기어 이의 간섭과 언더컷

정의

이의 간섭은 맞물리는 한쪽 기어의 이끝이 상대 기어의 이뿌리를 침범하는 현상이다.

간섭이 계속 진행되어 이뿌리가 깎이는 현상을 언더컷이라 한다.

핵심 키워드는 이의 간섭, 언더컷, 최소 잇수, 전위 절삭이다.

치형과 기초원

인벌루트 치형은 기초원에서 펼쳐진 직선을 굴려 만든 곡선이다.

그래서 기초원 안쪽에는 인벌루트 곡선이 존재하지 않는다.

접촉점이 기초원 안쪽으로 들어가면 간섭이 생긴다.

맞물림 접촉은 두 기초원의 공통 접선인 작용선 위에서 일어난다.

간섭에서 언더컷으로

간섭이 계속 진행되면 이뿌리 쪽 치형이 깎여 언더컷이 된다.

이뿌리가 얇아지면 굽힘 강도가 떨어진다.

맞물림 구간도 줄어 소음과 진동이 커진다.

그래서 언더컷은 가능하면 피하고, 피할 수 없을 때 전위를 준다.

최소 잇수와 압력각

간섭은 피니언 잇수가 최소 잇수보다 작을 때 발생한다.

최소 잇수는 압력각으로 정해지며, 압력각이 커질수록 작아진다.

전위 기어는 공구를 중심에서 멀리 옮겨 간섭 한계를 낮춘다.

중심거리가 정해져 있을 때도 전위로 피치원 크기를 맞춘다.

전위계수 계산

잇수가 한계보다 적을 때는 절하를 막는 전위계수를 준다.

전위계수는 잇수와 기준 압력각으로 계산한다.

잇수 10, 압력각 20도이면 x는 0.415로 양의 전위다.

이는 잇수가 작은 기어에 필요한 전위량으로 상식 범위에 드는 값이다.

헷갈리는 점

시험에서는 간섭과 언더컷을 같은 현상으로 쓰면 감점된다.

전위 방향도 헷갈리기 쉽다. 중심 쪽으로 옮기면 부전위다.

직접 풀어 보자.

정리

앞 문제의 답은 '생긴다'다. 잇수가 최소 잇수보다 작기 때문이다.

간섭의 원인은 잇수 부족이고, 대책은 잇수 증가, 압력각 증가, 이높이 감소, 치형 수정, 전위다.

언더컷 방지 조건은 최소 잇수 이상이거나 전위계수를 적용하는 것이다.

전위 기어는 언더컷 방지, 강도 향상, 중심거리 조정을 위해 쓴다.