공부자료) 기어의 종류

안녕하세요

기어의 종류에 대해서 공부 하고자 자료 올려 봅니다.. 

참많은 기어가 있네요

1) SPUR GEAR
 평기어와 내기어로 나뉜다.

ㄱ. 평기어 : 원통기어로 기어의 이 줄기가 축과 평행하며 두 개의 외기어가서로 맞물린다.

ㄴ. 내기어 : 평기어와 마찬가지로 두 축이 나란하게 놓이지만 한 개의 외기어와 하나의 내기어가 맞물린다.

    

          평기어                        내기어

2) HELLICAL GEAR
ㄱ. 헬리컬 기어

평기어의 이 줄기가 동시에 맞물리는 것을 방지하기 위해 이의 위치를 조금씩 이동시킨, 평기어의 모임이 단기어(Stepped gear)이다.   헬리컬 기어는 단기어의 단차를 무한히 엷게하여, 이 줄기가 비틀어진 곡면으로 된 기어를 말한다.  
이처럼 이 줄기를 곡면으로 비틀어 놓으면, 평기어보다 기어의 이가 부드럽게 맞물리기 때문에 이물림이
원활하여 진동이나 소음이 줄고 또 평기어보다 접촉선의 길이가 길어지므로 큰 힘을 전달할 수 있다.

그러나 헬리컬 기어는 평기어에 비해 중심축 방향으로 추력(推力, Thrust load)이 발생하므로 베어링 선정에
주의해야 한다.

ㄴ. 내헬리컬 기어(Internal helical gear)

--- 한 개의 외헬리컬 기어와 내헬리컬 기어가 맞물린다.

ㄷ. 더블헬리컬 기어

        

일반 헬리컬 기어에서 발생하는 추력을 없앨 목적으로 비틀림 방향이 다른 두 개의 헬리컬 기어을 조합한 기어이다.

이중에서 특히 가운데 홈이 없이 좌, 우 기어의 이가 중앙에서 만나는 기어를 헤링본 기어(Herringbone gear)라 부른다.

헬리컬 기어의 비틀림 방향은 다음 그림과 같이 정의한다.

오른쪽 헬리컬 기어는 오른쪽 비틀림 헬리컬 기어와 맞물리며 왼쪽 비틀림 헬리컬 기어는 왼쪽 비틀림 헬리컬 기어와 맞물리게 해야 한다.

3) 기타
ㄱ. 써큘러 아크 기어(Circular arc tooth-trace gear)

이 줄기 모양이 아크 모양이어서 더블 헬리컬 기어와 같이 축 방향의 추력이 발생하지 않는다.  

또한 스스로 중심을 맞추는 기능을 갖추고 있다.

ㄴ. 랙기어(Rack gear)

원통기어의 잇수가 무한히 많아져 원통의 직경이 거의 무한대가 되어 직선으로 기어가 늘어선 형태를 랙이라 부른다.  
스퍼 랙(Spur rack)과 헬리컬 랙(Helical rack)이 있다. 

4) 베벨기어(Bevel gear)
--- 두축이 90°로 만나는 것을 직교베벨기어 또는 베벨기어라고 부른다.

ㄱ. 스트레이트 베벨기어(Straight bevel gear)

이 줄기가 피치 원추면에 일치하는 기어이다. 스트레이트 베벨기어는 서로 맞물릴 때 이의 위쪽에서 시작하여 이 뿌리 방향으로 물림이 진행된다.   

베베기어중 가장 가공이 쉽고 간단하며 제작비가 적게 든다. 

특히 베벨기어의 피니언과 기어의 잇수가 같은 기어를 마이터 기어(Miter gear)라 부른다.

ㄴ. 스파이럴 베벨기어(Spiral bevel gear)

이 줄기가 나선 모양으로 된 베벨기어이다.   한 번에 접촉하는 물림길이가 크기 때문에 스트레이트
베벨기어에 비해 운동이 부드럽다.

특히 고속에서 맞물릴 때 진동이나 소음을 줄일 수 있다. 스파이럴 베벨기어의 비틀림 방향은 그림과 같이
정의한다.

ㄷ. 제롤 베벨기어(Zerol bevel gear)

스파이럴 베벨기어 가운데 이 줄기의 비틀림 각도가 0°인 것을 말한다.   

회전방향이 변해도 추력 방향이 바뀌지 않기 때문에 원활한 회전이 요구되는 장소에 스트레이트 베벨기어
대신에 사용할 수 있다.

5) 페이스기어

피니언이 일반적인 인볼루트 치형을 갖는 평기어와 같다.

기어는 피니언과 같은  모양을 가진 절삭 공구로 가공한다.

페이스 기어는 피니언의 중심축과 만나게 할 수도 있고 기어와 피니언의 중심축이  서로 엇갈리게 할
수도 있다.  피니언은 일반 평기어의 호브로 가공이 가능하고 피니언의 설치 위치가 중요한 문제가 되지
않으므로 설치가 쉽다. 페이스 기어는 펠로우 기어 세이퍼 사(Fellow Gear Shaper Co.)가 개발한
기어이다.   

6) 베베로이드 기어(Beveloid gear)

베베로이드 기어는 기본적으로 치 두께가 치 뿌리에서 치 끝까지 경사진 테이퍼 형태를 가진 인볼루트 기어이다.   모양은 스트레이트 베벨기어와 비슷하지만 단면이 스퍼 기어와 같다.이것은 베베로이드 기어가 다른 인볼루트 치형을 가진 기어와 잘 맞물릴 수 있음을 뜻한다.

베베로이드 기어는 일반 베벨기어에 비해 다음과 같은 장점을 가지고 있다.

첫째, 설치 치수가 중요하지 않다.

둘째, 서로 다른 기어들을 맞추어보거나 연마하지 않고도 호환할 수 있다.

셋째, 백래시를 원하는 대로 조정할 수 있다.

베베로이드 기어가 가진 가장 큰 단점은 큰 하중을 전달할 수 없다는 것이다.    이것은 베베로이드 기어들끼리 서로 맞물리는 점접이 한 개의 점으로 이루어지기 때문이다. 또 다른 한 가지 단점은 잇수가 작거나 콘(cone)의 각이 클 때 언더컷(under cut)이 발생한다는 것이다.

7) 나사기어(Crossed helical gear)

헬리컬 기어의 두 중심축이 평행하지도 않고 교차하지도 않게 만든 기어이다.  가장 큰 장점은 설치가 쉽고
중심축의 각이나 중심거리 변화에 민감하지 않다는 것이다. 가격이 싸다는 것도 장점 중 하나이다.  
일반 헬리컬 기어와 같은 방식으로 제작할 수 있다.

나사 기어의 단점은, 맞물리는 두 개의 기어가 점 접촉을 하고 있기 때문에 허용치 이상의 하중을 전달할 경우
선 접촉이 되어 기어가 마모되는 원인이 된다는 것이다.

8) 원통 웜기어(Cylinderical worm gear)

웜기어의 피니언은 일반 나사 모양과 비슷하다.    웜휠(Worm wheel)이라 부르는 웜기어의 기어는 피니언과 같은 모양을
가진 절삭 공구로 가공한다. 웜휠의 이는 약간 구부러진 곡선형태이며 이 끝이 이의 중간보다 두텁다.

웜기어는 헬리컬 기어에 비해 비교적 큰 감속비를 얻을 수 있으나 기어의 효율이 낮다는 단점을 가지고 있다.  

웜기어는 주로 승강기나 주차 빌딩에 사용되는 기계와 각종 공작기계의 공작물을 회전시키기 위한 테이블에 사용된다.

9) 더블 엔벨로핑 웜기어(Double enveloping worm gear)

일명 장구형 웜기어라 불리며 웜기어의 피니언이 장구와 비슷한 모양을 갖는다.  원통 웜기어에 비해 큰 힘을 전달할 수 있다.

10) 하이포이드 기어(Hypoid gear)

베벨기어와 같은 형상을 하고 있지만 물림 위치가 베벨기어와 약간 다르다.   

즉 피니언과 기어의 중심축이 교차하지도 않으면서 엇갈려 있다.  

주로 자동차 산업에서 조용한 동력전달을 위해 사용된다.

11) 스피로이드 기어(Spiroid gear)

원추에 나사가 난 모양이 스피로이드 기어의 피니언이다.   피니언의 치형은 완전한 직선을 갖은  V형태이다.  기어는 피니언과 비슷하게 만들어진 호브로 가공된다.  스피로이드 기어는 백래시  조정이 매우 중요한 곳에 사용된다.

12) 플라노이드 기어(Planoid gear)

플라노이드 기어

의 피니언은 비스듬하게 경사진 나선형이며 치형은 테이퍼 형상이다.   

피니언과 맞물리는 기어는 직선형태의 치형이다.   피니언은 기어와 동일한 모양을 가진 절삭 커터로 가공된다.    플라노이드 기어를 사용하면 8:1까지 큰 감속비를 얻을 수 있다.

13) 헬리콘 기어(Helicon gear)

피니언은 원통에 나사가 나있는 형상을 가지고 있다.   기어는 피니언과 같은 모양의 호브로 치절되며 완만한 나선
형태를 갖는다.   스피로이드 기어와 헬리콘 기어는 스피로이드 기어의 피니언이 테이퍼 형상이라는 점을 제외하면
매우 비슷하다. 

이상 기어의 종류에 대해서 알아 봤습니다

열공 하세요~~~