기어 이의 줄이 축에 평행하고 평행한 두 축 사이에 회전운동을 전달하는 기어는?
- 웜 기어
- 크라운 기어
- 스퍼 기어
- 베벨 기어
정답과 해설 보기
정답 ③ · 문항은 축이 평행한 두 축 사이에서 회전운동을 전달하는 기어 유형을 묻고 있다. 기어 이가 축에 평행하고 평행 축 간 동력 전달에 쓰이는 것은 스퍼 기어(평기어)이므로 정답이다.
기어 이가 축에 평행하고 평행한 축 간 동력 전달에 쓰이는 것은 스퍼 기어이다.
개념 한 쪽
승강기기사 기어 — 기어 종류와 치수 계산
기어는 회전운동을 전달하거나 회전운동을 다른 운동으로 변환하는 기계 요소이다. 기어의 종류는 축의 상대 위치와 이의 형상에 따라 구분되며, 각 종류별로 사용 조건과 치수 산정 공식이 다르다. 기어의 기본 치수는 모듈과 잇수로 결정되며, 바깥지름과 중심거리 계산에서 모듈과 비틀림 각의 변환이 필요할 수 있다.
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시험에 이렇게 나온다
출제기준 단원 「기어」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 축관계로 기어 종류 식별 | 1 | 축의 상대 위치에 따라 알맞은 기어를 고르는 능력을 묻는다 |
| 헬리컬 기어 지름 계산 | 1 | 법선모듈을 접선모듈으로 변환해 바깥지름을 계산하는 절차를 묻는다 |
| 표준 평기어 치수 계산 | 1 | 모듈과 잇수로 바깥지름을 산정하는 공식을 적용하는지를 묻는다 |
뜻
기어 종류는 축의 상대 위치에 따라 평행축용, 교차축용, 수직교차축용 등으로 분류한다. 평행축 사이의 동력 전달에 주로 쓰이는 것은 스퍼 기어와 헬리컬 기어이며, 스퍼 기어는 이가 축에 평행하게 배치되는 기본형 기어임을 인식한다. 교차하는 축에는 베벨 기어를 사용하고, 직교하는 축이나 나사형 전달이 필요한 경우 웜 기어를 고려한다.
운동 변환 기능을 갖는 기어도 존재한다. 래크와 피니언의 조합은 회전운동을 직선운동으로 변환하는 대표적 장치임을 기억한다. 운동의 성격을 물어보는 문제는 평행축용과 운동 변환용을 먼저 대비하여 선지 소거를 수행한다.
기어의 치수는 모듈과 잇수의 관계로 결정된다. 표준 평기어의 바깥지름은 모듈에 잇수에 2를 더한 값을 곱하여 구한다는 공식을 사용한다. 헬리컬 기어의 치수 계산에서는 법선모듈과 접선모듈의 관계를 고려하여 비틀림 각의 코사인으로 변환하는 과정이 필요하다.
헬리컬 기어의 중심거리와 바깥지름 공식은 비틀림 각의 코사인을 포함하므로 계산시 모듈의 종류(법선모듈 또는 접선모듈)를 정확히 판별해야 한다. 기어 설계에서 언더컷 등 결함은 잇수와 잇수비의 조합으로 발생할 수 있으므로 이수와 기어비 관계를 확인하는 것이 중요하다.
예제
(추가 예시를 하나 더 제시하지 않고 대표 계산을 앞서 두 예로 정리한다)
대표 기출 3문항
비틀림 각이 30° 인 헬리컬 기어에서 잇수가 50, 치직각모듈이 4일 때 바깥지름은 약 몇 mm 인가?
- 204
- 239
- 208
- 243
정답과 해설 보기
정답 ② · 문항은 헬리컬 기어의 바깥지름 계산에서 법선모듈과 비틀림 각 변환을 포함한 공식을 적용하는 문제이다. 접선모듈은 mn/cosβ로 변환하고 바깥지름 da = (mn/cosβ)·z + 2mn 공식을 적용하면 주어진 수치로 계산한 결과가 선택지 중 약 239mm에 해당하므로 정답이다.
헬리컬 기어의 바깥지름은 da = m_t * z + 2m_n 공식을 사용하며, 법선모듈과 비틀림 각을 변환해야 한다.
모듈이 5, 압력각은 15°잇수가 19개인 표준평 기어의 바깥 지름은 약mm 인가?
- 52.5
- 54.35
- 105
- 108.70
정답과 해설 보기
정답 ③ · 표준 평기어의 바깥 지름(Outer Diameter)은 '모듈 × (잇수 + 2)' 공식으로 계산됩니다. 주어진 모듈(m)이 5, 잇수(z)가 19개이므로, Do = 5 × (19 + 2) = 5 × 21 = 105mm가 됩니다.
표준 평기어의 바깥 지름은 모듈에 (잇수+2)를 곱한 값으로, 5×(19+2)=105mm가 된다.
자주 묻는 물음
- 평행한 축을 연결하는 기어는 무엇인가?
- 평행한 축 사이의 회전 전달에는 스퍼 기어와 헬리컬 기어가 주로 사용된다고 답한다.
- 표준 평기어의 바깥지름은 어떻게 계산하나?
- 표준 평기어 바깥지름은 모듈에 잇수에 2를 더한 값을 곱하는 공식으로 계산한다고 답한다.
- 헬리컬 기어 바깥지름을 구할 때 주의할 점은 무엇인가?
- 법선모듈을 접선모듈로 변환할 때 비틀림각의 코사인으로 나누는 과정을 포함해야 하고, 모듈의 종류를 혼동하면 계산이 틀린다고 답한다.
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