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기어(Gear)

기어의 분류와 종류

by 지식의 여행 2014. 3. 18.
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많은 종류가있는 기어를 분류하는 방법으로는 기어 축의 관계 위치에 의하여 것이 가장 일반적이고, 평행 축 교차 축 어긋남 축의 3 가지로 분류됩니다. 
평행 축 기어는 평 기어, 헬리컬 기어, 내부 기어, 랙, 헬리컬 랙 등이 있습니다. 교차 축 기어는 베벨 기어, 베벨 기어, 제로루 베벨 기어 등이 있습니다. 
엇갈림 축 기어는 나사 기어, 웜 기어, 하이포 이드 등이 있습니다. 표 1.1은 대표적인 기어를 분류하여 보여줍니다.

표 1.1 기어의 분류와 종류
기어의 분류기어의 종류효율 (%)
평행 축평 기어 98.0 - 99.5 
내부 기어
헬리컬 기어
헬리컬 랙
고비 기어
교차로 축베벨 기어98.0 - 99.0
베벨 기어
제로루 베벨 기어
불일치 축원통형 웜기어30.0 - 90.0
나사 기어70.0 - 95.0
이 표에 나와있는 효율은 기어 전동 효율이며, 베어링 손실 이라든지 윤활유를 교반하는 손실 등은 제외합니다. 
평행 축과 교차 축 기어 쌍의 맞물림은 대부분 구름에 상대적인 공전은 미소 때문에 고효율입니다. 나사 기어 및 웜기어 등의 음식 차이 축 기어 쌍은 상대적인 미끄럼에 의한 회전 및 동력 전달됩니다 때문에, 마찰의 영향을 크게 받고 다른 기어 대에 비해 효율이 나빠집니다. 
기어의 효율은 기어를 정확하게 설치했을 때의 값입니다. 특히 베벨 기어의 테이퍼 정점이 어긋나는 등 설치가 미비한 효율은 감소하는 경향이 있습니다.



(1) 평행 축 기어
1) 평 기어 
이빨 힘줄이 축에 평행 한 직선이다 원통형 기어입니다. 
  제작이 용이하기 때문에 동력 전달 용으로 가장 많이 사용되고있는 기어입니다.
그림 1.1 평 기어
그림 1.1 평 기어
2) 랙 
평 기어와 맞 물리는 직선 치형의 기어입니다. 
평 기어의 피치 원통 반지름이 무한대 ∞ 된 것으로 생각됩니다.
그림 1.2 랙
그림 1.2 랙
3) 내 기어 
평 기어와 맞 물리는 원통의 안쪽에 이빨이 만들어져있는 기어입니다. 
주로 유성 기어 장치 라든지 기어 형 축 이음 (기어 커플 링) 등에 사용되고 있습니다.
그림 1.3에서 기어와 외부 기어
그림 1.3에서 기어와 외부 기어
4) 헬리컬 기어 
이빨 줄무늬가 두루마기 선이다 원통형 기어입니다. 
평 기어보다 강하고 조용한 기어로 널리 사용되고 있습니다. 
축 방향 력 (스러스트 력)이 발생합니다.
그림 1.4 헬리컬 기어
그림 1.4 헬리컬 기어

5) 수바에서 기어 
이빨 줄무늬가 두루마기 선으로, 원통의 안쪽에 이빨이 만들어진 기어입니다. 
비틀림 각 비틀림 방향이 같은 헬리컬 기어와 평행 축에 맞물립니다.

그림 1.5는 수바에서 기어
그림 1.5는 수바에서 기어
6) 헬리컬 랙 
헬리컬 기어와 맞 물리는 비틀림을 가진 직선 치형의 기어입니다. 
헬리컬 기어의 피치 원통 반지름이 무한대 ∞ 된 것으로 생각됩니다.
그림 1.5 헬리컬 랙
그림 1.6 헬리컬 랙
7) 고비 기어 
좌우 양 비틀림 헬리컬 기어를 조합 한 것입니다. 
축 방향 력 (스러스트 력)이 발생하지 않는 장점이 있지만 제작에 많은 제약이 있습니다.
그림 1.6 절정 기어
그림 1.7 절정 기어


(2) 교차 축 기어
1) 베벨 기어 
이빨 줄무늬가 피치 원추의 어머니 직선과 일치하는지거야 기어입니다. 
베벨 기어로는 비교적 제작이 용이하기 때문에 동력 전달 용 베벨 기어로 가장 인기가 있습니다.
그림 1.7 베벨 기어
그림 18 베벨 기어
2) 베벨 기어 
이빨 힘줄이 곡선이고 비틀림 각을 가진 하나さ기어입니다. 
베벨 기어보다 제작은 어렵 습니다만, 강하고, 조용한 기어로 널리 사용되고 있습니다.
그림 1.8 베벨 기어
그림 1.9 베벨 기어
3) 제로루 베벨 기어 
비틀림 각이 제로이다 베벨 기어입니다. 
베벨 기어와 베벨 기어의 특징을 함께 가진 독특한 베벨 기어에서 치아에 가해지는 힘은 베벨 기어와 같습니다.
그림 1.9 제로루 베벨 기어
그림 1.10 제로루 베벨 기어


(3) 불일치 축 기어
1) 원통형 웜기어 
원통형 웜과 이것과 맞 물리는 웜 휠의 총칭입니다. 
1 단으로 크게 감속 할 수있다 든가, 조용하다는 장점 외에, 효율이 낮다는 단점이 있습니다.
그림 1.10 원통 웜기어
그림 1.11 원통 웜기어
2) 나사 기어 
원통형 기어의 대를 엇갈려 축 사이의 운동 전달에 이용했을 때의 명칭입니다. 
헬리컬 기어 동지 또는 헬리컬 기어와 평 기어의 조합으로 사용됩니다. 
조용하지만 비교적 경부 않으면 사용할 수 없습니다.
그림 1.11 나사 기어
그림 1.12 나사 기어


(4) 기타 특수 기어
1) 페이스 기어 
이것은 평 기어 또는 헬리컬 기어와 맞 물리는 원반 모양의 기어입니다. 
직교 축 또는 불일치 축에 사용됩니다.
그림 1.12 페이스 기어
그림 1.13 페이스 기어
2)鼓形웜기어 
鼓形웜과 이것과 맞 물리는 웜 휠의 총칭입니다. 
제작이 어렵 습니다만, 원통 웜기어보다 큰 동력을 전달하는 것이 가능합니다.
그림 1.13 鼓形 웜기어
그림 1.14 鼓形 웜기어
3) 하이포 이드 
어긋나는 축 사이에 운동을 전달하는 원추형의 기어입니다. 
크고 작은 기어의 축이 오프셋되어 있고, 베벨 기어를 닮은 기어입니다. 
물림이 매우 복잡합니다.
그림 1.14 하이포 이드 기어
그림 1.15 하이포 이드 기어

출처 : http://www.khkgears.co.jp


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