인먼트)를 포함한다.

7.2.1.2.1 에서 정의된 것과 같은 영점 게이지 선과 영점 선에 가장 가까운 등급 6 의 값 사이의
편차는 등급 4 값에 해당한다. 게이지 마모 한계는 위에서 언급한 영점 게이지 선과 일치한다.

7.2.2 정지 측 게이지
정지 측 게이지는 스플라인 작은 지름, 큰 지름 또는 나비를 분리하여 검사하는 부분 게이지 이다.
각 요소의 분리된 정지 측 게이지에 의한 검사에 대해, 게이지 공차의 위치와 값은 KS B 5248 에 따른다.

7.3 공차 위치와 값의 표
(허브, 측, 통과측 게이지, 정지측 게이지 ; 표 4, 표 5 및 표 6에 따른다)

7.3.1. 대칭 공차와 작은 지름 d1 에 대한 큰 지름 D1의 백래시 (backlash) 공차

7.3.2. 맞춤, 불확실 맞춤 지름 및 스플라인 나비에 관한 표
표4. 맞춤 지름 – 작은 지름
표5. 불확실 맞춤 지름 – 큰지름
표6. 스플라인 나비 – 미끄럼, 근접 미끄럼 또는 고정형 고정

표7. 통과 게이지 측정부의 최소 길이단위 : mm

스플라인의 호칭 큰 지름 D	통과 플러그 게이지(구멍)	통과 링 게이지 (축)
스플라인의 호칭 큰 지름 D	스플라인 된 최소 길이	합계 최소 길이	스플라인 된 최소 길이
14	20	20	10
16	20	20	10
20	25	20	10
22	25	20	10
25	31.5	25	12.5
26
28
30
32	40	28	14
34	40	28	14
36	45	35.5	18
38
40
42
46	50	45	22.4
48	50	45	22.4

스플라인의 호칭 큰 지름 D	통과 플러그 게이지(구멍)	통과 링 게이지 (축)
스플라인의 호칭 큰 지름 D	스플라인 된 최소 길이	합계 최소 길이	스플라인 된 최소 길이
50	50	50	25
54
58
60
62
65
68	50	56	28
72
78
82
88	50	63	31.5
92
102
108
112	56	71	35.5
120
125

7.4. 게이지 측정 부분의 길이

7.4.1 통과 게이지의 측정 부분

통과(플러그 또는 링)게이지의 측정 부분의 길이는 적어도 표 7에서 지시된 최소값과 같아야 하고, 해당 번호의 R20 계열로부터 선택된 최소값과 같아야 한다.
축 통과(링) 게이지는 전장에 스플라인 하지 않고 평평한 원통 부분 및 게이지 스플라인의 큰 지름 D와 같은 갑을 가지는 공차와 지름을 제공한다.
구멍 통과(플러그) 게이지는 전장에 스플라인 한다.

비고)
그러나 구멍 통과 게이지는 구멍 안에 게이지 삽입을 용이하게 하기 위해 1개 (또는 2개)의 평평한 원통형 부분을 제공한다.

7.4.2. 정지 측 게이지의 측정 부분
구멍이나 축에 대한 정지 측 부분 게이지의 측정 부분의 권장 길이는 ISO/TC3 Limits and fits의 치수 도량형을 고려하여 결정된다.

표 8. 정치 측 부분 게이지의 측정부 – 권장길이단위 (mm)

스플라인 호칭 큰 지름 D	정지 측 부분 게이지의 권장 길이 (구멍 또는 축에 대한)
14	10
16	10
20	12
22	12
25	14
26	14
28	14
30	14
32	15
34	15
36	15
38	15
49	15
42	18
46	18
48	18
50	18

스플라인 호칭 큰 지름 D	정지 측 부분 게이지의 권장 길이 (구멍 또는 축에 대한)
54	18
58	18
60	18
62	18
65	18
68	25
72	25
78	25
82	25
88	25
92	25
98	25
102	25
108	25
112	25
120	25
125	25

7.5. 게이지 모떼기
플러그에서 모떼기는 필요하다.
45° 모떼기의 최대값이 축과 검사된 허브 사이의 틈새를 초과해서는 안 된다.

7.6. 플러그 핸들
플러그 게이지 핸들은 일반적으로 평 게이지 또는 나사 게이지를 위한 것이다.
참고) 스플라인의 허용 전달 토크. (S45C ~ S5C , Quenching Tempering)

F = η · z · h · ℓ · σ

F : 허용 전달력 (kgf)
η : 스플라인의 접촉효율 (0.3 ~ 0.9) : 0.75 적용할 것.
z : 스플라인 홈수
h : 스플라인 접촉 높이 (mm)
ℓ : 스플라인 접촉 길이 (mm)
σ : : 스플라인 허용 면압 (kgf / mm²)

Maker	상태	고정	무부하 윤활 운동	부하 윤활 운동
기계설계 편람 (일간공업)	정하중	10 ~ 8	5 이하	3.5 이하
기계설계 편람 (일간공업)	변동 하중	4 ~ 2	2.5 ~ 1.3	1.7 ~ 0.9
Kohara	구분 없음	7 ~ 12.5	4.5 ~ 9.0	3 이하

T = F · de / 2000
T : 허용 전달 토크 (kgf-m)
de : 스플라인의 유효경 (mm)