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6 장 gear 측정(교과서 p.547)
☞ 치차(齒車; gear)에는
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.
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gear의 측정부
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[1] gear 측정법
(1) pitch 측정:
gear의 pitch에는 위의 그림과 같이 원주(圓周) pitch(circular pitch) p, 법선(法線) pitch(normal pitch)
pn 및 기초원(基礎圓) pitch(base circle pitch) pb가
있으며, 이들 관계는 다음과 같다.
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(1-1) 원주 pitch :
그림과 같이 이끝면 또는 이뿌리면을 지지하고 인접한 pitch 점에 접촉시켜 점간의 직선거리를
측정하거나 점들이 gear의 중심에 대하여 이루는 중심각을 측정한다.
원주 pitch 측정
(1-2) 법선 pitch :
그림과 같이 곡선의 성질을 이용한 것으로 기초원의 법선상에 인접한 치면간의 거리를 측정한다.
법선 pitch 측정
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(2) 물림검사:
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(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.
gear 물림검사기
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(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.
gear 물림검사기
(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, dp: pitch 원 지름,
da: 이끝원 지름, S: 이끝 높이,
H: 수정된 이끝 높이, T: 현의 이두께라 하면
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치형 calipers에 의한 현 이두께 측정
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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
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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
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걸치기 이두께 측정
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