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기요설 흐허헝 해설 페이지

기요설 흐허헝

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    기요설 흐허헝

    기어란

    이에 의하여 운동을 전달하는 기계요소

    두축사이의 축간 중심거리가 비교적 짧고 정확한 속도비와 큰 회전력을 전달할때 사용된다.

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    1. 잇수가 많은 기어

    2. 잇수가 적은 기어

    3. 구동기어

    4. 피동기어

    1. 큰기어 또는 기어

    2. 피니언

    3. 구동측으로부터 운동을 전달하는 쪽

    4. 구동기어에의해 운동을 전달받는 쪽

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    기어 크기에 의한 분류

    1. 극대형 기어 : 1000mm

    2. 대형 기어 : 250~1000mm

    3. 중형 기어 : 40~250mm

    4. 소형 기어 : 10~40mm

    5. 극소형 기어 : 10mm이하

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    두축이 평행한 기어

    1. 스퍼기어 : 이끝이 직선이며 축에 평행한 원통기어(충격하중 받음)

    2. 헬리컬기어 : 헬리컬선을 가지고 평행한 두축사이에 회전운동 전달(축방향 하중)

    3. 더블헬리컬기어 : 나선형으로된 기어를 조합한 것으로 평행한 두축사이에 운동전달(축방향하중x)

    4. 랙과 피니언 : 랙은 운동기어의 피치원 반지름을 무한대로한것

    5. 내접기어 : 원통 또는 원추 안쪽에 이가 만들어져있는 기어

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    두축이 교차하는 기어

    1. 베벨기어 : 교차하는 두축간에 운동을 전달하는 원추형 기어

    2. 앵귤러 베벨기어 : 직각이 아닌 두축간에 운동을 전달하는 베벨기어

    3. 스파이럴 베벨기어 : 기어와 물리는 크라운기어의 이끝이 곡선으로된 베벨기어

    4. 제롤 베벨기어 : 나선각이 0인 한 쌍의 스파이럴 베벨기어

    5. 크라운기어 : 피치면이 평면인 베벨기어

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    두축이 평행하지도 교차하지도 않는 기어

    1. 나사기어 : 헬리컬기어의 한쌍을 스큐축 사이의 운동전달에 이용한것

    2. 웜기어 : 웜과 웜휠에의한 기어로써 선접촉하며 축간에 직각인기어

    3. 장고형웜기어 : 장고형웜과 기어가 물리는 웜기어장치

    4. 하이포이드기어 : 스큐축 간에 운동을 전달하는 원추형기어(두축교차x)

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    치형절삭 방법에 의한 분류

    1. 성형기어 : 성형치절법으로 가공한 기어로서 밀링머신에서 가공한 조합기어

    2. 창성기어 : 호브나 커터등의 공구를 이용하여 기어전용기계에서 가공

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    기어의 각부 명칭

    1. 피치원 : 기어의 중심점과 피치점과의 거리를 반지름으로하는 가상의원

    2. 기초원 : 인벌류트치형 작도 시 기초가되는원

    3. 이끝원 : 피치원의 위쪽에 있는 이끝을 연결하는 원

    4. 이뿌리원 : 피치원의 아래쪽에 있는 이뿌리를 연결하는 원

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    치형곡선의 종류

    1. 인벌류트곡선

    2. 사이클로드 곡선

    3. 원호곡선

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    인벌류트 특징

    1. 기초원상에서 작도

    2. 접촉점의 궤적이 직선

    3. 중심거리가 변하면 압력각이 변하지만 속도비는 불변

    4. 압력각 일정

    5. 호환성 우수

    6. 소음 진동이 크다.

    7. 전위기어 사용 가능

    8. 가공이 쉽고 값이 싸다

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    사이클로드 특징

    1. 피치원 상에서 작도

    2. 접촉점 궤적이 원호

    3. 중심거리가 정확히 일치하지 않으면 전동 불가능

    4. 압력각이 피치점에서 0이고 피치점에서 멀어질수록 커진다.

    5. 호환성이 나쁘다.

    6. 운동이 정숙하고 소음, 진동이 적다.

    7. 전위기어 사용 불가능

    8. 가공이 어렵다.

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    이의 크기를 나타내는 것(책참고)

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    기어의 물림특성

    1. 물림률 : 물림률의 값은 압력각이 클수록, 잇수가 적을수록 작아지고 압력각이 적을수록 물림률이 증가하게된다. 잇수가 적고, 압력각이 적으면 언더컷이 발생하므로 언더컷이 생기지 않게 설계한다.

    2. 백래시 : 윤활유의 유막두께, 기어의 제작오차, 온도 및 부하에 의해 원활한 전동을 할수 없게 됨으로 이의 물림상태에서 이의 뒷면에 다소 틈새를 주는데 이 틈새를 이면의 흔들림 또는 백래시라고 한다.

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    백래시 주는 방법

    1. 중심거리를 반지름 방향의 거리만큼 크게하는 방법

    2. 기어의 이두께를 작게하는 방법

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    이의 간섭

    두기어가 맞물려 돌때 잇수가 너무 적거나 두기어의 잇수차가 현저히 클때 한쪽기어의 이뿌리를 간섭하여 회전을 방해하는 현상

    주로 인벌류트 치형 현상에서 발생함

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    이의 간섭 원인 및 방지책

    원인

    1. 압력각이 작을때

    2. 피니언 잇수가 적을때

    3. 두기어의 잇수비가 클때

    4. 유효 이높이가 클때

    방지책

    1. 압력각을 크게한다.

    2. 피니언의 이뿌리면을 파낸다.

    3. 이끝을 둥글게 가공한다.

    4. 이의 높이를 줄인다.

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    언더컷 방지법

    1. 전위기어를 사용한다.

    2. 압력각을 크게한다.

    3. 기어 잇수를 한계 잇수 이상으로한다.

    4. 이높이를 낮게 기어를 수정한다.

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    전위기어 사용목적

    1. 이의 강도를 높이기 위해 사용

    2. 축간 거리를 자유로이 변경시키고자할때 사용

    3. 기어의 언더컷 방지를 위해 사용

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    ※전위기어의 장단점※

    장점

    1. 이뿌리부분의 강도 증가

    2. 축간거리를 축소할수있다.

    3. 최대 잇수를 적게할수있다.

    4. 언더컷을 방지할수있다.

    5. 미끄럼률을 줄이고 물림률 증가

    단점

    1. 이론식이 복잡

    2. 호환성이 나쁘다.

    3. 압력각 증가로인한 베어링 하중 증대

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    스퍼기어 이두께 측정방법

    1. 현의 이두께측정

    2. 걸치기 이두께측정

    3. 오버핀법

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    ※헬리컬기어의 장단점※

    1. 고속운전이 가능

    2. 물림길이가 길어지므로 물림상태가 원할하여 저소음으로 큰동력전달


    축방향에 추력이 발생하므로 스러스트 베어링을 사용하여 축 추력을 없애고 정숙한 동력정달을 하기 위해 더블헬리컬기어를 사용

    ∙더블헬리컬기어는 운전시 축 추력이 상쇄되므로 큰정동이 가능

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    헬리컬기어의 치형 표시방법 특징

    1. 축직각방식

    2. 이직각방식

    축직각방식

    1. 기어 축에 직각인 단면을 갖는 치형

    2. 축 방향에 일정한 각도만큼 비틀린것

    3. 기어 절삭시 정밀한 기계 요구

    4. 가공이 복잡하여 일반적으로 이직각방식 사용

    이직각방식

    1. 기어의 이와 직각인 단면을 이루는 치형

    2. 가공시 절삭공구의 운동방향이 잇줄 방향

    3. 공구의 날이 가공홈에 직각이므로 치직각방식보다 효과적

    4. 호빙머신등으로 기어를 절삭할때 이직각방식사용

    5. 설계시에는 이직각모듈 사용

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    베벨기어

    1. 서로 교차하는 두축 사이에 회전운동과 동력 전달

    2. 피치면을 원추로하여 그것에 이를 붙인것

    3. 90도 동력전달과 두축의 중심교차

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    베벨기어 분류

    1. 마이터기어 : 2축이 교차각이 직각이고 잇수가 동일한 같은크기의 한쌍(큰힘전달)

    2. 직선베벨기어 : 잇줄이 원추 모선과 일치하고 직선으로 되어있는 베벨기어

    3. 헬리컬베벨기어 : 이물림을 원활하게 하기위하여 잇줄이 직선으로 되어있으나 모선에 대해 임의의 각으로 경사지게 가공된 베벨기어(스파이럴베벨기어)

    4. 곡선베벨기어 : 경사진 직선 잇줄을 곡선모양으로한 베벨기어

    5. 제롤베벨기어 : 곡선베벨기어 중 이폭의 중앙에서 비틀림각이 0 으로된 베벨기어

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    웜기어의 장단점

    장점

    1. 감속비가 1/100정도되는 큰 감속비를 얻을수있다.(감속장치, 공작기계 분할장치등에 널리쓰임)

    2. 큰 동력을 전달할수있다.

    3. 물림이 원활하여 소음과 진동이적다.

    단점

    1. 치면에 미끄럼이 커서 마찰손실이 크다.

    2. 전동효율이 낮다.

    3. 가공시에 특수공구가 필요하다.

    4. 웜휠에 축방향의 추력하중이 생긴다.

    5. 모듈, 피치각은 축직각방식, 압력각은 이직각방식이다.

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    1. 단식분할

    2. 직접분할

    1. 40/N

    2. 24의 약수

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    간접전동이란

    원동축과 종동축 사이의 축간거리가 짧을때는 기어나 마찰차사용

    축간거리가 멀때는 기어나 마찰차의 크기가 커지므로 직접접촉에 의한 동력전달은 부적당하다.

    '벨트나 로프체인'들을 감아서 간접적으로 동력을 전달하게 되는데

    이와같은 장치는 '간접 전동장치 또는 감아걸기 전동장치'라 한다.

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    벨트 종류

    1. 평벨트

    2. V벨트

    3. 체인

    4. 타이밍 벨트

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    진동 방법 분류

    1. 직접전동

    2. 간접전동

    직접전동

    1. 구름 접촉 : 마찰차, 롤러 등

    2. 미끄럼 접촉 : 기어, 캠 등

    간접전동

    1. 감아걸기 매개체 : 벨트, 체인, 로프 등

    2. 유체탄성 매개체 : 스프링, 수압기 등

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    평벨트

    1. 벨트와 풀리 접촉면의 마찰에 의하여 동력을 전달한다.

    2. 고무를 이용하기 때문에 미끄럼이 있어 벨트가 벗겨질수도 있다.

    3. 기어와 같이 정확한 회전비를 얻을수있다.

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    벨트를 거는 방법

    1. 바로걸기 : 두벨트 풀리가 같은 방향으로 회전

    2. 엇걸기

    -두벨트 풀리가 반대 방향으로 회전 (180도 이상 접촉, 접촉면이 커서 동력전달이 크다.)

    -접촉각이 커서 동력전달이 크지만 벨트가 비틀거리고 서로 접촉하여 마멸되기 쉽다.

    -비틀거리는 정도를 작게하기 위하여 축간거리를 벨트의 20배이상이 되도록하고 폭은 가급적 작게 설계한다.

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    벨트에 장력을 가하는 방법

    1. 원동축과 종동축 벨트 풀리의 지름차가 크거나 축간거리가 가까운 경우에는 접촉각이 작으므로 벨트의 미끄럼이 증가한다.

    2. 축간거리가 아주 길거나 고속회전할 때에는 플래핑 현상이 발생한다.

    3. 이런 현상을 없애고 일정한 장력을 유지시켜주기위해 긴장풀리를 사용한다.

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    평벨트 속도와 속도비

    평벨트의 속도와 속도비는 풀리의 지름비와 같다.(미끄럼이 없다는 가정하)

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    벨트의 강도(필기 참고)


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    평벨트 풀리의 종류와 구조

    1. 보스 : 축과 만나는 부분

    2. 림 : 벨트가 걸려있는 부분

    3. 암 : 팔

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    림(rim)

    1. 일반적으로 원동축 풀리는 평탄한 3형림이나 4형림을 사용

    2. 종동측 풀리는 중앙부가 높은 1형림이나 2형림사용

    3. 전동속도가 25이상을 때는 원동측 풀리도 중앙부가 높은 1형림이나 2형림 사용

    4. 1형림이나 2형림에서 중앙부를 높게하는 것은 미끄럼을 방지하기 위해서 사용

    5. 벨트가 풀리에서 벗겨지는 것을 방지하기위해 벨트의 방향을 적당히 안내해주는 풀리를 안내풀리라고 한다.

    ※단차 : 속도를 조절하기 위해 벨트를 여러개 단것 with like 컨베이어

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    V벨트 특징 및 장단점

    특징 : 벨트 풀리와 마찰력이 크고 접촉가이 작아서 미끄럼이 적으므로 축간 거리가 짧고 속도비가 큰 경우에 좋다.

    장점

    1. 미끄럼이 적다.

    2. 운전이 정숙하고 충격이 작다.

    3. 전동효율이 96~99%이다.

    4. 지름이 작은 풀리도 사용할수있다.

    5. 벨트가 벗겨질 염려가 없다.

    6. 비교적 작은 인장력으로 큰동력 전달가능

    단점

    1. 벨트 길이 조정 불가능

    2. 같은 방향의 회전일때만 사용가능

    3. 끊어지면 접합 불가

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    V벨트 구조

    -V벨트의 각도는 40도이나 안쪽은 압축되어 나비가 증가하므로 40도보다 작게된다.

    -V벨트 안쪽이 홈바퀴의 밑바닥쪽에 접촉하지 않도록한다.

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    V벨트의 종류

    -M, A, B, C, D, E의 6종류가 있으며 동력전달용으로는 M형을 제외한 5종류가 사용된다.(각도는 모두같고, 벨트만 커짐)

    -호칭 지름이 커질수록 34, 36, 38도를 사용

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    V벨트 호칭 번호(필기 참고)

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    타이밍벨트 특징 과 장점

    특징

    -벨트의 미끄럼을 없애기 위하여 접촉면에 이를 붙여 풀리와 맞물려 전동되는 이붙이 벨트이다.

    장점

    1. 미끄럼이나 속도변동이 거의없다.

    2. 소음이 작다.

    3. 저속 및 고속 운전이 원활하다.

    4. 풀리의 지름을 작게할수있다.

    5. 벨트가 가볍고 회전속도를 높일수있다.

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    아이들러

    벨트의 장력을 최적으로 조정하기 위해서는 축간거리를 조정하는 것 보다는 아이들러를 사용한 경우가 많다.

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    풀리 얼라이어먼트

    풀리 얼라이어먼트가 불량하면 벨트 측면이 마찰손상되거나, 극단적으로 가이드 플랜지를 타고 넘어 망가지는 경우가 있으므로 V벨트나 체인등의 폭이 좁은 것에서는 광폭이 될수도있으므로 주의해야한다.

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    로프전동과 로프풀리

    1. 상당한 먼 거리의 전동도 가능

    2. 바닥에 닿으면 마찰력이 떨어진다.

    3. 쐐기 작용을 한다.

    4. 림에 감아 걸어서 림과 로프사이의 마찰력으로 회전을 전달하는 장치로서 이 바퀴를 로프 풀리 또는 시브라고 하며 V벨트와 비슷한 전동용 기계요소이다.

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    로프전동의 장단점

    1. 큰동력의 전달에는 평벨트나 V벨트보다 유리하다.

    2. 와이어로프는 50~100m, 섬유로프는 10~40m 정도의 먼거리의 동력전달이 가능하다.

    3. 한개의 원동풀리에서 여러개의 종동풀리로 동력을 분배하는 것이 용이하다.

    4. 미끄럼이 적고 고속운전에 적합하다.

    5. 전동경로가 직선이 아닌 경우에도 사용 가능하다.

    단점

    1. 장치가 복잡하여 로프를 자유롭게 감아걸거나 벗길수없다.

    2. 조정이 어렵고 절단되었을 경우 수리가 곤란하다.

    3. 미끄럼이 적으나 전동이 불확실하다.

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    로프의 구조

    -꼰실은 왼쪽꼬임, 스트랜드는 오른쪽꼬임, 로프는 왼쪽꼬임

    -전동용 로프는 굵기가 25~50mm정도의 것을 사용

    -굵은 것을 한개 사용하는 것보다 가는 것을 여러개 사용하는 것이 좋다.

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    로프를 꼬는 방법

    -스트랜드와 로프꼬임방향이 반대인 보통꼬임과 같은 방향인 랭꼬임 2종류가있다.

    -보통 꼬임과 랭꼬임은 다시 스트랜드의 꼬는 방향에 따라

    오른나사 방향은 Z꼬임, 왼나사 방향은 S꼬임의 2가지가있다.

    보통꼬임

    1. 랭꼬임에 비하여 소선의 경사가 급하다.

    2. 접촉면적이 적고 소선의 마멸이 빠르다.

    3. 엉키어 풀리지 않아 취급이 쉽다.

    랭꼬임

    1. 꼬임의 경사가 완만하다.

    2. 접촉면적이 크고 마멸에 의한 손상이 적다.

    3. 내구성이 높고 유연성이 좋다.

    4. 엉키어 풀리기 쉬우므로 취급에 주의해야한다.


    ※로프는 45도 또는 60도의 V형 홈이 파인 로프풀리의 홈 양 경사면에 쐐기 모양으로 끼워진다.

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    로프를 거는 방법

    1. 병렬식 : '여러개의 독립된 로프'를 평행하게 연이어 거는 방식

    전동효율 - 85~90%

    2. 연속식 : '1개의 긴 로프'를 구동풀리와 종동풀리에 연속적으로 몇 번감아서 인장차를 통하여 로프의 양단을 연결하는방법

    전동효류 - 90~95%


    ※로프의 수 및 로프의 속도가 증가하면 효율이 저하되며 보통 병렬식이 많이 사용된다.

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    로프 장력 및 고정공식

    (W/2) / (cos세타/2)

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    와이어로프고정

    죔쇠, 리벳, 심블과 클램프, 링, 소켓, 클립과 심블고정고리

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