GEAR에 관한 기초자료-1

[Gear의 기초]

 

◈ Gear 이론 및 가공방법

1. 기어의 정의

기어란, 두 축 사이에서 힘을 전달할때 서로 미끄럼이 없이 잘 돌아가도록 원통에 돌기를 붙인 장치이다.

예를 들면, 자동차로 눈이 쌓이 오르막길을 지날때 타이어만으로는 언덕을 오르지 못하고 미끄러지는 광경을 본 경험이

있을 것이다. 하지만 타이어에 체인을 감고 운행하면 훨씬 쉽게 언덕을 오를 수 있다. 이것은 타이어에 감긴 체인이 눈길을 파고 들어가 마찰력을 증가시켜 주기 때문이다. 즉 체인의 튀어나온 부분과 체인에 눌린 눈이 서로 오목 볼록 형상을

만들어 맞물려 돌아가는 기어와 같은 역할을 하는것이다.

 

 ※ 기어는 다음과 같이 정의되고 있다.

JIS B 0102 "차례차례 서로 무는 이빨에 의해 운동을 전달하는 기계요소의 한쌍 또는 단체"

ASME "Gear are machine elements that transmit motion by means of successivelt engaging teeth"

        "연속적인 이빨의 운동으로 동결을 전달하는 기계 요소"

ISO-R1122 "Any toothed member designed to transmit motion to another one, or receive motion from it,

                by means of successively engaging teeth."

"연속적인 이빨의 움직임을 통해 다른 축에 동력을 전송하거나, 그것으로부터 동력을 받을 수 있도록 고안된

 톱니모음" 

 

2.동력전달 매체

1) 직접전달

2) 유체

3) 밸트-마찰력

4) 체인

5) 기어

 

3.기어 동력전달의 장점

1) 동력손실 최소화

   : 마찰열에 의한 동력손실 최소화

2) 정확한 가속, 감속비의 선정이 용이

   : 외경이 아닌 기어잇수에 의한 감속비

3) 고용량의 토크 전달

4) 대량생산 용이

5) 장비의 소형화 정밀화에 용이

 

4.기어의 종류

1) 평행축 기어

   : 평행축 기어란?

     서로 맞물리는 기어의 중심 축이 나란한 것을 말한다.

     이것은 원통면에 볼록한 기어 이를 붙인 모양으로 흔히 이러한 기어들을 원통 기어 (Cylindrical gear)라 부른다.

     기어의 이가 원통의 외부에 있으면 외기어(External gear), 내부에 있으면 내기어(Internal gear)라  부른다.

   a) 평기어(Spur Gear)

      - 외(평)기어와 내(평)기어로 나뉜다.

      ㄱ. 외평기어

          : 원통기어로 기어의 이 줄기가 축과 평행하여 두개의 외(평) 기어가 서로 맞물린다.

      ㄴ.내평기어

          : 평기어와 마찬가지로 두 축이 나란하게 놓이지만 한개의 외(평)기어와 하나의 내(평) 기어가 맞물린다.

   b) 헬리컬기어(Helical Gear)

       - 외헬리컬기어와 내헬리컬기어로 나뉜다.

      ㄱ.외헬리컬기어(External helical gear)

         : 평기어의 이 줄기가 동시에 맞물리는것을 방지하기 위해 이의 위치를 조금씩 이동시킨 평기어의 모임이 단기어

          (Stepped gear)이다. 헬리컬 기어는 단기어의 단차를 무한히 엷게하여, 이 줄기가 비털어진 곡면으로 된 기어를

          말한다.

      ㄴ.내헬리컬 기어(Internal gear)

         : 한개의 외헬리컬 기어와 하나의 내헬리컬 기어가 맞물린다.

 

   c) 더블 헬리컬기어(Double helical gear)

      일반 헬리컬 기어에서 발생하는 추진력을 없앨 목적으로 비틀림 방향이 다른 두개의 헬리컬 기어를 조합한 기어

      ex) 헤링본기어(Herringbone gear):기어 사이에 홈이 없이 좌, 우 기어의 이가 중앙에서 만나는 기어

  

   d) 랙기어(RACK Gear)

      원통기어어의 잇수가 무한히 많아져 원통의 직경이 거의 무한대가 되어 직성으로 기어가 늘어선 형태를 랙이라

      부른다. 스퍼랙(Spur rack gear)과 헬리컬랙(Helical rack gear)이 있다.   

     ㄱ.스퍼 랙기어

     ㄴ.헬리컬 랙기어

 

2) 교차축 기어

   두축이 서로 교차하는 기어를 말한다.

   a) 베벨기어(Bevel Gear)

      -두 축이 90˚로 만나는 것을 직교 베빌기어 또는 베벨기어라고 부른다.

      ㄱ.스트레이트 베벨기어 (Straght bevel gear)

         : 이 줄기가 피치원 치면에 일치하는 기어이다. 스트레이트베벨기어는 서로 맞물리때 이의 위쪽에서 시작하여

           이 뿌리방향으로 물림이 진행된다. 베벨기어중 가장 가공이 쉽고 간단하며 제작비가 적게 든다.

           특히, 베벨기어의 피니언과 기어의 잇수가 같은 기어를 마이티기어(Miter gear)라 부른다

      ㄴ.스파이럴 베벨기어(Spiral bevel gear)

         : 이 줄기가 나선모양으로 된 베벨기어이다. 한번에 접촉하는 물림길이가 크기 때문에 스트레이트베벨기어에

           비해 운동이 부드럽다. 특히, 고속에서 맞물릴때 진동이나 소음을 줄일수 있다. 스파이럴 베벨기어의 비틀림

           방향은 그림과 같이 정의한다.