전산응용기계제도기능사 기어 — 모듈과 중심거리 계산

모듈은 피치원 지름을 잇수로 나눈 값이다. 피치원 지름 600mm, 모듈 10인 기어의 잇수는 600 ÷ 10 = 60이고, 모듈 2인 기어에 맞물린 피니언의 피치원 지름이 38mm라면 잇수는 38 ÷ 2 = 19다. 모듈과 피치원 지름, 잇수 가운데 둘을 알면 나머지 하나를 구할 수 있다.

스퍼기어의 바깥지름이 주어졌을 때 모듈은 바깥지름을 잇수보다 2만큼 큰 수로 나누어 구한다. 바깥지름 126mm, 잇수 40인 기어라면 126 ÷ (40 + 2) = 3으로 모듈이 3이다. 잇수에 2를 더하는 것을 잊으면 모듈 계산이 어긋난다.

한 쌍의 평기어 중심거리는 모듈에 두 기어 잇수의 합을 곱한 뒤 2로 나누어 구한다. 두 피치원 지름의 합을 2로 나눈 값과 같다. 모듈 3에 잇수 30과 60이면 3 × (30 + 60) ÷ 2 = 135mm이고, 모듈 4에 잇수 75와 150이면 4 × (75 + 150) ÷ 2 = 450mm다.

헬리컬 기어의 피치원 지름은 비틀림각을 보정해 구한다. 잇수와 모듈을 곱한 값을 비틀림각의 코사인으로 나눈다. 모듈 4, 잇수 72, 비틀림각 30도라면 4 × 72 ÷ cos30도를 계산해 약 332.56mm가 된다. 평기어처럼 잇수와 모듈만 곱하지 말고 비틀림각의 코사인으로 나누어야 한다.

이끝 높이는 피치점에서 이끝까지 반지름 방향으로 잰 거리다. 이끝원은 기어에서 위치를 나타내는 원의 이름이고, 이끝 틈새는 이가 물리지 않고 남는 여유 공간이므로 거리 개념과 다르다. 피치원을 기준으로 바깥쪽 거리는 이끝 높이, 안쪽 거리는 이뿌리 높이로 구분한다.

축이 놓인 방향에 따라 쓰는 기어가 달라진다. 두 축이 직각으로 만날 때 동력을 전달하는 기어는 베벨기어다. 두 축이 나란하지도 교차하지도 않는 비평면 기어는 하이포이드 기어로, 베벨기어의 변형이다. 축이 평행할 때는 스퍼기어나 헬리컬 기어를 쓴다.