동력전달장치-2 조립도에서 V-벨트 풀리(V-Belt Pulley) 3D 모델링 및 2D 작도법

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동력전달장치-2 조립도에서 V-벨트 풀리(V-Belt Pulley) 3D 모델링 및 2D 작도법


동력전달장치에서 축, 스퍼기어와 함께 가장 자주 출제되는 3번 V-벨트 풀리(V-Belt Pulley) 작도법 가이드입니다.

V-벨트 풀리는 규격집을 보지 않으면 아예 그릴 수 없을 정도로 KS 표준 규격 치수가 도면 전체를 지배하는 부품입니다. 자로 재야 할 부분과 규격집을 봐야 할 부분을 명확히 나누어 블로그 글 형태로 정리해 드립니다.


V-벨트 풀리는 벨트가 걸리는 홈의 형상이 규격으로 엄격하게 정해져 있습니다. 조립도에 적힌 홈의 종류(보통 A형 또는 B형)를 파악하는 것이 첫걸음입니다. 이번 도면에 표시된 형상은 가장 흔히 쓰이는 'A형' 기준입니다.

단계 1. 호칭지름 확인 및 규격집 데이터 찾기

가장 먼저 풀리의 기준이 되는 호칭지름($de$)을 자로 측정합니다.

  • 호칭지름 측정: V-벨트 홈의 경사면이 연장되어 만나는 교점 선(로프가 걸리는 위치)의 지름을 자로 잽니다. (예: ∅ 90, ∅ 100 등 정수로 딱 떨어지게 설정합니다.)

  • 형식 파악: 도면의 홈 크기를 보면 A형입니다. 호칭지름을 정했다면 즉시 KS 규격집의 'V-벨트 풀리(A형)' 테이블을 열고 아래 치수들을 받아 적습니다.

A형 규격의 V-벨트 풀리 설계를 위해 반드시 준수해야 하는 주요 치수 항목들입니다.

  • 홈의 형상 및 폭 (a): 상부 폭 기준으로 9.2mm를 적용합니다.

  • 홈의 깊이 및 높이 (h, b): 전체 깊이 8.7mm와 외경까지의 높이 2.7mm를 기준으로 합니다.

  • 홈의 각도 (ⲁ): 호칭지름에 따라 34°, 36°, 38° 중 적절한 값을 선택합니다. (일반적으로 Ø100 이하는 34° 또는 36° 사용)

  • 간격 및 거리 (e, f): 홈 사이 간격은 15mm(다단 풀리 기준), 외곽 모서리까지의 거리는 10mm를 유지합니다.

라운드 처리 (R_1, R_2, R_3): 각 부위에 0.2, 0.5, 1.0 등 규격에 정의된 치수를 적용하여 라운딩합니다.

 

단계 2. 자로 치수 측정하기 (실측 구간)

규격 외에 풀리의 전체적인 외형을 잡기 위해 자로 잴 부분들입니다.

  • 풀리의 전폭(B): 풀리의 왼쪽 끝부터 오른쪽 끝까지의 전체 두께를 자로 잽니다. (1단 풀리의 경우 공식상 2f = 20mm 근처로 나옵니다.)

  • 축 구멍 지름(내경) 및 반달키 홈: 축의 2단 지름(V-벨트 풀리가 끼워지는 자리)과 완전히 일치시킵니다. 반달키가 들어가는 홈의 깊이와 폭은 축 지름 기준 규격집을 적용합니다.

  • 웹(중앙판) 두께 및 살빼기 치수: 풀리의 무게를 줄이기 위해 내부가 파여 있는 단면 형상을 자로 실측합니다.


단계 3. 3D 모델링 작업 순서 (회전 명령 활용)

V-벨트 풀리 역시 축, 기어와 마찬가지로 '회전(Revolve)' 스케치 한 번으로 원형 베이스를 끝내는 것이 정석입니다.

  1. 절반 단면 스케치: XY 평면에 중심선을 긋고, 외경부터 내경까지의 절반 단면을 계단 모양으로 스케치합니다.

  2. V-벨트 홈 스케치 (핵심): 규격집에서 찾은 a(9.2), b(2.7), h(8.7), 각도(34°~ 38°) 치수를 이용해 사다리꼴 모양의 홈 프로파일을 정확하게 구속합니다.

  3. 회전(Revolve): 스케치를 360° 회전시켜 풀리의 본체를 만듭니다.

  4. 키 홈 및 살빼기 구멍: 축 구멍 자리에 반달키 홈을 파내고, 측면에 가공 및 무게 절감을 위한 원형 구멍(살빼기 구멍)이 있다면 돌출 컷 패턴으로 뚫어줍니다.

  5. 규격 라운드(R) 적용: 규격집에 명시된 홈 입구 및 바닥의 라운드(R_1, R_2, R_3)를 피처 명령(Fillet)으로 넣어줍니다. 이 라운드를 빼먹으면 벨트가 마모되므로 감점 요인이 됩니다.




단계 4. 2D 도면 작도 및 제도 통칙 (AutoCAD)

  1. 전단면도(온단면도) 배치: 내부 축 구멍, 키 홈, V-벨트 홈 구조를 모두 보여주어야 하므로 정면을 전체 단면하여 배치합니다.

  2. 측면도(우측면도) 활용: 풀리 측면에 뚫린 살빼기 구멍의 개수와 배치를 보여주기 위해 우측면도를 부분적으로 결합합니다.

  3. 중요 치수 및 기호 기입:

    • 호칭지름 뒤에는 숫자가 정수여도 반드시 규격상의 의미를 갖는 치수선을 뽑아줍니다.

    • 축과 맞물리는 내경 치수 뒤에는 H7 끼워맞춤 공차를 넣습니다.

  4. 표면 거칠기 지정:

    • V-벨트와 직접 마찰하는 경사면: 벨트가 부드럽게 미끄러지며 동력을 전달해야 하므로 매우 정밀한 y (🜄🜄🜄) 거칠기를 부여합니다.

    • 축 구멍 내부 및 키 홈: x (🜄🜄) 거칠기를 적용합니다.



[Mechanical Design] Step-by-Step Guide to V-Belt Pulley (Type-A) 3D Modeling and 2D Drafting

V-belt pulleys are strictly governed by standard data sheets. You must separate the dimensions to be calculated from the KS/ISO standard tables and the dimensions to be measured with a ruler.

Step 1. Determine the Pitch Diameter & Standard Data (Do NOT Measure Everything!)

First, measure the Pitch Diameter (de) using a ruler. Make sure to round it to a standard integer (e.g.,∅ 90, ∅ 100). Once the diameter is determined, look up the Type-A V-Belt Pulley standard table to find the following mandatory values:

  • a (Top width of groove): 9.2mm

  • b (Distance from pitch line to outer top): 2.7mm

  • h (Groove depth): 8.7mm

  • ⲁ (Groove angle):34°, 36°, 38° (Depending on the pitch diameter)

  • f (Edge distance): 10mm

Step 2. Measure with a Ruler (Actual Dimensions)

  • Total Width (B): Measure the total thickness of the pulley from end to end.

  • Bore Diameter (Inner Dia.): Match this exactly with the shaft diameter where the pulley is assembled.

  • Web Thickness: Measure the internal wall thickness and the weight-reduction geometry.

Step 3. 3D Modeling Steps (Using Revolve Command)

  1. Sketch the Half-Section Profile: Draw a centerline on the XY plane and sketch the basic stepped profile of the pulley.

  2. Sketch the V-Groove: Precisely constrain the trapezoidal groove profile using the standard values a, b, h, and ⲁ).

  3. Revolve: Revolve the sketch 360° to create the main body.

  4. Keyway & Fillets: Cut out the keyway in the center bore and apply standard fillets (R_1, R_2, R_3) to the groove corners.

Step 4. 2D Drafting and Surface Roughness

  1. Full Section View: Display the internal structure clearly using a full longitudinal section view.

  2. Fits & Tolerances: Apply an H7 fit tolerance to the inner bore diameter.

  3. Surface Roughness (Crucial):

    • V-Groove Angled Surfaces: Since the belt continuously contacts and rubs against these faces, apply a high-precision y (🜄🜄🜄) surface finish.

    • Inner Bore & Keyway: Apply an x (🜄🜄) surface finish.


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