기어

기어(Gear)는 회전 운동을 전달하고, 회전 속도나 방향, 토크를 변화시키는 데 사용되는 기계 요소입니다. 일반적으로 톱니바퀴라고도 불리며, 맞물려 회전하는 두 개 이상의 톱니바퀴 쌍으로 구성됩니다.

원리 및 작동

기어는 톱니가 맞물려 회전하면서 운동을 전달합니다. 작은 기어가 큰 기어를 돌리면 회전 속도는 감소하지만 토크는 증가하며, 반대로 큰 기어가 작은 기어를 돌리면 회전 속도는 증가하지만 토크는 감소합니다. 이러한 원리를 이용하여 다양한 기계 장치에서 필요한 운동 특성을 얻을 수 있습니다.

종류

기어는 톱니의 모양, 축의 방향, 사용 목적 등에 따라 다양한 종류로 분류됩니다. 주요 기어 종류는 다음과 같습니다.

• 평기어 (Spur Gear): 톱니가 축과 평행하게 배열된 가장 기본적인 형태의 기어입니다. 구조가 간단하고 제작이 용이하여 다양한 용도로 사용됩니다.
• 헬리컬 기어 (Helical Gear): 톱니가 축에 대해 비스듬하게 배열된 기어입니다. 평기어보다 소음이 적고 높은 하중을 전달할 수 있습니다.
• 베벨 기어 (Bevel Gear): 축이 교차하는 두 축 사이에 동력을 전달하는 데 사용되는 기어입니다. 톱니가 원뿔 모양으로 깎여 있습니다.
• 웜 기어 (Worm Gear): 웜과 웜 휠로 구성되며, 큰 감속비를 얻을 수 있는 기어입니다. 주로 자동화 장비나 정밀 기계에 사용됩니다.
• 랙 앤 피니언 기어 (Rack and Pinion Gear): 회전 운동을 직선 운동으로 변환하거나 그 반대로 변환하는 데 사용되는 기어입니다. 자동차의 조향 장치 등에 사용됩니다.

활용 분야

기어는 자동차, 항공기, 산업 기계, 시계, 장난감 등 다양한 분야에서 널리 사용됩니다. 각 분야에서 요구하는 성능과 특성에 따라 적절한 종류의 기어가 선택되어 사용됩니다.

기어 설계 고려 사항

기어의 설계 시에는 전달하려는 동력의 크기, 회전 속도, 소음, 수명, 윤활 방식 등을 고려해야 합니다. 적절한 재료 선정과 정밀한 가공 기술 또한 중요한 요소입니다.