학습    1

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기어의 종류

두축이 평행한 경우에 사용되는 스퍼 기어, 헬리컬 기어, 래크와 피니언, 인터널 기어

두축이 교차되는 경우에 사용되는 베벨기어

두축이 평행도 교차도 않는 경우에 사용되는 웜기어, 나사기어, 하이포이드 기어

치형 곡선

인벌류트 곡선

원에 실을 감아 실의 끝을 잡아 당기며 풀어갈 실의 궤적을 인벌류트 곡선(involute curve) 하며, 원을 기초원이라 한다.

특징

     치형의 제작 가공이 용이하다.

     호환성이 우수하다.

     물림에서 축간 거리가 다소 변하여도 속도비에 영향이 없다.

     이뿌리 부분이 튼튼하다

인벌류트 곡선

사이클로이드 곡선

원둘레의 외측 또는 내측에 구름원을 놓고 구름원을 굴렸을 구름원의 점이 그리는 궤적을 사이클로이드 곡선(cycloid curve) 하며, 구름원이 구르고 있는 원을 피치원이라 한다. 피치원을 경계로 외측에 그려진 곡선을 에피사이클로이드 곡선(epicycloids curve) 하고, 내측에 그려진 곡선을 하이포사이클로이드 곡선(hypicycloid curve) 한다.

특징

     접촉면에 미끄럼이 적어 마멸과 소음이 적다.

     효율이 높다.

     피치점이 완전히 일치하지 않으면 물림이 불량해 진다.

     치형가공이 어렵고, 호환성이 적다.

사이클로이드 곡선

기어의 각부 명칭

피치원(pitch circle) : 기어를 마찰차로 가정할 마찰차의 외원주에 해당하는 원이다.

이끝원(addendum circle) : 이의 끝을 연결하는

이뿌리원(dedendum circle) : 이의 뿌리를 연결하는

이끝 높이(addendum) : 피치원에서 이끝원까지의 길이

이뿌리 높이(dedendum) : 피치원에서 이뿌리원까지의 길이

이높이(height of tooth) : 이끝 높이와 이뿌리 높이를 합한 길이

이두께(tooth thickness) : 피치원에서 측정한 이의 두께이다.

밑틈(clearance) : 이끝원에서부터 이것과 맞물리고 있는 기어의 이뿌리원까지의 길이

백래시(back lash) : 쌍의 이가 물렸을 이의 뒷면에 생기는 간격

기어와 피니언(gear and pinion) : 쌍의 기어가 서로 물려 있을 쪽을 기어라 하고, 작은 쪽을 피니언이라 한다.

압력각(pressure angle) : 쌍의 이가 맞물렸을 접점이 이동하는 궤적(그림에서 ) 작용성이라 한다. 작용선과 피치원의 공통 접선과 이루는 각을 압력각이라 한다. 압력각 14.5°, 20° 규정되어 있다.

법선 피치(normal pitch) : 기초원의 둘레를 잇수로 나눈값

D:피치원의 지름  :기초원의 지름  :법선 피치

:원주피치

인벌류트 표준 기어

이의 크기

원주 피치 : 피치원의 둘레를 잇수로 나눈  

모듈(moudule) : 피치원 지름을 잇수로 나눈   

지름 피치(diametrical pitch) : 이의 크기를 인치로 나타내며, 원주피치(p) 대신에 값을 표준화 것이다.

이의 크기 비교

인벌류트 함수

PP’ 상의 임의의 P’에서 곡선에 접선 AB 긋고, P’에서 기초원에 접선 B’ 그으면

,   이라 한다.

인벌류트 함수(involute function) 하고, 나타낸다.

인벌류트법

물림률

기어가 미끄럼 없이 회전하기 위해서 적어도 쌍의 이가 물림이 끝나기 전에 다음 한쌍의 이가 물리기 시작해야 한다. 기어가 연속적으로 회전하기 위해서는 물림률 1보다 커야 한다.

 

 

물림률

 

 

물림률의 의미

그림에서 물림률 의미

1쌍의 이가 물음을 시작하는 경우에는 그것보다 1피치 앞의 1쌍의 이가 이미 접촉하고 있고 거기서 0.4 피치는 2쌍의 이가 물리고 있다.

물림률이 2~3 의미는 물림의 중간에는 두쌍의 이가 동시에 물리고, 물림의 시작과 끝에서는 세쌍의 이가 동시에 물려 있다.

이의 간섭과 언더컷

한쌍의 기어가 물려서 회전 , 한쪽 기어의 이끝이 상대쪽의 이뿌리에 부딪혀서 회전하지 않는 경우

이의 간섭을 막는 방법

     이의 높이를 높인다.

     압력각을 증가 시킨다. (20° 이상으로 크게 한다.)

     치형의 이끝면을 깎아 낸다.

     피니언의 반지름 방향의 이뿌리면을 파낸다.

  래크 공구나 호브로 기어를 절삭 이뿌리 부분을 가늘게 깎아 이의 간섭 현상을 없앤다.

언더컷이 생기면 이뿌리가 가늘어져 약하게 되므로 언더컷이 생기지 않는 범위에서 사용해야 한다.

언더컷이 생기지 않는 한계 잇수를 하면

언더컷을 일으키는 기어(z=8, )

표준기어의 설계

기준 래크 공구의 기준 피치선돠 이에 물리고 있는 기어의 기준 피치선이 접하면서 미끄럼 없이 회전하는 기어

 

 

  

기호

피니언

 

 

피치원지름

 

 

 

 

 

 

 

 

이뿌리높이

 

 

클리어린스

 

 

 

 

 

 

 

 

   

 

 

 

\

표준기어

 

전위기어

 

 

전위기어의 설계

전위기어의 물림 방정식

:공구 압력각   :물림 압력각   :기어의 이수   :기어의 전위 계수

중심거리 증가 계수

중심거리

이끝원 지름

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