부정확한 베벨 기어 측정은 기계 응용 분야에서 성능 저하, 조기 고장 및 비용이 많이 드는 재작업으로 이어집니다. 부정확한 치수와 기어 표준과의 편차는 소음이 나는 작동, 전력 전달 효율 감소 및 생산 라인을 중단시킬 수 있는 정렬 문제를 초래합니다.
이 기사에서는 정밀 베벨 기어 계측에 필요한 주요 치수, 따라야 할 관련 기어 표준, 그리고 측정 방법에 대해 자세히 살펴봅니다.
베벨기어의 주요 치수 및 각도
베벨 기어는 다양한 주요 치수와 각도를 특징으로 하는 복잡한 기계 구성품입니다.
A. 기본 치수의 자세한 검토
몇 가지 주요 치수는 베벨기어의 전체 기하학과 크기를 정의합니다.
- 피치 직경: 이 직경은 베벨 기어 이빨의 힐 끝에서 측정됩니다. 기어의 유효 크기를 나타내며 기어 계산 및 설계의 기본 매개변수입니다.
- 피치 콘 각도피치 콘 각도는 기어 축에 대한 피치 콘의 각도를 나타냅니다. 이 각도는 기어 톱니의 방향을 정의하고 기어가 맞물리는 피니언의 형태를 결정합니다.
- 부록 및 삭제: 어덴덤은 피치 콘 위의 기어 이빨 높이이고, 데덴덤은 그 아래의 깊이입니다. 이들은 합쳐서 총 이빨 깊이를 정의합니다. 어덴덤과 데덴덤은 일반적으로 기어 모듈에 비례하여 지정됩니다.
- 얼굴 폭: 페이스 폭은 힐에서 토까지 피치 콘 생성선을 따라 측정한 기어 이빨의 크기를 말합니다. 기어 이빨 강도와 하중 용량에 영향을 미칩니다. 페이스 폭이 넓을수록 일반적으로 토크 전달이 더 커집니다.
- 콘 거리: 콘 거리는 피치 콘의 정점에서 베벨 기어의 중간면까지의 길이를 나타냅니다. 조립 중에 기어를 맞물리는 피니언에 대해 위치시키는 데 중요한 치수입니다.
- 정점 거리: 정점 거리는 기어 축에서 피치 콘 정점까지의 오프셋을 측정합니다. 기어 사이의 이론적 메시 지점을 찾는 데 도움이 됩니다.
B. 필수 베벨기어 각도
선형 치수 외에도 베벨 기어의 기하학을 정의하는 데에는 여러 각도가 중요합니다.
- 얼굴 각도: 페이스 콘 모선과 기어 축 사이의 각도. 회전 축에 대한 기어 이빨의 바깥쪽 끝의 각도를 결정합니다.
- 모서리 각도: 외부 원뿔 모선과 기어 축 사이에서 측정된 모서리 각도는 정점에 가장 가까운 이빨의 내부 끝의 경사를 정의합니다.
- 부록 각도: 이는 부록의 각도적 등가물로, 면 각도에서 바깥쪽 가장자리까지의 각도로 이빨 높이를 정의합니다.
- 데덴덤 각도: 그에 따라, 데덴덤 각도는 피치 선에서 치아 뿌리까지의 각도 치아 깊이를 측정합니다.
C. 백래시
백래시는 두 개의 맞물리는 기어의 이빨 사이의 간극 또는 유격을 말합니다. 윤활, 제조 공차 및 열 팽창을 수용하기 위해 약간의 백래시가 필요합니다. 그러나 과도한 백래시는 소음, 진동 및 부정확한 위치 지정을 일으킬 수 있습니다. 백래시는 일반적으로 전용 도구를 사용하거나 기어를 고정한 상태에서 각도 유격을 평가하여 맞물림의 가장 단단한 지점에서 측정합니다.
D. 모듈
기어의 모듈은 이빨 크기를 나타내는 표준화된 단위입니다. 피치 직경과 이빨 수의 비율로 정의됩니다. 베벨 기어에서 모듈은 일반적으로 제조 목적으로 힐 엔드에 지정됩니다. 더 큰 모듈 번호는 더 크고 거친 이빨에 해당하고, 더 미세한 피치 기어는 더 작은 모듈을 갖습니다.
베벨 기어 측정 단계
1단계: 필요한 도구 및 장비 수집
베벨 기어를 정확하게 측정하려면 다음과 같은 도구가 필요합니다.
- 치아 두께, 깊이, 피치 직경을 측정하기 위한 버니어 캘리퍼 또는 마이크로미터
- 피치 및 루트 각도를 측정하기 위한 베벨 각도기
- 특정 깊이에서 이빨 두께를 측정하기 위한 기어 이빨 버니어 캘리퍼스
- 기어 런아웃 및 장착 거리 확인을 위한 표면 플레이트 및 높이 게이지
2단계: 피치 직경 측정
피치 직경을 측정하려면:
- 베벨기어의 뒷면을 아래로 향하게 하여 표면판 위에 놓습니다.
- 높이 게이지를 표면 판에 수직으로 놓고 측정 팁을 기어 이빨 측면의 피치 선에 맞춥니다.
- 이 위치에서 높이 게이지를 0으로 맞춥니다.
- 기어를 180도 회전시키고 반대쪽 이빨 측면의 해당 피치선에서 높이를 측정합니다.
- 피치 직경은 두 개의 높이 측정값을 더하여 계산됩니다.
기어 주변의 여러 이빨에 이 과정을 반복하여 일관성을 유지하고 잠재적인 흔들림 문제를 점검합니다.
3단계: 치아 두께 측정
치아 두께를 측정하려면:
- 피치 라인에 위치한 기어 이빨 버니어 캘리퍼를 사용합니다.
- 치아의 윤곽을 손상시키지 않도록 주의하면서 피치선에서 치아의 두께를 측정합니다.
- 기어 주변의 여러 이빨에 대해 이 측정을 반복하고 변화가 있는지 확인합니다.
또는 표준 버니어 캘리퍼나 마이크로미터를 사용하여 치아 바닥의 현 두께를 측정할 수 있습니다.
4단계: 압력 및 루트 각도 측정
이 각도를 측정하려면:
- 기어의 피치 원뿔에 베벨 각도기를 놓고 모서리를 톱니 측면에 맞춥니다.
- 이빨 모양과 접하는 지점에서 각도기 눈금에서 직접 압력각을 읽습니다.
- 뿌리 각도를 측정하려면 각도기를 치아의 뿌리 선에 맞춰 다시 배치하세요.
측정된 각도가 지정된 기어 설계 매개변수와 일치하는지 확인합니다.
5단계: 기어 런아웃 검사
기어 런아웃은 기어가 축을 중심으로 회전할 때 기어 지오메트리의 변화를 말합니다. 런아웃을 확인하려면:
- V 블록으로 지지되는 정반이나 축에 베벨기어를 장착합니다.
- 다이얼 인디케이터의 탐침이 기어의 바깥쪽 직경 근처 뒷면에 닿도록 배치합니다.
- 기어를 천천히 돌리면서 다이얼의 전체 지표 판독값(TIR)을 기록하세요.
- 측정된 TIR을 런아웃 허용오차에 맞게 지정된 값과 비교합니다.
기어 앞면과 피치 직경에서 이 과정을 반복하여 기어 런아웃을 완전히 평가합니다.
6단계: 장착 거리 확인
장착 거리는 베벨 기어의 축 방향 위치와 맞물리는 기어의 상대적인 위치입니다. 장착 거리를 확인하려면:
- 베벨기어를 앞면을 아래로 향하게 하여 표면판 위에 놓습니다.
- 높이 게이지를 사용하여 지정된 장착 거리 반경에서 표면 판부터 기어의 뒷면까지의 거리를 측정합니다.
- 이 측정값을 기어의 설계된 장착 거리와 비교해보세요.
다양한 베벨기어 유형에 대한 특정 고려 사항
A. 스트레이트 베벨 기어
직선 베벨 기어는 곧고 원뿔 모양의 이빨을 특징으로 합니다. 직선 베벨 기어를 측정할 때는 다음 매개변수에 주의하세요.
- 피치 직경: 백 콘 거리에서 피치 직경을 측정합니다. 이것은 기어가 맞물리는 피니언과 맞물리는 곳입니다. 정확한 측정을 위해 버니어 캘리퍼나 마이크로미터를 사용합니다.
- 이 두께: 정상 단면에서 이 두께를 확인합니다. 이는 표준 피치 원에서 측정합니다. 이 측정에는 기어 이 버니어가 선호되는 도구입니다.
- 백 콘 거리: 이것은 콘 중심에서 기어의 뒷면까지의 거리입니다. 기어 정렬에 영향을 미치는 중요한 치수입니다. 깊이 마이크로미터나 좌표 측정기(CMM)를 사용하여 측정합니다.
- 페이스 각도: 피치 콘과 기어의 뒷면이 이루는 각도가 페이스 각도입니다. 이는 베벨 각도기나 CMM으로 측정할 수 있습니다. 지정된 설계 각도와 일치하는지 확인합니다.
B. 스파이럴 베벨 기어
스파이럴 베벨 기어는 원뿔 표면을 가로지르는 대각선을 따라 위치한 곡선 이빨을 가지고 있습니다. 스파이럴 베벨 기어를 확인해야 하는 주요 치수는 다음과 같습니다.
- 평균 나선 각도: 이는 이빨 트레이스와 이빨 트레이스의 중앙을 통과하는 피치 콘의 요소 사이의 각도입니다. 평균 콘 거리에서 측정합니다. 신뢰할 수 있는 측정을 위해 분할 헤드가 장착된 나선 베벨 기어 테스트 기계를 사용하십시오.
- 압력각: 나선형 베벨 기어의 압력각은 평균점에서 측정됩니다. 이는 치아 표면에 수직인 선과 피치 표면에 접하는 평면 사이의 각도로 정의됩니다. 압력각을 정확하게 평가하려면 기어 측정 기계에 특수 공구가 필요합니다.
- 피치 정점에서 크라운까지: 이것은 피치 정점과 크라운 기어 사이의 축 평면 거리입니다. 크라운 기어는 두 개의 맞물리는 나선형 베벨 기어 중 더 큰 기어입니다. 깊이 마이크로미터를 사용하여 직접 측정할 수 있습니다.
C. 하이포이드 및 제롤 베벨 기어
하이포이드 및 제롤 베벨 기어는 특수한 유형의 스파이럴 베벨 기어입니다. 하이포이드 기어는 피니언과 기어 축 사이에 오프셋이 있는 반면, 제롤 기어는 오프셋이 0입니다. 이러한 기어 유형을 측정할 때는 다음에 초점을 맞춥니다.
- 피치 정점에서 크라운까지: 나선형 베벨 기어와 유사하게 이 치수는 적절한 조립 및 작동에 중요합니다. 깊이 게이지를 사용하여 이빨의 힐 끝에서 피치 정점까지의 거리를 측정합니다.
- 오프셋: 하이포이드 기어의 경우 피니언 축은 기어 축 위나 아래로 오프셋됩니다. 이 오프셋은 치아 접촉에 영향을 미치므로 신중하게 제어해야 합니다. 기어와 피니언의 작동 위치를 시뮬레이션하는 하이포이드 기어 테스트 기계로 측정할 수 있습니다.
- 나선 각도: 하이포이드 기어와 제롤 기어는 모두 나선형으로 휘어진 이빨을 가지고 있습니다. 나선 각도는 이러한 기어 유형의 평균 지점에서 정의됩니다. 나선 베벨 기어와 마찬가지로, 분할 헤드가 있는 나선 베벨 기어 테스터를 사용하여 이 매개변수를 측정합니다.
