나사

요약 직각삼각형 종이를 원통(圓筒)에 감았을 때 그 빗변이 만드는 선, 즉 나사선을 따라 홈을 판 것.

기계요소

이때 생기는 돌기를 나사의 산(山)이라 하고, 홈의 바닥을 골이라 한다. 또, 나사의 산에서 산까지 또는 골에서 골까지의 거리를 피치(pitch)라 하고, 나사를 1회전시켰을 때 나사가 이동하는 거리를 리드(lead)라고 한다. 피치와 리드 사이에는 l=np(l은 리드, p는 피치, n은 나사선의 감은 수)의 관계가 있으므로, n=1일 때, 즉 나사를 한 바퀴 돌렸을 때 이동하는 거리는 피치와 같다.

원통의 표면에 홈을 판 것을 수나사, 내면에 홈을 판 것을 암나사라 하고, 원뿔의 표면에 홈을 판 것을 테이퍼 나사라고 한다. 나사는 나사선이 감기는 방향에 따라 오른나사와 왼나사로 나뉘는데, 오른쪽으로 돌렸을 때 전진하는 것을 오른나사, 왼쪽으로 돌렸을 때 전진하는 것을 왼나사라 한다. 보통 사용하는 나사는 대부분 오른나사이며, 왼나사는 특별한 경우 외에는 사용하지 않는다. 1개의 나사에 홈을 한 줄만 판 것을 한줄나사, 두 줄 판 것을 두줄나사라 하고, 세 줄 이상 판 것은 여러줄나사라 한다.

나사는 기계의 부분품을 비롯하여 많은 곳에 사용되므로, 그 치수와 모양 등이 규격화되어 있다. 수나사의 바깥지름을 호칭치수라 하며, 나사의 크기는 이 호칭치수로 나타낸다. 가령 10 mm의 나사라고 하면 수나사의 바깥지름이 10 mm인 나사를 말한다. 이 호칭치수를 기준으로 나사산의 모양, 피치 등이 정해지는데, 한국에서는 KS에 규정되어 있다.

나사를 나사산의 모양에 따라 분류하면 다음과 같다.

① 삼각나사:나사산이 삼각형인 나사. 주로 죔용으로 사용되며, 한줄나사가 많다. 미터계(系)와 인치계가 있는데, 산의 모양이 약간 다르다. 나사산의 각도는 미터계는 60 °이고, 인치계에는 60 °인 유니파이 나사와 55 °인 휘트워드 나사가 있다.
② 사각나사:나사산이 직사각형인 나사. 마찰이 적기 때문에 바이스·프레스·잭 등 힘을 전달하는 기계의 부분품으로 사용된다.
③ 사다리꼴나사:나사산이 사다리꼴인 나사. 사각나사는 공작하기가 어려우므로, 실제로는 사다리꼴나사가 많이 쓰인다. 30 °사다리꼴나사(미터계)와 29 °사다리꼴나사(인치계)가 있다. 선반의 리드스크루 등에 사용된다.
④ 톱날나사:나사산의 모양이 톱날처럼 생긴 나사. 한 방향으로만 힘을 전달하는 데에 사용된다.
⑤ 둥근나사:나사산의 모양이 둥근 것. 전구(電球) 꼭지의 나사에 사용되며, 이 밖에 먼지가 들어가기 쉬운 곳에 쓰인다.

나사는 둘 또는 그 이상의 부분품을 죄어서 고정시키는 목적으로 가장 많이 사용되고 있으며, 볼트·너트가 그 대표적인 것이다. 그리고 작은나사·나무나사 등의 머리에는 나사돌리개의 끝이 들어갈 작은 홈이 패어 있다. 홈이 十자형으로 패어 있는 것을 십자홈붙이나사라 하는데, 이 형태의 나사는 나사머리의 홈이 잘 망그러지지 않는 장점이 있다. 나사를 만드는 데 있어, 작은 나사는 탭이나 다이스를 써서 절삭한다. 또 전조법(轉造法)에 의해 만드는 일도 있다. 큰 나사 또는 특수한 나사는 선반으로 절삭하여 만든다.

나사는 죔용으로 쓰일 뿐만 아니라, 회전운동의 속도를 바꾸거나, 작은 회전력으로 큰 힘을 내는 곳 등에 이용되며, 또 수나사와 암나사의 상호운동에 의한 회전운동과 직선운동의 상호전환기구로도 이용되는 등 그 응용범위가 매우 넓다. 또, 스크루컨베이어·스크루펌프 등과 같은 특수한 응용도 있다.