🔩스퍼기어 그리는 공식과 의미 정리 #YouTube 영상 정리 #

#0. 스퍼기어의 의미?

스퍼기어(Spur Gear)는 기계공학에서 매우 중요한 요소로, 주로 회전 운동을 전달하거나 속도를 변환하는 데 사용됩니다. 스퍼기어는 치형이 평평하고 서로 평행한 축 사이에서 동작하기 때문에 설계와 제작이 비교적 간단합니다. 이번 글에서는 스퍼기어의 2D 도면을 그리는 방법에 대해 자세히 설명하겠습니다.

#1. 스퍼기어의 기본 요소

스퍼기어를 설계할 때 필요한 기본 요소는 다음과 같습니다:

• 피치 원(Pitch Circle): 기어의 이가 이론적으로 접촉하는 원.
• 압력각(Pressure Angle): 두 기어가 접촉하는 점에서 힘의 방향.
• 모듈(Module): 기어의 크기를 나타내는 값으로, 피치 원 지름을 이의 수로 나눈 값.
• 이의 수(Number of Teeth): 기어에 있는 이의 개수.
• 외경(Addendum Circle): 기어의 이가 끝나는 지름.
• 내경(Dedendum Circle): 기어의 이가 시작되는 지름.
• 기초 원(Base Circle): 기어의 이의 설계에 사용되는 원.
• 이의 두께(Teeth Thickness): 피치 원 둘레에서 측정한 이의 두께.

#2. 기어의 주요 공식

피치 원 지름 (Pitch Circle Diameter)

d=m×zd = m \times zd=m×z 여기서 ddd는 피치 원 지름, mmm은 모듈, zzz는 이의 수입니다.

외경 (Outside Diameter)

da=m×(z+2)d_a = m \times (z + 2)da​=m×(z+2) 여기서 dad_ada​는 외경입니다.

내경 (Root Diameter)

df=m×(z−2.5)d_f = m \times (z - 2.5)df​=m×(z−2.5) 여기서 dfd_fdf​는 내경입니다.

기초 원 지름 (Base Circle Diameter)

db=d×cos⁡(ϕ)d_b = d \times \cos(\phi)db​=d×cos(ϕ) 여기서 dbd_bdb​는 기초 원 지름, ϕ\phiϕ는 압력각입니다.

#3. 스퍼기어의 2D 도면 그리기

Step 1: 피치 원 그리기

먼저, 피치 원을 그립니다. 피치 원은 기어 설계의 기준이 되는 원입니다.

Step 2: 외경과 내경 그리기

피치 원을 기준으로 외경과 내경을 그립니다. 외경은 피치 원보다 크고, 내경은 피치 원보다 작습니다.

Step 3: 기초 원 그리기

기초 원은 피치 원과 압력각을 이용해 그립니다.

Step 4: 이의 형태 그리기

기초 원에서 시작하여 외경까지 이의 형태를 그립니다. 이의 형태는 인벌루트 곡선을 따릅니다.

Step 5: 이의 두께 및 간격 그리기

이의 두께는 피치 원 둘레에서 측정하고, 이의 간격은 동일하게 유지합니다.

#4. 예제 도면 그리기

예제 값:

• 모듈 (m) = 2 mm
• 이의 수 (z) = 20
• 압력각 (φ) = 20°

예제 계산:

1. 피치 원 지름: d=2×20=40 mmd = 2 \times 20 = 40 \text{ mm}d=2×20=40 mm
2. 외경: da=2×(20+2)=44 mmd_a = 2 \times (20 + 2) = 44 \text{ mm}da​=2×(20+2)=44 mm
3. 내경: df=2×(20−2.5)=35 mmd_f = 2 \times (20 - 2.5) = 35 \text{ mm}df​=2×(20−2.5)=35 mm
4. 기초 원 지름: db=40×cos⁡(20∘)≈37.6 mmd_b = 40 \times \cos(20^\circ) \approx 37.6 \text{ mm}db​=40×cos(20∘)≈37.6 mm

이 계산된 값을 사용하여 기어를 그리면 다음과 같습니다:

1. 피치 원 (지름 40 mm) 그리기.
2. 외경 (지름 44 mm) 그리기.
3. 내경 (지름 35 mm) 그리기.
4. 기초 원 (지름 37.6 mm) 그리기.
5. 기초 원에서 시작하여 외경까지 인벌루트 곡선으로 이의 형태를 그리기.
6. 이의 두께와 간격을 일정하게 유지하면서 나머지 이를 반복하여 그리기.

#5. 결론

스퍼기어의 설계는 기계 부품의 효율성과 정확성에 중요한 역할을 합니다. 기본적인 기어 요소와 공식을 이해하고 적용함으로써 스퍼기어의 2D 도면을 정확하게 그릴 수 있습니다. 이 글에서는 스퍼기어의 기본 요소, 주요 공식, 그리고 도면 그리는 절차를 예제와 함께 설명했습니다. 기어 설계에 필요한 기초 지식을 통해 기계 설계를 더욱 효율적으로 할 수 있기를 바랍니다.

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