2. GEAR 측정

 

gear 측정     

GEAR에는 축(軸)과 치형(齒形)에 따라 spur gear, bevel gear, worm gear, helical gear, involute gear, cycloid gear 등이 있으며, gear 검사기에는 치형을 검사하는 치형검사기, pitch 및 편심오차(偏心誤差)를 검사하는 gear 검사기, 한 쌍의 gear를 맞물리어 검사하는 물림검사기 및 이두께를 검사하는 이두께 측정기 등이 있다. 일반적으로 involute 치형의 평치차(平齒車; spur gear)가 많이 사용되며, 측정할 각 요소는 다음 그림 및 표와 같다.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

[1] gear 측정법

(1) pitch 측정:

gear의 pitch에는 위의 그림과 같이 원주(圓周) pitch(circular pitch) p, 법선(法線) pitch(normal pitch) p_n 및 기초원(基礎圓) pitch(base circle pitch) p_b가 있으며, 이들 관계는 다음과 같다.    

 

     

      

(1-1) 원주 pitch :

그림과 같이 이끝면 또는 이뿌리면을 지지하고 인접한 pitch 점에 접촉시켜 점간의 직선거리를 측정하거나 점들이 gear의 중심에 대하여 이루는 중심각을 측정한다.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(1-2) 법선 pitch :

그림과 같이 곡선의 성질을 이용한 것으로 기초원의 법선상에 인접한 치면간의 거리를 측정한다.

 

 

 

 

 

 

 

(2) 물림검사:

(2-1) 중심거리의 변화 측정:

그림과 같이 검사 gear 을 handle H₂에 의하여 표준 gear S에 물린다. 이때 중심거리를 로 하고 handle H₁에 의하여 gear를 회전시킬 때 오차가 있으면 축간의 거리변화량 δ 이 기록장치 R에 100 ~ 250배로 확대되어 기록된다

 

 

 

 

 

 

 

 

(2-2) 회전각의 변화 측정:

그림과 같이 Z₁및 Z₂축에 지름이 Z₁, Z₂의 것과 동일한 roller R₁및 R₂를 고정하고 Z₂는 축에서 공전하도록 한다. 오차가 없다면 Z₂는 R₂와 같은 각만큼 회전할 것이고, 오차가 있다면 그 차 δ가 지침으로 지시될 것이다.

 

 

 

 

 

 

 

(2-3) 치면의 접촉상태 검사:

치면의 접촉상태에 의하여 gear의 결함 및 오차 등을 검사하는 방법으로서, 광명단(光明丹)과 같은 것을 한쪽의 치면에 바른 다음 서로 맞물리고 회전시켜서 검사한다.

 

(3) 이(齒)두께 측정:

제작된 gear를 검사하여 소정의 정밀도를 갖고 있는지를 확인하는 방법으로서, 현(弦) 이두께 측정법, 걸치기 이두께 측정법, pin에 의한 이두께 측정법 등이 있다.

(3-1) 현 이두께(chordal thickness):

임의 깊이에서 두께 T를 측정할 수 있으나 일반적으로 이론적인 pitch 원 상에서 측정하며, 측정된 현의 두께 T는 pitch 원상의 두께와 차이가 있으나 그 차는 보통 무시한다. 단 잇수가 적은 경우에는 문제가 된다.

그림에서 Z: 잇수, d_p: pitch 원 지름, d_a: 이끝원 지름, S: 이끝 높이, H: 수정된 이끝 높이, T: 현의 이두께라 하면

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

가 되며, H와 T를 측정하여 위 식에 의한 계산값과 비교검사할 수 있다.

(3-2) 걸치기 이두께 측정:

이 측정법은 바깥지름 변화에 의한 영향을 받고, 나선각이 크고 치면이 좁을 때에는 충분한 수의 이를 calipers로 물릴 수 없다. 다음 involute 치형 곡선에서 a: 기초원 반지름, r: 동경(動徑), θ: 방향각(radian), α: 압력각(radian)이라 하면

r = a/cosα

그림과 같이 3개의 이를 포함하는 걸치기 이두께 M을 측정하고, 다음 식에 의한 계산값과 비교한다. 본 그림에서는 편의상 기초원을 이뿌리원보다 작게 표시하였다. r: pitch 원 반지름, T: pitch 원상의 원주 이두께, S: 측정구간에서 이 홈의 수, α: 압력각(radian)이라 하면 다음의 관계식이 얻어 진다.  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

involute 치형 곡선

 

 

 

 

 

 

걸치기 이두께 측정