🦷 기어 강도 계산기

1. 전달 토크와 기어의 피치원 지름을 입력합니다.
2. 기어 이 폭을 입력합니다.
3. 모듈(mm)을 입력합니다.
4. 잇수를 선택하면 루이스 형상 계수가 자동으로 적용됩니다.
5. 재질의 허용 굽힘응력을 입력해 안전율을 확인합니다.

루이스 형상 계수란 무엇인가요?

1893년 Wilfred Lewis가 도입한 무차원 계수로 이빨 형상을 반영합니다. 잇수가 많을수록 뿌리가 두꺼워져 Y가 커지고, Y가 클수록 응력은 낮아집니다.

접촉응력 검증도 따로 해야 하나요?

굽힘응력은 이빨을 뿌리에서 가로질러 균열시키지만, 기어는 표면 접촉응력이 재질 한계를 넘을 때 피팅으로도 파손됩니다. 루이스 검증과 AGMA 접촉응력 검증은 서로 다른 파손 모드이며 둘 다 통과해야 합니다.

모듈과 다이아메트럴 피치의 차이는 무엇인가요?

모듈 m(mm) = 피치원 지름 ÷ 잇수로 미터법 국가에서 쓰고, 다이아메트럴 피치 P = 잇수 ÷ 피치원 지름(인치)은 미국에서 씁니다. 서로 다른 단위계의 역수 관계로 P = 25.4 / m입니다.

안전율은 어느 정도를 써야 하나요?

일정한 산업 하중에는 1.5가 일반적인 최소값입니다. 충격 하중, 크러셔, 정역회전 구동에는 2~3을 사용하세요. 파손 결과도 고려해야 해서 엘리베이터 기어는 장난감 메커니즘보다 훨씬 큰 여유가 필요합니다.

재질을 바꾸지 않고 기어를 강화할 수 있나요?

이 폭을 넓히거나, 모듈을 키우거나(잇수를 줄이고 이빨을 키움), 압력각을 키우거나, 뿌리 필렛 반경을 추가하면 됩니다. 숏피닝과 표면 경화도 표면 잔류응력과 경도를 높여 허용응력을 올립니다.

헬리컬 기어도 계산할 수 있나요?

루이스 식은 헬리컬 기어의 가상 잇수에 적용하는데, 헬릭스각 때문에 가상 잇수는 실제 잇수보다 약간 큽니다. 빠른 추정에는 가상 잇수를 쓰고, 최종 설계는 AGMA 표준의 헬리컬 보정을 참조하세요.

루이스 형상 계수는 하중이 이 끝에 걸린다고 가정하는데, 실제로는 기어가 회전하면서 접촉점이 플랭크를 따라 내려오므로 보수적입니다. 빠른 설계에는 20° 압력각과 표의 Y 값으로 충분합니다. 평기어의 이 폭은 모듈의 8~12배가 적당하며, 더 넓히면 이빨을 따라 하중 분포가 불균일해질 위험이 있습니다. 루이스 검증은 굽힘만 다룬다는 점을 기억하세요. 표면 내구성(피팅)은 별도의 AGMA 접촉응력 검증으로, 굽힘이 통과해도 실패할 수 있습니다.