기어의 종류와 가공법

목차

1. 기어의 개념과 종류
(1)개념
(2)종류

2. 시각자료- 기어의 종류 설명 & 그림보기
교차축 기어(gear pair with intersection axes)
엇갈림축 기어 (gear pair with non_parallel and non_intersecting axes)
평행축 기어 (gear pair with parallel axes)
표로 정리

3. 기어의 가공법

※가공방법

(1)기어 밀링 Gear Milling
(2)기어 호빙 Gear Hobbing
(3)기어 셰이핑 Gear Shaping
(4)기어 브로칭 Gear Broaching
(5)기어 쉐이빙 Gear Shaving
(6)기어 호닝 Gear Honing
(7)기어 그라인딩 Gear Grinding

본문내용

동차용 기어를 깎는데 Carbide-tipped 호브가 사용된다. Carbide-tipped
skiving 호브는 경도 HRC 63 ~65정도의 기어도 가공할 수 있다.
호브반은 특별한 동작을 할 수 있도록 할 수 있다. 표준 호브반에서 기어 이를 특수한
호브로 모따기를 할 수 있고 호브와 작업물 사이의 중심거리를 연속적으로 변화 시켜
가공함으로 크라운 형상의 치형을 가공 할 수 있다.
원하는 결과를 얻기 위해서는 기계의 여러 요소 사이의 정확한 관계가 필요하다. 호브
는 작업물 회전과 연동하여 정확하게 회전하는 것이 필요하다.
(3)기어 셰이핑Gear Shaping
호빙과 같이 세이핑은 창성공정이다. 사용되는 툴은 호빙의 웜(Worm)형 공구 대신에
피니언(Pinion)형 공구가 사용된다. 피니언 커터가 수직축을 따라 왕복하면서 기어 모
재쪽으로 원하는 깊이만큼 천천히 이송된다. 피치원이 접하게 되면, 절삭 행정만큼
커터와 모재를 회전 시킨다.
기어 세이핑은 기어생산시 아주 유용하고 정확한 방법이다. 스퍼기어와 헤리컬기어를
가공하고 내기어와 외기어를 가공할 수 있다. 그 외에도 헤링본(Herringbone)기어를
가공할 수있다. 특히 이빨 근처에 단차를 가진 부분이 있는 기어는 특히 호빙으로 가공
할 수 없으나 세이핑은 이런 기어를 가공하는데 유리하다. 생산 관점에서 보면 좁은
치폭을 가공하는데 유리하다. 세이핑 가공의 제한사항은 절삭 길이이다. 긴 축에 있는
기어는 취부하기 힘들기 때문에 가공하기 힘들고 또 다른 제약 사항은 각각의 나선각에
대하여 별도의 헬리컬 가이드가 필요하다.
(4)기어 브로칭Gear Broaching
브로칭은 키홈, 스프라인 등의 가공에 널리 사용되는 방법이다. 이 브로칭 가공도 기
어 가공에 사용 될 수 있다. 브로칭은 높은 생상성을 가진 공정이다. 가끔씩 다른 공정
으로 높은 정밀도를 얻을 수 없는 소량 생산 부품에 대하여 정밀도를 확보하기 위하여
사용된다.
브로칭은 브로치라 불리는 다수의 이빨이 가공된 공구를 당기거나 밀어서 금속을 제거
하는 가공이다. 매끈한 다듬질 면을 생성하는 빠르고 정확한 공정이다. 주로 內스퍼기
어나 內헬리컬 기어 가공에만이 사용된다. 황삭과 다듬질이 브로치 1회가공에 모두 포
함되어 있다.
브로칭은 원칙적으로 대량생산성을 요하는 부품에 사용된다.
(5)기어 쉐이빙Gear Shaving
자동차용 기어는 소음이 적고 균일한 고정도의 기어를 대량으로, 게다가 염가로 생산
하지 않으면 안된다. 그러므로 헬리컬기어 및 스퍼기어는 호브 또는 피니언형 커터로
되도록 고정밀도로 치절삭한 다음, 다듬질 가공으로서 가장 생산성이 높은 세이빙 가공
으로 더욱 정밀도를 높여 치면을 매끈하게 하고 열처리 후에는 호닝다듬질을 한다.
세이빙은 관리를 철저히 하면 연삭 다듬질에 비해 비교도 안될 정도의 짧은 시간에
아무나 쉽게 할 수 있는 작업으로, 연삭기어에 맞먹는 높은 정밀도의 기어를 싼값으로
생산할 수 있다.
호빙이나 세이빙에 의해 표준 황삭 공정을 거친 기어의 품질을 높이는 방법에는 여러
가지가 있다. 그 중 세이빙은 열처리 전에 무른 상태에서 실시된다. 이 공정은 열처리
도중에 일어나는 변형을 보상하기 위하여 변형을 예상하여 치형을 수정한다.
세이빙은 기어치면에서 소량의 금속을 제거하여 다듬질하는 공정이다. 그 목적은 인덱
스 오차, 나선각, 치형, 편심 등을 수정하는데 있다. 세이빙은 소음을 줄이고 하중전달
능력, 안전률, 운전수명 등을 증가시키는 치형 수정을 제공한다. 그림 18는 인볼류트와
리드 오차를 비교한 그래프이다.
(6)기어 호닝Gear Honing
열처리후 세이빙 가공과 거의 같은 방법으로 커터 대신에 헬리컬기어형의 호닝 툴을
이용하여 소음의 발생 원인이 되는 생산 공정 중에 생긴 흠집이나 버어(bur)를 한 개당
20~30초란 짧은 시간에 제거하는 것이다. 치면도 매끈해지나 연삭 다듬질과 달리 치형
및 리이드 오차를 개선하는 효과는 적다.
표준 호닝 공구는 Plastic Resins 과 실리콘 카바이드와 같은 abrasive graine의 혼합
재이다. 전통적으로 15~40?in 정도의 표면 다듬질은 세이빙에 의하여 가공할 수 있다.
호닝공정은 기본적으로 치형 수정이나 표면다량제거용 공정이 아니기 때문에 비열처리
기어에서 세이빙을 대체할 수는 없다. HRC 40 이하 경도에서 호닝공정을 사용하는 것은
실익이 없다. 따라서 호닝 공정은 열처리에 의해서 변형된 치형을 열처리전 세이빙된
정도까지 유지하거나 더 향상시키는데 사용된다. 그림 19은 호닝에 의해서 향상된 정도
를 보여준다.
항공기용 기어는 고속, 고하중 조건에서 운전된다. 대부분 최고의 정밀도를 얻기 위
해서 절삭, 열처리, 그라인딩을 실시한다. 그러나 그림 20과 같이 그라인딩된 기어를
호닝함으로서 더 높은 표면 정밀도를 얻을 수 있다.
(7)기어 그라인딩Gear Grinding
2개의 접시형 숫돌이 가상랙의 치면을 형성하고, 연삭 기어는 맞물림 운동을 하여
치형을 창성한다. 이 맞물림 운동은 창성원의 지름에 상당하는 원통(피치블록)과 여기에 감은 강철띠에 의해서 주어진다. 창성원에 피치원을 사용하면 작업에 필요한 여러 계산이 간단해 진다. 마아그(MAAG)연삭은 아래그림과 같이 숫돌에 각도를 주어 연삭하는 방법을 보통연산이라 하며 각도가 없으면 제로 연삭이라 한다.
표준 호닝 공구는 Plastic Resins 과 실리콘 카바이드와 같은 abrasive graine의 혼합
재이다. 전통적으로 15~40 micro in 정도의 표면 다듬질은 세이빙에 의하여 가공할 수
있다.
숫돌의 반경방향단면이 치형곡선이 되도록 툴링(tooling)하고, 이것으로 치면을 연삭
하는 방법이 성형식 기어연삭이다. 창성운동이 없으므로 창성식에 비하여 연삭
시간이 매우 짧은 잇점이 있다. 창성식에 비하여 동시연삭량이 많아서 연삭소착, 연삭
균열 등이 생기기 쉬우므로 결합도가 낮은 숫돌을 쓰는것이 바람직 하나 숫돌의 마모가
문제시 되는 고정밀도의 기어나 잇수가 많은 기어에 대해서는 연삭 조건을 다소 희생하
더라도 약간 굳은 것을 사용한다.

키워드

기어,   가공,   기어의종류,   가공법,   종류,   기어종류,   기어의 종류