하드웨어

기어의 종류 1 - 평행축 기어

평행축 기어의 종류와 특징을 알아보세요.

권민재

기어의 종류에 대해 알아보겠습니다.

기어란?

회전축에 회전력이나, 동력을 전달하기 위한 톱니바퀴 모양을 한 기계적 요소입니다.
크게 종류는 아래와 같이 나눌 수 있습니다.

분류

기어종류

평행축

평기어, 헬리컬기어, 더블헬리컬기어, 내접기어, 랙 & 피니언 기어

교차축

직선 베벨기어, 스파이럴 베벨기어, 제로올 기어, 마이터기어

엇갈림축

웜 & 웜휠기어, 하이포이드기어, 스크류기어

특수기어

유성기어, 하모닉드라이브, 사이클로이드기어

이 중 평행축에 해당하는 기어들에 대해 알아보겠습니다.

평기어

해당 구조에서 기어의 이의 방향이 축에 평행하게 직선으로 이루어진 기어

평기어 구조도
평기어 구조도

평기어의 특징으로는 가공이 쉽고, 구조가 단순하여 효율이 높으며, 설계 시 자유도가 크다는 장점이 있습니다.
하지만 기어간의 구조적으로 닿는 면적이 적어 큰 토크가 필요한 경우에 사용하지 못하는 경우가 있습니다.

헬리컬기어

헬리컬기어 구조도
헬리컬기어 구조도

헬리컬기어는 기존 평기어 구조에서 접촉면적을 넓히기 위해 이을 대각선으로 하였습니다. 이를 통해 더 높은 토크를 전달할 수 있게 되었습니다.
또 추가적으로 이가 한번에 닿는것이 아닌 점점 맞물리는 구조로 구동이 부드럽고 조용해졌습니다.
하지만, 가공비용이 증가하고 축방향으로 밀리는 추력이 발생하여 비틀림 현상이 생기는 문제들이 발생하였습니다.

더블 헬리컬기어 / 헤링본기어

더블헬리컬기어 구조도
더블헬리컬기어 구조도
헤링본기어 구조도
헤링본기어 구조도

더블헬리컬기어와 헤링본기어 모두 축방향의 추력, Thrust를 상쇄하기위해 양방향으로 설계한 구조입니다.
더블헬리컬기어는 중간에 공간을 두어 제조공정에서의 가공편의성과, 비용절감을 얻었고, 헤링본기어는 공간적 이득을 얻게 되었습니다.

내접기어

내접기어 구조도
내접기어 구조도

이제 다른 평행축 기어를 보도록하겠습니다, 내접기어는 이가 외부가 아닌 내부에 만들어서 동작하는 기어입니다.
구조는 안쪽의 피니언기어와, 외곽에 위치한 링기어로 구성되어있습니다.

피니언이라는 단어의 유래는 라틴어 'pinna(깃털)'에서 파생된 고대 프랑스어 단어인 "pignon"에서 유래되었습니다.
작은기어다 정도로 이해하시면 됩니다!

내접기어의 특징은 공간을 작게 차지하고, 회전방향이 바뀌지않고 같은 방향으로 회전합니다.
감속기, 펌프등에 많이 사용되며 추후 서술할 유성기어의 바깥부분에 적용되어 있는 구조입니다.

랙 & 피니언 기어

랙 & 피니언 기어 구조도
랙 & 피니언 기어 구조도

랙 & 피니언 기어는 랙기어와 이전에 서술한 피니언기어가 합쳐진 구조입니다.
다른 평행축 기어들과 다르게 회전력을 직선운동으로 전환해주는 기어입니다.

슬라이더, 자동차 조향등에 사용되며, 평기어구조를 띄고있기때문에 후에 토크가 부족해지는경우 헬리컬, 헤링본 구조를 띄는 경우도 있습니다.