기어(Gear) - Hapurbe

회전 운동과 동력을 다른 축으로 전달하고 속도와 토크를 변화시키는 기계 요소

한 줄 정의

기어(Gear)는 톱니가 있는 두 개 이상의 부품을 서로 맞물려 회전 운동과 동력을 전달하는 기계 요소이다.

기어란?

기어는 원주 방향에 톱니가 만들어진 기계 요소로, 다른 기어와 톱니를 맞물려 회전 운동과 동력을 전달한다.

두 기어가 맞물려 있으면 한쪽 기어를 회전시켰을 때 다른 기어도 반대 방향으로 회전한다. 이때 기어의 크기나 톱니 수를 다르게 하면 회전 속도와 토크를 변화시킬 수 있다.

기어는 톱니를 맞물려 회전 운동과 힘을 전달하는 부품이라고 생각하면 이해하기 쉽다.

작은 기어와 큰 기어를 서로 맞물리면 두 기어는 서로 다른 속도로 회전한다. 이를 이용하면 모터의 회전 속도를 낮추면서 토크를 높이는 등 필요한 움직임을 만들 수 있다.

기어는 서로 맞물린 톱니 사이에서 힘을 전달한다. 구동 기어가 회전하면 톱니가 종동 기어의 톱니를 밀어 종동 기어가 함께 회전하게 된다.

자동화 설비에서는 모터의 회전을 필요한 속도와 토크로 변환하기 위해 기어를 사용하는 경우가 많다. 감속기 내부에도 여러 개의 기어가 조합되어 사용된다.

또한 랙 & 피니언과 같이 회전 운동을 직선 운동으로 변환하거나, 여러 축 사이에 동력을 전달하기 위한 용도로도 사용된다.

설계 TIP

기어를 선정할 때는 단순히 크기만 확인하는 것이 아니라 전달 토크, 회전 속도, 기어비, 허용 하중, 백래시, 설치 공간 등을 함께 고려해야 한다.

기어가 정상적으로 회전하기 위해서는 서로 맞물리는 톱니 사이에 일정한 유격이 필요하다. 이 유격과 관련하여 발생하는 운동상의 오차를 백래시(Backlash)라고 한다.

백래시가 너무 크면 회전 방향을 바꿀 때 위치 오차가 커질 수 있기 때문에 정밀한 위치 결정이 필요한 자동화 설비에서는 적절한 백래시를 고려해야 한다.