기어의 종류 (Types of gears)

C-LUBE 스퍼기어

기어의 종류와 그 쓰임에 대하여 더 알고 싶어 이렇게 글을 적습니다.

캠은 따로 다루지 않았습니다.

기어의 종류는 크게 3가지로

ⓐ 두 축이 평행한 경우 [Gear pair with parallel axes] (평행축 기어)

ⓑ 두 축이 교차하는 경우 [Gear pair with intersection axes] (교차축 기어)

ⓒ 두 축이 같은 공간에서 엇갈리는 경우 [Gear pair with non-parallel and non-intersecting axes] (엇갈림축 기어) 

로 쓰임과 활용이 달라지는데요.

평행축기어

ⓐ-1 평기어 (Spur gear)

평기어는 일반적으로 기어라는 단어를 보거나 들으면 가장 먼저 떠오르는 이미지에 해당될 것입니다. 가장 보편적이고 많이 알려져 있어 모든 분야와 모든 장비에 사용된다고 봐도 무방한 기어입니다. 이 기어는 90 º 각도로 절단된 톱니가 많기에 맞물림 및 전달에 최적화되어 있습니다. 하지만 특정 기계와 장비는 서로 다른 전력과 전달 그리고 기어운동이 미치는 효율성을 중시하기도 하여 특정 기계와 특정 장비에는 적합하지 않을 수도 있습니다.

 

ⓐ-2 헬리컬 기어 (Helical gear)

헬리컬 기어는 앞의 평기어와 유사하지만 톱니가 기어 기어 축에 대해 비스듬히 대각선으로 절단되어 나선을 형성합니다. 헬리컬 기어는 톱니의 접촉비가 더 크고 넓어 진동과 소음을 개선할 수 있습니다.  하지만 잘못된 헬리컬 기어는 정교한 설계된 스퍼기어보다도 소음이 더 크게 날 수 있습니다.  톱니 사이의 접촉 면적이 더 크기 때문에 평기어보다 하중 전달 능력이 더 높고 복잡한 제조 공정이 거치기 때문에 가격이 조금 더 높습니다.

TP610, MCNylon 스파이럴 헬리컬 기어

ⓐ-3 더블 헬리컬 기어 또는 이중 헬리컬 기어 (Double helical gear)

헤리본 기어라고도 알려진 더블 헬리컬 기어는 서로 대칭되는 두 세트의 톱니가 있어 V자 모양을 만들고 있는데요. 기어 축을 따라 작용하는 축 추력을 제거하기 위함인가 동시에 축방향의 힘을 상쇄하여 하중 분산을 하기 위함입니다. 더블 헬리컬 기어는 축 추력을 상쇄하여 베어링이 필요하지 않은 설계라고도 알려져 있습니다.

ⓐ-4 랙(Rack) & 피니언(pinion)

 기어에서 원의 지름이 무한인 기어로 치형이 직선으로 되며 회전 운동을 직선 운동으로 변형하는 데 사용됩니다. 그리고 반대 인 직선운동을 회전운동으로 바꾸는 데에도 사용되고 있습니다.

 

TP610 랙

 

교차축기어

ⓑ-1 직선 베벨 기어 (Straight bevel gear)

스퍼 베벨 기어는 교차하는 샤프트 사이에서 비스듬히 동력을 전달하도록 설계된 경사 톱니가 있는 기어를 말합니다. 회전운동의 방향을 변경하거나 속도를 조절하는 데 사용되고 있으며 특정 각도로 교차되는 또는 교차하고 있는 샤프트 사이에서 동력을 전달하도록 설계가 되었으며 일반적인 각도인 90도 이외의 값으로 설계된 기어도 있습니다.

TP610 베벨기어

ⓑ-2 크라운기어 (Crown gear)

 피치면이 평면인 기어로 평행축에서는 랙(Rack)에 해당되기도 하는데요.  직각으로 동력을 전달할 때 사용됩니다. 

 

ⓑ-3 스파이럴 베벨 기어 (Spiral bevel gear)

 나선형 치형을 가진 베벨기어는 치형 물림율리 높으므로 직선 베벨기어보다 효율, 강도, 진동 및 소음 면에서는 우수하다만 생산하기가 어렵다는 단점을 지니고 있는 기어입니다. 치형이 휘어져 있으므로 스러스트가 발생을 한다고 합니다.

 

ⓑ-4 제롤 베벨 기어 (Zerol bevel gear)

 위의 스파이럴 베벨기어의  이 폭의 중앙에서 비틀림 각이 0 º인 기어를 제롤 베벨기어라고 부릅니다. 제롤 베벨 기어는 회전력을 전달할 때 순방향과 역방향이 모두 전달 가능하도록 설계된 기어라고 합니다. 

 

TP610 기어가공 샘플

엇갈림축 기어

ⓒ-1 나사기어 (Screw gear)

헬리컬 기어를 서로 어긋난 축에 끼어서 이가 서로 물리도록 설계된 기어입니다.  기어의 두 중심축이 평행하지도 않고 교차하지도 않게 설계되어 설치가 쉬운 편에 속하며 각이나 중심거리 변화에 민감하지 않다는 것이 큰 장점으로 설계된 기어이다만 맞물리는 두 개의 기어가 점 접촉을 하고 있기 때문에 허용치 이상의 하중을 전달하게 되면 기어의 마모에 취약하다는 단점이 존재합니다. 

 

ⓒ -2  하이포이드 기어 (Hypoid gear)

 위의 나사 기어와 마찬가지로 스파이럴 베벨기어를 서로 어긋난 축에 끼워서 이가 물리도록 설계한 기어입니다. 피니언과 기어의 중심축이 교차하지도 않으면서 엇갈려 있는 것이 주 특징입니다. 각종 산업에서 조용한 동력전달 목적으로 많이 사용된다고 합니다.

 

ⓒ-3 웜기어 (Worm gear)

두 축이 만나지 않으면서 직각을 이루는 경우에 사용되는 나사기어로 수나사와 같은 형태의 기어를 웜 그리고 그 웜과 물리는 기어를 웜휠이라고 합니다. 헬리컬 기어와 비교해서 큰 감속비를 가져올 수 있다고 하지만 기어의 효율이 낮다는 단점을 제시합니다.

 

TP601 스퍼기어

이외에도 많은 종류와 이름을 가진 기어들이 많고 그리고 필요환경에 따라 변형되거나 변칙성을 가진 기어들이 설계되고는 합니다. 저희 진일텍푸라의 소재는 그런 기어들에서 나오는 소음 및 부식, 파티클 등에서는 큰 보완이 될 것입니다.

기어의 종류를 보시고 필요소재 또는 가공이 필요하신 분들은 주저 없이 010-5882-1236으로 연락 주시기를 바랍니다.

소재를 선택하시는 분들의 크나큰 고민들 그 고민을 덜어주는 사람이 되고 싶습니다.