저,고속축경 기준환산
기어 시스템에서 저속축(느린 회전축)을 고정하고 고속축(빠른 회전축)을 회전시킬 때 고속축의 회전각도는 기어비에 따라 결정되며, 고정된 저속축을 기준으로 고속축은 반대 방향으로 회전하고, 회전 각도는 기어비의 역수만큼 더 크게 돌아가는데, 이는 감속 원리(저속축이 고정된 경우 고속축이 반대 방향으로 더 많이 회전)와 관련이 있다. 구체적인 각도는 기어의 잇수(teeth) 비율, 즉 고속축 회전각 = 저속축 회전각 × (저속축 잇수 / 고속축 잇수) 공식으로 계산되지만, 저속축이 고정(0도)되면 고속축은 감속되므로 실제 회전은 제한되고, 특정 구조(예: 유성기어)에 따라 다른 양상을 보일 수 있다.
핵심 원리:
기어비(Gear Ratio): 기어비는 두 기어의 잇수 비율로, 저속축 잇수 / 고속축 잇수로 계산된다. 이 비는 고속축이 저속축에 비해 얼마나 빨리 도는지를 나타낸다.
회전 방향: 스퍼 기어(spur gear)의 경우, 맞물린 두 기어는 항상 반대 방향으로 회전한다. 고속축이 시계 방향으로 돌면 저속축은 반시계 방향으로 회전한다.
회전 각도: 저속축이 고정되어 있다면, 고속축의 회전은 기어비에 의해 감속되므로, 저속축이 돌아야 할 각도(예: 360도)만큼 고속축은 더 크게 돌아야 한다. 하지만 질문의 경우는 저속축이 '고정'이므로.
예시 시나리오 (스퍼 기어 쌍):
저속축 (A): 50개 잇수, 고정됨 (0도 회전)
고속축 (B): 10개 잇수 (기어비: 50/10 = 5)
결과: 고속축 B는 5배 더 빠르게 회전하지만, 저속축 A가 고정되어 있으므로 고속축 B는 반대 방향으로 무한히 회전할 수 있다.
구체적인 '회전각도'의 의미:
고정된 '기준' 각도에 대한 회전: 만약 특정 각도(예: 30도)만큼 회전시키고 싶다면, 고속축은 기어비에 따라 저속축의 5배 각도(150도)를 돌게 됨 (물론 저속축이 고정되지 않았을 때).
실제 적용: 감속기(Reducer)처럼 저속축이 고정(케이스 고정)된 경우, 고속축은 케이스를 기준으로 회전하며 감속됨. 예를 들어, 사이클로이드 감속기에서는 편심 롤러 베어링이 고속축 회전으로 인해 회전하는데, 이것이 내부 기어(고정)와 맞물려 감속이 일어남.
결론적으로, 저속축이 완전히 고정된 상태에서 고속축을 회전시키면, 기어비에 따라 같은 방향으로 회전 방향이 달라지며, 고속축의 회전각도는 감속을 통해 더 큰 각도로 회전하게 된다.
피치원: 원통마찰차로 가상할 때 마찰차가 접촉하고 있는 원에 상당하는 기어의 유효직경으로 모든 계산의 기초가 된 다.
원주피치: 피치원 위에서 한 이와 이웃하는 이와의 원호 길 이이다.
지름피치: 피치원 직경에 대한 기어 잇수의 비로 인치 단위 를 사용한다.
이뿌리원(이골원): 이뿌리를 지나는 원 (이의 뿌리 부분을 연결시켜 만든 원이다.)
이끝원: 이끝을 지나는 원이며 그 지름을 바깥지름이라 한 다.
기초원: 이 모양이 시작되는 곡선부를 연결하여 만든 원이 다.
이뿌리높이: 이뿌리원에서 피치원까지의 거리이다.
이두께: 피치원에서 측정한 이의 두께이다.
기어와 피니언: 맞물린 기어 중 작은 것이 피니언이고 큰 것 이 기어이다.
백래쉬: 한 기어의 이 폭에서 상대기어의 이 두께를 뺀 틈새 를 피치원 상에서 측정한 값이다.
압력각:한 쌍의 이가 맞물고 돌아갈 때 접점이 이동한 궤적을 작용 선이라 하고 이 작용선과 피치원의 공통 접선이 이루는 각 이다. 피치점에서 그 반경선과 치형의 접선이 서로 이루는 각 (기 어의 힘[이빨이 서로 미는 힘]을 전달하는 각도)이다. 즉, 작용선과 피치원의 접선과 이루는 각이다 (가장 많이 쓰이는 압력각은 20도이다.)
법선피치: 기어 잇수에 대한 기초원의 원주길이이다.
뒤틈: 한 쌍의 기어를 물리게 했을때 이(¼)면간의 간격
클리어런스: 이뿌리원에서 상대편기어의 이끝원까지의 거
리
잇면: 기어의 이가 물려서 닿는 면 피치면: 마찰차의 구름면에 이를 만들어 서로 물리도록 한 것이며 구름운동 면
총높이: 이끝높이와 이뿌리높이의 합
모듈: 피치원 지름을 잇수로 나눈 값
작용선: 한 쌍의 이가 맞물렸을 때 그 접점이 이동하는 궤적
물림률: 몇 개의 이가 동시에 물리는 가를 나타내는 수치이 다. 물림길이/법선피치로 구한다.
법선피치: 기초원의 둘레를 잇수로 나눈 값
피치각: 톱니 하나가 차지하는 각의 크기를 나타낸다. 360 도를 잇수로 나누면 피치각이 되며 이각에 해당하는 피치원 을 원주피치라 한다.
전위량: 래크공구의 기준 피치선과 기어 기준 피치원과의 거리
