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일반기계기사 실기 – 기계설계 기어 (스퍼기어) 공식 정리
일반기계기사 실기 – 기계재료 기어 (스퍼기어) 공식 정리 스퍼기어 요목표, 피치원지름, 원주피치, 루이스 굽힘강도식, 헤르츠 면압강도식 *11년도 …
Source: gallery-k.tistory.com
Date Published: 5/16/2021
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스퍼기어 명칭 및 작성 공식
스퍼기어 명칭 및 작도 공식. 스퍼기어 기본 명칭. P.C.D. 기어와 기어가 맞물릴 때 가장 힘을 많이 받는 부분. 기어에서 가장 기준이 되는 직경값. M(모듈).
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Date Published: 4/25/2022
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[인벤터] 스퍼기어 스케치방법(공식, 치수). Beautiful_hui 2019. 3. 9. 13:50. 스퍼기어를 스케치 할때에는. 주어진 설계도면에서 자로 길이를 측정하는것이 아니라.Source: huik.tistory.com
Date Published: 12/12/2022
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[기어] 1. 스퍼기어
평기어. 피치원 (pitch circle) : 기어는 마찰차에 요철을 붙인 것으로, 원통 마찰차라고 가정할 때, 마찰차가 접촉하고 있는 원에 상당하는 원.
Source: jstar0525.tistory.com
Date Published: 4/25/2021
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스퍼기어 이뿌리원 이끝원 P.C.D 크기 공식 깔끔 정리
모듈(M) 크기 : 2 / 이(Z)의 갯수 : 31 피치원지름 P.C.D = M x Z = Φ 62 P.C.D에서 이뿌리원까지의 거리 = P.CD – ( 1.25 x m ) 즉, 이뿌리원의 크기 …
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Date Published: 5/12/2021
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주제에 대한 기사 평가 스퍼 기어 공식
- Author: 태고쌤
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- Date Published: 2019. 4. 5.
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기계설계 기어 (스퍼기어) 공식 정리
일반기계기사 실기 – 기계재료 기어 (스퍼기어) 공식 정리
스퍼기어 요목표, 피치원지름, 원주피치, 루이스 굽힘강도식, 헤르츠 면압강도식
*11년도부터 19년도까지 풀고 직접 정리했습니다.*
*공식정리입니다. 자세한 설명이 있는 글이 아닙니다.*
스퍼기어 시작하기 전에, 기어에 대한 기본적인 부분부터 보고 넘어가겠습니다.
이거는 KS규격 49번인 스퍼기어의 요목표입니다.
기사 실기 작업형에서 기어설계시 꼭 작성해야 하는 표입니다.
이뿌리원, 뭐… 필릿? 이상한것들은 나중에 알아도 된다는 뜻입니다. (실기 책 보고 깜짝 놀랐습니다.)
왜냐하면 우리는 기계재료에 대해 자세하게 아는게 목표가 아니라,
자격증을 취득하는게 목표이기 때문입니다.
[전체적인 모양]주황색으로 칠해진 애가 기어입니다.
1이 원동축에 달려있는 원동기어, 2가 종동축에 달려있는 종동기어입니다.
보통 원동기어가 종동기어보다 작습니다.
모터에서 동력을 받아, 기어1이 돌아갑니다. 이에 따라 기어2도 맞물려 돌아갑니다.
[문제풀 때 알아야 하는 용어들]시험에 나오는 용어들만 모았습니다.
P는 원주피치, 나사와 같은 개념입니다.
m은 모듈입니다.
d는 피치원지름입니다. 문제풀 때 나오는 지름이 다 이겁니다.
z는 기어 잇수입니다. 그림에서는 9개죠
저 위에있는 애들만 기억하시면 됩니다.
이제 공식정리 갑니다.
[표준 스퍼기어]원동기어1과 종동기어2가 이렇게 맞물려 돌아갑니다.
c는 축간 거리입니다.
지름이 작으면 자연스럽게 기어 잇 수가 작을것이죠
지름이 크면 자연스럽게 기어 잇 수가 클 것입니다.
같은 속도로 돌기 때문에, 1이 2보다 더 많이 회전해야 합니다.
1. 속도비 (기본공식, 11년1회, 12년2회, 14년4회, 15년1회, 15년4회, 19년2회)
2. 피치원지름 (기본공식)
3. 축 간 거리 (기본공식, 12년2회, 14년4회, 15년1회, 19년2회)
4. 원주피치 (기본공식)
5. 속도 (기본공식, 11년4회, 15년1회, 16년2회)
여기서부터는, 하중에 관련된 식입니다.
F방향은 이렇습니다.
F를 구하는 방법은 두 가지가 있습니다.
1. 루이스의 굽힘강도식 사용
2. 헤르츠의 면압강도식 사용
문제에서 굽힘응력을 알려주면, 굽힘강도식을, 면압계수를 알려주면 면압강도식을 사용하면 되고,
둘다 알려줬으면 ☆ 둘다 구해서 둘 중 작은 값을☆ 구하면 됩니다.
1. 루이스의 굽힘강도식
(11년1회, 11년4회, 12년2회, 13년2회, 15년1회, 15년4회, 16년2회, 16년4회, 17년2회, 19년4회)
2. 헤르츠의 면압강도식 (13년2회, 16년4회, 19년4회)
3. 전달동력, 전달하중 (11년1회, 11년4회, 12년2회, 14년4회, 19년2회)
이렇게 구한 F값으로 이제 동력을 구합니다.
기어에서 작용하는 하중입니다. (14년4회)
[인벤터] 스퍼기어 스케치방법(공식, 치수)
스퍼기어를 스케치 할때에는
주어진 설계도면에서 자로 길이를 측정하는것이 아니라
M과 Z값을 이용해 구하는것입니다.
피치원지름 P.C.D = M x Z 값을 중심으로
이끝원지름과 이뿌리원지름을 계산하여 구합니다.
갤럭시탭에서 손으로 그렸더니 좀….! 그렇습니다
자세한 설명은 아래에서~!
M(모듈) : 2 , Z(잇수) : 30
값의 스퍼기어를 그려보겠습니다
물론 개개인의 작도방식은 다르기때문에 저는 제가가장 편한방법으로 그렸습니다
P.C.D = 2(M) x 30(Z) = 60 이기 때문에
피치원지름은 60
이끝원지름 60 + 2×2 = 64
이뿌리원지름 64 – 4.5×2 = 55
입니다.
가장 작은 원을 먼저 돌출시켜줍니다.
저는 큰원을 그려서 깎는것보단 작은것부터 그려서 채워나가는게 개인적으로 쉬웠습니다.
이끝원지름을 돌출시켜주겠습니다.
두께는 도면에서 자로잰 값을 사용하시면 됩니다.
지름은 규격이 정해져있으나 나머지값은 모두 자로 측정하여 사용~!
그럼 이제 돌출된 이뿌리원 표면에다가
왼쪽 상단의 2D 스케치 버튼을 눌러 다시 원을 그리겠습니다
그리고
이뿌리원 지름 55
피치원 지름 60
이끝원 지름 65
세개의 원을 다시 그려줍니다.
본격적으로 이 부분을 그릴건데
원점에서 세로로 직선 한줄을 그은 후
간격띄우기 기능을 사용하여 원점에 있는 직선을 복사해서 오른쪽으로 M/4 만큼 옮겨줍니다
그리고 나머지도 아래 그림과 간격으로 그리겠습니다.
주의할점은 첫번째 선만 원점에서 띄우고
두번째 세번째 선은 첫번째에 만든 선에서 오프셋 해주는것입니다.
이런 값을 가지게 됩니다.
0.5 / 1 / 1.57
원점에서 거리는
0.5 / 1.5 / 2.07 이 되겠죠…..
이제 왼쪽상단에 있는 스플라인(보간)을 클릭하여
이의 오른쪽 부분을 그려주겠습니다.
그리고 세로선과 겹치는 부분 세군데를 위와같이 점을 찍어줍니다.
제어꼭지점 방식이아닌 보간을 사용해 찍어주어야 합니다
그리고 상단에 있는 대칭 기능을 이용해
왼쪽부분에 모양을 똑같이 만들어줍니다.
이의 오른쪽부분을 선택한 후
[대칭 선] 을 클릭하시고 가장왼쪽에 있는 직선을 클릭하고 ‘적용’ 시켜주면 됩니다.돌출시킬 이 부분 이외의
불필요한 선들을 모두 없애주었습니다.
없애주지않으면 돌출시켰을때 이부분만 딱 돌출시키기가 어렵습니다.
역시나 아까 돌출시켜놓았던 이뿌리원 위에
이를 똑같은 두께로 돌출시킵니다.
이 끝부분을 클릭하여 모따기도 해줍니다
저는 M값 모듈크기 2 만큼 모따기를 해주었습니다.
그리고 필요하신 분들은 이뿌리원에도 M/4만큼 필렛을 넣으시면 됩니다.
저는 위 사진에서는 넣지않았습니다.
이제 이 하나로 회전시켜 30개의 이를 복사해줄 생각입니다.
상단의 ‘원형’ 기능을 이용하여
피쳐는 두가지를 선택해주셔야 합니다.
이 부분과 모따기부분!! 모따기 부분도 꼭 클릭해주셔야 회전이 됩니다.
이뿌리원도 필렛해주신 분들은 그것까지 선택해주셔야 적용이 됩니다.
회전축은 원기둥의 측면, 그러니까 옆면을 선택해줍니다
Z값, 잇수만큼 적용시키고 확인을 누릅니다.
저는 노트북으로 작업을 하니까 이런 과정에서는 렉이 좀 걸립니다,,,
몇초정도 버퍼링 끝에 아래와 같은 모양이 완성됩니다.
그럼 이제 이 모양에서 설계도의 모습대로
중간에 축 구멍을 뚫어준다던지 그림을 더 그려주시면 됩니다.
그럼 스퍼기어 완성 ^-^
어렵지 않죠?
아래쪽에 게시글 하트 눌러주시면 감사하겠습니다
[기어] 1. 스퍼기어
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이번 시간에는 기어 중에서 스퍼기어에 대해 알아보겠습니다.
0. 개요
기어 (gear), 치차 (toothed wheel) : 차례로 물리는 이(치)에 의하여 운동을 전달시키는 기계요소
특징 : 확실한 속도비, 작고 간단한 구조이지만 높은 효율로 큰 회전력 전달
휠, 기어 : 서로 맞물려서 회전하는 한 쌍의 기어 중에서 잇수가 많은 기어
피니언 (pinion) : 서로 맞물려서 회전하는 한 쌍의 기어 중에서 잇수가 적은 기어
1. 평기어 (스퍼기어)
평기어
피치원 (pitch circle) : 기어는 마찰차에 요철을 붙인 것으로,
원통 마찰차라고 가정할 때, 마찰차가 접촉하고 있는 원에 상당하는 원
원주 피치 (circular pitch) : 피치원 위에서 측정한 2개의 이웃하는 이에 대응하는 부분 간의 거리
기초원 (base circle) : 이 모양 곡선을 만들기 위한 원
이끝 원 (addendum circle) : 기어의 이 끝을 연결한 원
이뿌리 원 (tooth circle) : 기어의 이뿌리를 연결한 원
백래시 (back lash) : 한 쌍의 기어를 물렸을 때 이의 뒷면에 생기는 간격
접촉각 (angle of action) : 구동 기어의 한 개의 이가 피동 기어에 물리는 이와 접촉하여 회전한 각도
1) 모듈 m
모듈
m : 모듈
D : 피치원 직경 [mm]
Z : 잇수
a : 이끝높이, 어덴덤(addendum)
2) 원주 피치 p (미터계)
피치
3) 직경 피치 p_d (인치계)
직경 피치
4) 이끝원 지름 D_0
이끝원 지름
6) 기초원 지름 D_g
기초원 지름
압력각
α : 압력각
7) 기초원 피치 (법선 피치) p_g
기초원 피치
8) 이끝 틈새, 클리어런스 c
클리어런스
k : 클리어런스 계수
9) 이뿌리 높이 d
이뿌리 높이
10) 이높이 h
이높이
11) 속비 i
속비
12) 중심거리 C
중심거리
13) 기어의 회전력
전달 동력을 구할 때, Lewis식, Hertz식, 축작용력 중 가장 작은 값 선택
(1) Lewis(루이스)의 굽힘강도에 의한 회전력
루이스 식
f_v : 속도계수
f_w : 하중계수
σ : 허용굽힘응력
p : 원주피치
b : 치폭(이폭)
m : 모듈
y : 치형계수
Y : π를 포함한 치형계수 (=πy)
속도계수
v : 원주속도
(2) Hertz의 면압강도에 의한 회전력
Hertz 식
K : 접촉면 응력계수 (응력 수정계수)
Z_n : 잇수
(3) 축작용력 F_n
축작용력
축작용력
접선방향 하중
반경방향 하중
14) 이 간섭과 언더컷 (under cut)
이 간섭 (interference of toorh) : 두 치차의 속비가 현저히 크거나 잇수가 작을 경우,
한 쪽 치차의 이끝이 상대편 치차의 이뿌리에 닿아 회전을 방해하는 현상
언더컷 (under cut) : 이의 간섭이 일어나 이뿌리 부분이 파 먹혀 가늘게 되어 물림길이가 감소하는 현상
언더컷 방지법
이높이를 낮춘다
한계 잇수 Z_g 이상으로 한다
한계 잇수
전위기어를 만든다
압력각을 크게 한다
ref.
https://blog.naver.com/hjqad1/222293983547
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스퍼기어 이뿌리원 이끝원 P.C.D 크기 공식 깔끔 정리
모듈(M) 크기 : 2 / 이(Z)의 갯수 : 31
피치원지름 P.C.D = M x Z = Φ 62
P.C.D에서 이뿌리원까지의 거리 = P.CD – ( 1.25 x m )
즉, 이뿌리원의 크기 = P.C.D – 2 x ( 1.25 x m )
P.C.D에서 이끝원까지의 거리 = P.C.D + 1 x M
즉, 이끝원의 크기 = P.C.D + 2M
결국, 이 1개의 크기 = 2.25 X M
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