스퍼기어란?(Sper gear)
- 스퍼 기어는 톱니바퀴의 가장 간단한 형태로, 원통이나 원판에 톱니가 둥글게 나열된 것이다.
이 톱니들은 서로 맞물려서 회전하면서 동력을 전달하는데, 톱날처럼 직선 모양의 톱니를 가지고 있어 맞물릴 때 쿵쿵 소리가 난다.
스퍼 기어는 간단하고 강력하지만, 너무 시끄럽고 빠르게 돌리면 고장날 수 있다. 주로 자전거나 시계같은 곳에 많이 사용된다.
스퍼 기어를 만드는 방법을 간단하게 설명하자면 다음과 같다.
먼저 원통이나 원판 모양의 재료를 준비한다. 재료는 활용할 수 있는 종류가 너무 많아서 간단하게 정리하자면 강철, 스테인리스, 플라스틱 등의 종류가 있다.
그 다음에 호빙 공구라고 하는 특수한 절삭공구를 사용하여 재료의 표면에 톱니를 절삭한다.
호빙 공구는 스퍼 기어의 치형과 같은 모양을 가지고 있으며, 재료를 회전시키면서 절삭한다.
절삭 후에는 치면을 연마하거나 열처리하여 마무리한다.
1. 스퍼기어의 장*단점
2. 스퍼기어와 다른 기어와의 차이점
1-1. 스퍼기어의 장점
- 스퍼 기어의 장점은 다음과 같다.
첫째, 생산이 용이하고 정밀도가 높다.
스퍼 기어는 치면이 축과 평행하므로 축 방향력이 발생하지 않고, 치형은 인벌류트 곡선의 일부를 사용한다.
인벌류트 곡선은 중심거리가 다소 틀려도 부드럽게 맞물리는 성질 및 제작의 용이성, 이 뿌리를 강하게 할 수 있는 등의 장점이 있다.
둘째, 강도와 내마모성이 뛰어나다.
스퍼 기어는 치형을 강화하거나 열처리하여 굽힘강도와 내마모성을 향상시킬 수 있다.
셋째, 다양한 모듈과 잇수를 선택할 수 있다.
스퍼 기어의 크기를 표시하는 단위는 모듈이라고 하며, 모듈과 잇수에 따라 스퍼 기어의 직경과 치폭이 결정된다. 스퍼 기어는 모듈 0.5부터 10까지 다양한 크기의 제품을 제공한다.
1-2. 스퍼기어의 단점
- 반면에 스퍼 기어의 단점은 다음과 같다.
첫째, 소음이 발생하기 쉽다.
스퍼 기어는 직선 모양의 톱니를 가지고 있으므로, 맞물릴 때 충격이 크고 소음이 발생한다.
소음은 스퍼 기어의 속도와 압력각에 영향을 받으며, 일반적으로 속도가 높고 압력각이 작을수록 소음이 커진다.
둘째, 고속에서 사용하기 어렵다.
스퍼 기어는 소음뿐만 아니라 진동도 발생하기 때문에 고속에서 사용하기 어렵다.
진동은 스퍼 기어의 정밀도와 백래시에 영향을 받으며, 일반적으로 정밀도가 낮고 백래시가 크면 진동이 커진다.
백래시란 두 기어가 맞물릴 때 치형 사이의 유격을 말한다.
2. 스퍼기어와 다른 기어와의 차이점
스퍼 기어와 다른 종류의 기어와의 차이점은 다음과 같다.
첫째, 헬리컬 기어는 톱니가 나선형으로 되어 있으며, 축과 평행하지 않은 방향으로 힘을 전달할 수 있다.
헬리컬 기어는 스퍼 기어보다 소음과 진동이 적지만, 축 방향력이 발생하고 생산이 복잡하다.
둘째, 베벨 기어는 원뿔형으로 되어 있으며, 교차되거나 평행하지 않은 축 사이에서 동력을 전달할 수 있다.
베벨 기어는 스퍼 기어보다 구조가 복잡하고 정밀도가 낮지만, 구부러진 축 사이에서 사용할 수 있다.
셋째, 웜 기어는 나사형으로 되어 있으며, 수직으로 교차된 축 사이에서 동력을 전달할 수 있다.
웜 기어는 스퍼 기어보다 감속비가 높고 자체제동성이 있지만, 마찰과 열 발생이 크고 효율이 낮다.
스퍼 기어는 가장 간단하고 널리 사용되는 톱니바퀴이다. 생산하기 쉽고 정밀하며 강력하지만 소음과 진동에 주의해야 한다. 다른 종류의 기어와 비교할 때 장단점이 있지만 가장 널리 사용되는 기어이기도 하다.
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