토크(Torque)는 무엇인가?

안녕하세요..

Torque에 대해서 알아봅니다.

토그(Torque)는 봉의 길이방향 축에 대하여 회전을 일으키려고 하는 모멘트(Moment)의 작용입니다. 이 토그를 받게 되면 봉은 비틀림(Torsion)이 발생됩니다. 토크를 이해하기 위해서는 비틀림을 이해할 수 잇어여 합니다. 이해를 쉽게 하기 위해 그림으로 알아봅니다.

위 그림에서 드라이버를 돌릴 때, 손은 손잡이에 토그 T를 작용시켜 나사를 돌리는 힘을 발생시킨다. 비틀림을 받는 봉의 또 다른 예는 구동 축(shaft), 차 축, 프로펠러 축, 조향장치 봉 및 드릴등이 있습니다.

토크로 발생된 비틀림 하중의 이상화된 경우를 그림을 알아봅니다.

위 그림은 한 쪽 끝이 지지되고 반대편은 자유롭게 움직일 수 있게 고정이 되지 않은 봉을 나타냅니다.

이 봉을 (a)그림과 같이 두개의 토그가 작용됩니다. 벽을 바라봤을 시계방향의 토크와 반시계방향의 토크가 작용되지요. 왼쪽 토크의 크기는 T1, 우측의 토크는 T2입니다. 각각의 크기는 다음과 같죠.

각각의 하중(p)과 모멘트 거리(d)가 다르고 방향까지 다르기 때문에 두 개의 토크는 완벽히 다릅니다.

토크의 미국 단위(USCS)는 ft-lb와 in-lb가 있습니다. 모두 거리와 무게의 곱으로 나타내고 있죠. 반면 SI단위는 N.m입니다. 힘과 거리의 곱입니다.

(b)번 그림은 토크(또는 모멘트)의 방향을 나태냅니다. 이것은 모멘트 벡터에 대한 오른손 법칙으로 표시 됩니다.

즉, 오른손으로 감쌌을 때 엄지손가락의 방향이죠. 뭐 다들 아실 것 입니다.

(c)번 그림처럼 화살표로 나태내지 않고 회전방향으로 작용하는 곡선 화살표를 사용하는 경우도 있습니다.

결론적으로 모멘트 T1과 T2같이 봉을 비트는 모멘트를 토그(Torque) 또는 비틀림 모멘트(Twisting moment)라고 합니다. 토그의 작용을 받고 회전을 통해 동력을 전달하는 원기둥형 부재를 축(shaft)라고 합니다. 예를 들어 자동차의 구동 축 또는 선박의 프로펠러 축등이 있습니다. 대부분의 축(shaft)은 원형단면을 갖습니다.

 

 

<출처:네이버오픈백과>