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GEAR - 치형의 종류별 비교분석과 가공
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01. 서론, 02. 기어의 제작공정, 03. 기어 각부의 명칭, 04. 치형 종류별 특징,
05. 인볼류트 치형 및 생성원리, 06. 절삭원리, 07. 치 절삭방법, 08. 기어측정 
01. 서론
 
동력 전달 방법 중의 하나이고 높은 효율을 전달할수 있는 것으로는 기어가 있다. 보통의 기어는 스퍼나, 헬리컬기어를 많이 사용하고, 헬리컬기어는 고속 스퍼기어는 저속의 경우에 사용하는 것이 일반적이다. 기어의 치형에도 여러 종류가 있으며 이에 대한 특징과 가공 (치 절) 방법을 알아보고자 한다.
현재 사용하는 기어는 대부분 인볼류트(Involute) 치형을 사용하고 있다. 인볼류트 치형은 간단히 만들기 어렵다 .기어 가공기계는 운동기구 (mechanism)가 복잡하기 때문에 필수적으 로 여러가지 오차가 생기기 쉽고, 작업자의 숙련도나 소재의 품질상태등에도 많은 영향을 받게 된다. 이런 오차 측정시 특수한 측정장치가 필요하다. 인볼류트 기어를 중심으로 당사 의 기어 가공공정과 기준오차 및 측정법 등에 대하여 정리하고자 한다.
02. 기어의 제작공정
 
일반적으로 기어제작은 아래와 같은 공정을 통하여 진행된다. 기어의 정밀도나 형상에 따라서 추가되거나 생략되는 공정도 있다.
①Gear Spec. 및 도면
②Cutter 선정 , Jig제작
③Blanking, forging
④Normalizing, annealing
⑤재료검사 (Forging flow, Grain size, Hardness etc.)
⑥선삭
⑦치절삭 (Milling, Hobbing, Shaping)
⑧치형 검사
⑨Spline cutting, drilling, tapping
⑩Deburring and finishing
⑪Quenching, Tempering
⑫Cylindrical grinding
⑬Heat treatment
⑭Grinding (lapping, horning)
⑮검사
03. 기어 각부의 명칭
 
①기초원(Base circle)
인볼류트 곡선이 시작되는 원
②피치원(Pitch circle)
그림에서 보면 기어가 맞물릴 때 두 기어는 항상 두 개의 원을 그리며 맞물린다.
이 원을 피치원이라 부른다.
 
 
 
③압력각(Pressure angle)
그림에서 피치원에 접하는 접선과 두 기어의 작용선 (Line of action)이 이루는 각이 압력 각이다. 이 각은 일정한 값을 갖으며 압력각이 달라지면 이의 형상도 변화한다.
다음은 각기 다른 압력각을 가진 기어 이의 모양이다.
 
 
 
다음 그림은 기어 이의 각부 명칭을 나타낸 것이다.
 
 
 
④치선원(Addendum circle)
기어의 이끝을 연결한 원이다. 기어의 외경이다.
 
 
⑤치저원(Deddendum circle)
기어의 이 뿌리를 연결한 원이다.
 
 
⑥치말 높이(Addendum)
피치원과 치선원의 반경의 차를 말한다. 즉 피치원에서 치선원까지 높이이다.
 
 
⑦치원 높이(Dedendum)
피치원에서 이뿌리까지 높이이다.
 
 
⑧원주피치(Circular pitch)
피치원 상에 있는 기어 이의 시작점에서부터 다음 기어 이가 시작되는 지점까지 거리이다.
 
 
⑨법선피치(Normal pitch)
인볼류트 기어의 특정 단면에서 측정한 기어의 피치를 말한다.
 
 
⑩틈새(Clearance)
한쪽 기어의 치선원에서 맞물리는 다른 기어의 치저원 사이의 거리를 말한다.
 
 
⑪전치높이(Whole depth)
치말 높이와 차원높이를 합친 전체 이의 높이
 
 
⑫유효치 높이(Working depth)
전치높이에서 틈새를 뺀 이의 높이
 
 
⑬현치두께(Chordal thickness)
피치원 상에서 직선으로 측정한 이의 두께
 
 
⑭백래시(Back lash)
기어가 맞물릴 때 원주 방향으로 이와 이 사이가 벌어진 틈새를 말한다.
백래시는 다 음과 같은 목적으로 사용한다.
 ㉠치형과 피치 오차
 ㉡가공조립오차
 ㉢발열로 인한 기어 이의 팽창
 ㉣유막형성을 돕기 위해
 ㉤하중으로 인한 기어 조립 축간의 중심거리 변형을 보정하기 위해
04. 치형 종류별 특징
 
 
①기준 랙(Basic rack)
기어에 호환성을 주기 위해서는 이의 치형이 일정해야 한다. 이를 위해서 원통형 기어 의 피치원 직경을 무한대로 한 상태인 랙을 이용한다. 이것을 기준 랙이라 부른다.
 
 
 
 
 
②전위
그림과 같이 기준 랙의 치면을 지닌 공구로 기어를 치절할 때 공구 모양을 바꾸지 않고 위치를 이동하여 절삭하는 방법을 전위절삭이라 한다.
이러한 전위절삭으로 가공된 기어를 전위 기어라 부른다. 공구를 기어의 중심에 가깝게 이동하는 것을 마이너스전위 (부전 위), 기어 중심에서 멀리 이동하는 것을 플러스전위 (정전위 ) 라 한다.
 
 
 
전위는 다음 목적을 위해 사용한다.
㉠절하(언더컷 , undercut)를 방지하기 위해
 인볼류트 곡선이 기초원의 안쪽에 존재하지 않아서 기어 이의 모양이 기초원 내부로 까지 파고 들어가 있으면 기어가 맞물릴 때, 인볼류트 곡선의 일부를 깍아먹는 현상이 발생한다. 이 현상을 언더컷 즉 절하라고 부르는데 이를 방지하기 위해 기어의 피치원의 위치를 임의로 이동시킨다. 절하를 방지하기 위해서는 최소 잇수 (Zc)가 2/ sin2α0보다 커야한다. 절하를 방지하기 위한 전위계수는

1 - 0.5 * Z * sin2α0 ( Zc 〉Z )

잇수가 적을 경우는 전위계수에 주의해야 한다.
㉡기어 강도를 높이기 위해
 기어 이의 두께를 넓히면 기어의 굽힘 강도가 증가한다 따라서 기어 강도를 높일 . 필요가 있을 때 전위를 사용한다.
㉢기어의 중심거리 조정을 위해
 기어의 중심거리가 일정하게 정해져 있을 경우, 기어의 잇수와 비틀림 각 만으로는 중심거리를 조정하기가 어려울 때가 있다 . 즉 표준 기어로는 두 기어의 피치원이 서로 맞물리지 않을 때 전위를 주어 피치원의 크기를 조정한다.
 
 
 
사이클로이드 곡선은 큰 원 주위를 작은 원이 굴러갈 때 작은 원 상의 한 점 C가 그 리는 궤적이다. 특히 원주를 벗어난 점이 그리는 궤적을 트로코이드 (Trocoid)곡선이라 부른다.
 
 
아래 그림에서 보듯이 원 M이 원 O의 바깥측을 굴러갈 때 그리는 곡선을 외사이클 로이드 (Epi-Cycloid)라 부르고 원 O의 안쪽을 따라 굴러갈 때, 그리는 사이클로이드 를 내사이클로이드(Hypo-Cycloid) 라 부른다.
 
 
 
 
 
 
 
원호 치형은 영국인 프랭크 험프리스(Frank Humphris)가 최초로 발표한 것이다 . 그 후 스미스(Smith)가 1912년에 원호 치형을 발표하였고 기어의 부하 능력을 키우기 위한 연구를 계속하였다. 2차 대전이후 1958년 소련의 노비코프 (Novikov)가 특수한 원호 치형에 관한 논문을 Vestnik Mashinostro-yeniya에 발표하였으며 여기에는 이 치형의 기 하학적 관계에 대해 언급되어 있다. 이 논문에 따르면 노비코프 기어는 일반 인볼류트 기어보다 약 3~4배 하중을 전달할 수 있다.
노비코프 기어의 장점은 인볼류트 기어가 사용되는 어느 곳에서나 대치될 수 있고 운전 시 두꺼운 유막을 형성하며 효율이 높다는 것이다.
다음 그림은 노비코프 기어 치형의 상세도와 그 종류이다.
 
05. 인볼류트 치형 및 생성원리
 
일반적으로 기어제작은 아래와 같은 공정을 통하여 진행된다. 기어의 정밀도나 형상에 두개의 기어가 물릴 때 치형곡선 한 점에서 항상 접하고 있고, 치형이 서로 떨어지지 않고 파고 들어가지도 않기 위해서는 접촉점에 있어서 법선방향 (Normal Direction)의 속도 성분이 항상 같아야 한다.
그림 1.에서 각각의 회전속도 V1 , V2는
 
 
 
즉, 양기어의 회전수의 비 (기어비 )로 중심거리를 나누는 점 C를 양 치면의 공통법선을 통과하는 것을 뜻하고 있다. 점 C를 기어에서는 피치점이라 부르고 있다. 이상으로부터 "점촉 점에 있어서 치형에 세운 공통법선은 피치점을 통과한다" 라 할 수 있으며 이것을 카뮤(camus) 의 정리 또는 치형이 맞물리기 위한 기구학적 필요조건이라고 한다. 위 조건을 만족하는 곡선은 무수히 많고 또, 어떠한 곡선을 사용하여도 관계는 없지만 실용상의 관점에 서 2,3개의 곡선으로 한정된다.
그 중 대표적인 것이 인볼류트(Involute) 곡선과 사이클로이드(Cycloid) 곡선이다. 특히 실 제적으로 많이 쓰이고 있는 것은 아래 표 1에 의한 상대적인 이유로 인벌류트 곡선이 많이 쓰인다.
 
 
 
06. 절삭 원리
 
①나선상의 칼날(RACK) 이 순차적으로 창성하면서 치차의 간섭부의를 제거하는 형태.
( 공구회전- 아래 그림 참조)

②RACK위에서 원기둥의 회전체 (기어소재 )가 돌아가며 생기는 간섭부위를 제거한 형태.
(공구고정 -역창성 )
 
 
 
 
07. 치 절삭 방법
 
기어 이를 제작하는 방법으로는 주조법에는 샌드캐스팅(Sand Casting), 인젝션 몰딩(Shell Molding), 인베스트먼트 주조법(Investment Casting), 영구주조법 (Permanent Mold Casting),다이 캐스팅(Die Casting) 및 원심 주조법(Centrifugal Casting) 등 매우 많은 방법이 있다. 또한 분말 야금(Powder-Metallurgy Process) 이나 압출(Extrus- ion) 등에 의해서도 만들어진다. 냉간 성형(Cold Forming), 이나 냉간 전조법(Cold Rol- ling) 등에 의해서도 기어 이를 제작할 수 있다. 그러나 고하중이 작용하거나 정밀한 치형을 얻기 위해서는 현재까지는 절삭 가공법을 이용하여야 한다. 절삭 가공법 중 대부분을 차지하는 창성 (Gene- rating Machining)가공법이다. 절삭 가공법으로는 밀링, 세이핑, 또는 호빙 등의 방법이 있으며 절삭 가공으로 가공된 기어는 세이빙, 그라인딩 또는 래핑 등의 방법으로 다듬어 진다.
 
 
 
 
가장 간단한 치절삭법으로 치홈과 같은 윤곽을 지닌 커터로 한 홈을 깎았으면 기어소재를 색인하여 다음 치홈을 절삭해 나가는 방법이다. 기어밀링은 스퍼기어와 헬리컬 기어의 황삭과 마무리 공정에 적용될 수 있다. 기어밀링은 다양한 용도로 적용될 수 있으나 실제로는 특별한 치형을 가진 소량 생산품이나 교체 기어용에 한정되어 사용되어진다. 기어크기와 기계의 용량에 따라서 표준 밀링기는 자동이나 수동의 색인 기구와 함께 사용한다. 기어 외에도 밀링은 스포로켓, 스플라인, 랙, 라쳇 등의 가공에도 사용된다. 아래 그림은 기어 밀링 기계의 한 예이다. 전용의 치절삭반이 아니더라도 색인대와 소용의 치절삭용 밀링커터만 있으면 일반 밀링반에서도 기어를 절삭할 수가 있다.
 
 
 
 
호브를 사용한 창성 절삭 가공법은 극히 생산성이 높고 또 높은 가공 정밀도가 얻어지므로 가장 일반적으로 채용되고 있는 기어 제작법이다. 이렇게 호브를 사용하여 창성 절삭 가공 법을 할 목적의 공작기계는 호브반이라 하고 있고 호브반이 발명된 이후 다른 기어 제조법을 압도하고 널리 보급이 되었다. 아래 그림은 호브반의 기본 구성을 보여준다.
 
 
 
 
 
많은 기어가 한 번 절삭으로 호브 가공이 마무리된다. 그 외의 기어의 경우는 세이빙이나 그라인딩 작업전의 반마무리 호빙 가공을 하거나 마무리 호빙전의 황삭 호빙 가공으로 작업 된다. 경화 열처리 후 그라인딩 하거나 경화기어 마무리 가공으로 다듬질된다. 호빙은 양산 공정에 적합하다. 특별한 부품의 대량생산을 위하여 자동기계가 개발이 되었다. 그 외에도 호빙기는 취부가 편리하기 때문에 소량 생산에도 쉽게 채택이 된다. 호빙에 의해서 생성되는 부품의 정밀도는 호브반의 정밀도, 공구의 강성, 치형의 정도, 작업물과 호브의 취부 정도, 호브의 정밀도 등에 의하여 결정된다. 정확한 기계와 공구 선정에 주의를 기울이면 호빙가공으로 AGMA 정밀도 등급 1,2정도의 기어를 가공 할 수 있다. 적절한 공구 선정과 적은 양의 피드를 사용하면 대단히 정밀한 다듬질을 얻을 수 있다. 호빙가공은 모든 종류의 기어 재질에 적용할 수 있다. TiN코팅된 고속도강 호브는 철, 비철, 비금속 재질 등의 절 삭에 사용된다.
호브반은 특별한 동작을 할 수 있도록 할 수 있다. 표준 호브반에서 기어 이를 특수한 호 브로 모따기를 할 수 있고 호브와 작업물 사이의 중심거리를 연속적으로 변화시켜 가공함으 로 크라운 형상의 치형을 가공 할 수 있다. 원하는 결과를 얻기 위해서는 기계의 여러 요소 사이의 정확한 관계가 필요하다. 호브는 작업물 회전과 연동하여 정확하게 회전하는 것이 필요하다.

기어 호빙은 아래와 같이 2가지로 나눌수 있는데, 당사에서는 다음과 같은 치절이 가능하다.

①Profile에 의한 분류 -전용 Hob필요 (당사는 Semi-topping Hob 만 준비되어 있음)
 
 
 
 
 
② Lead에 대한 분류 - 호브와 작업물 사이의 중심거리를 연속적으로 변화 시켜 가공
 
 
 
 
호빙과 같이 세이핑은 창성공정이다. 사용되는 툴은 호빙의 웜 (Worm)형 공구 대신에 피니 언(Pinion) 형 공구가 사용된다. 피니언 커터가 수직축을 따라 왕복하면서 기어 모재쪽으로 원하는 깊이만큼 천천히 이송된다. 피치원이 접하게 되면, 절삭 행정만큼 커터와 모재를 회전 시킨다. 아래 그림은 세이퍼 커터의 창성 동작을 나타낸다.
 
 
 
기어 세이핑은 기어생산시 아주 유용하고 정확한 방법이다. 스퍼기어와 헤리컬기어를 가공하고 내기어와 외기어를 가공할 수 있다. 그 외에도 헤링본(Herringbone) 기어를 가공할 수 있다. 특히 이빨 근처에 단차를 가진 부분이 있는 기어는 특히 호빙으로 가공 할 수 없으나 세이핑은 이런 기어를 가공하는데 유리하다. 생산 관점에서 보면 좁은 치폭을 가공하는데 유리하다. 세이핑 가공의 제한사항은 절삭 길이이다. 긴 축에 있는 기어는 취부하기 힘들기 때문에 가공하기 힘들고 또 다른 제약 사항은 각각의 나선각에 대하여 별도의 헬리컬 가이드가 필요하다.
 
 
브로칭은 키홈, 스프라인 등의 가공에 널리 사용되는 방법이다. 이 브로칭 가공도 기어 가공에 사용 될 수 있다. 브로칭은 높은 생상성을 가진 공정이다. 가끔씩 다른 공정으로 높은 정밀도를 얻을 수 없는 소량 생산 부품에 대하여 정밀도를 확보하기 위하여 사용된다. 브로칭은 브로치라 불리는 다수의 이빨이 가공된 공구를 당기거나 밀어서 금속을 제거하는 가공이다. 매끈한 다듬질 면을 생성하는 빠르고 정확한 공정이다. 주로 內스퍼기 어나 內헬리컬 기어 가공에만이 사용된다. 황삭과 다듬질이 브로치 1회 가공에 모두 포함되어 있다. 아래 그림은 브로치 가공 원리이다. 브로칭은 원칙적으로 대량생산성을 요하는 부품에 사용된다.
 
 
 
 
자동차용 기어는 소음이 적고, 균일한 고정도의 기어를 대량으로 게다가 염가로 생산하지 않으면 안 된다. 그러므로 헬리컬기어 및 스퍼기어는 호브 또는 피니언형 커터로 되도록 고 정밀도로 치절삭한 다음 다듬질 가공으로서, 가장 생산성이 높은 세이빙 가공으로 더욱 정 밀도를 높여 치면을 매끈하게 하고 열처리 후에는 호닝다듬질을 한다. 세이빙은 관리를 철 저히 하면 연삭 다듬질에 비해 비교도 안될 정도의 짧은 시간에 아무나 쉽게 할 수 있는 작 업으로 연삭기어에 맞먹는 높은 정밀도의 기어를 싼값으로, 생산할 수 있다. 호빙이나 세이 빙에 의해 표준 황삭 공정을 거친 기어의 품질을 높이는 방법에는 여러 가지가 있다. 그 중 세이빙은 열처리 전에 무른 상태에서 실시된다. 이 공정은 열처리 도중에 일어나는 변형을 보상하기 위하여 변형을 예상하여 치형을 수정한다. 세이빙은 기어치면에서 소량의 금속을 제거하여 다듬질하는 공정이다. 그 목적은 인덱스 오차, 나선각, 치형, 편심 등을 수정하는 데 있다 .세이빙은 소음을 줄이고 하중전달 능력, 안전률, 운전수명 등을 증가시키는 치형 수정을 제공한다. 아래 그림은 인볼류트와 리드 오차를 비교한 그래프이다 .
 
 
 
 
열처리후 세이빙 가공과 거의 같은 방법으로 커터 대신에 헬리컬기어형의 호닝 툴을 이용 하여 소음의 발생 원인이 되는 생산 공정 중에 생긴 흠집이나 버어 (bur)를 한 개당 20~30 초란 짧은 시간에 제거하는 것이다. 치면도 매끈해지나 연삭 다듬질과 달리 치형 및 리이드 오차를 개선하는 효과는 적다. 표준 호닝 공구는 Plastic Resins과 실리콘 카바이드와 같 은 abrasive graine의 혼합 재이다. 전통적으로 정도의 표면 다듬질은 세이빙에 15~40?in 의하여 가공할 수 있다. 호닝공정은 기본적으로 치형 수정이나 표면다량제거용 공정이 아니 기 때문에 비열처리 기어에서 세이빙을 대체할 수는 없다. HRC 40이하 경도에서 호닝공 정을 사용하는 것은 실익이 없다. 따라서 호닝 공정은 열처리에 의해서 변형된 치형을 열처 리전 세이빙된 정도까지 유지하거나 더 향상시키는데 사용된다. 아래 그림은 호닝에 의해서 향상된 정도를 보여준다.
 
 
 
 
2개의 접시형 숫돌이 가상랙의 치면을 형성하고, 연삭 기어는 그림과 같이 맞물림 운동을 하여 치형을 창성한다. 이 맞물림 운동은 창성원의 지름에 상당하는 원통 (피치블록 ) 과 여 기에 감은 강철띠에 의해서 주어진다. 창성원에 피치원을 사용하면 작 업에 필요한 여러 계 산이 간단해 진다. 마아그(MAAG) 연삭은 아래그림과 같이 숫돌에 각도를 주어 연삭하는 방 법을 보통연산이라하며 각도가 없으면 제로 연삭이라 한다. 표준 호닝 공구는 Plastic Resins과 실리콘 카바이드와 같은 abrasive graine의 혼합재이다. 전통적으로 15~40 micro in정도의 표면 다듬질은 세이빙에 의하여 가공할 수 있다.
 
 
 
 
 
 
숫돌의 반경방향단면이 치형곡선이 되도록 툴링(tooling) 하고, 이것으로 치면을 연삭하는 방법이 성형식 기어연삭이다. 창성운동이 없으므로 창성식에 비하여 연삭 시간이 매우 짧은 잇점이 있다. 창성식에 비하여 동시연삭량이 많아서 연삭소착, 연삭 균열 등이 생기기 쉬우 므로 결합도가 낮은 숫돌을 쓰는것이 바람직 하나 숫돌의 마모가 문제시 되는 고정밀도의 기어나 잇수가 많은 기어에 대해서는 연삭 조건을 다소 희생하 더라도 약간 굳은 것을 사용 한다.
 
08. 기어측정
 
현재 가장 많이 사용하는 인볼류트 치형을 기준으로 설명하자면 아래와 같은 항목을 검사한다. 기어의 치형은 간단하게 만들 수 없는 인볼류트 곡선으로 구성이 되어 있고 또 잇줄에 따라서 복잡하게 비틀어져 있기 때문에 정확한 기어를 제작하기는 대단히 어렵고, 정밀한 가공기를 사용하더라도 작업자의 숙련도나 소재의 품질 상태등으로 인해 여러 가지 오차가 생기기 쉽다. 또한 오차 측정도 특수한 측정 장비를 필요로 하게 된다. 기어 검사는 JIS에 따르면 아래와 같은 항목을 측정한다.
 
1) 워크 흔들림 측정
2) 치두께 측정
3) 피치 측정
4) 치형 측정
5) 잇줄방향 오차
6) 치홈의 흔들림
 
 
 
기어의 정밀도를 확보하는데 전제가 되는 절삭물의 흔들린은 검사기록 용지를 준비하고 반드시 기록하여야 한다. 보통 흔들림의 측정은 작업물의 외주면을 기준으로 계측이 되지만 외주면의 면조도는 거친 경우가 많으므로 기준면을 설치하여야 한다.
 
 
이 두께의 측정법에는 활줄 이두께(Chordal Tooth Thickness), 걸치기 이두께, 오우버, 핀 법 등 이 3가지가 기본이다.

아래 그림은 기어재의 외경을 기준으로 하여 1개의 치의 이두께를 측정하는 활줄 이두께 방법이다. 읽기는 보통 0.01mm 단위이고 또, 대개 그다지 좋지않은 다듬질면인 외경을 기준으로 하고, 또 기울어진 치면에 접촉자를 대고 측정을 하기 때문에 높은 정밀도가 필요할 경우 적당치 않다.
 
 
 
아래와 같이 평행한 측정면이 있는 측정기, 예를 들어 치두께 마이크로미터에 의해 몇 개 의 이를 몰아서 측정한 값을 걸치기 이두께라 한다 (그림 26). 이 방법에 의한 측정은 아주 간단하고, 일반적으로 치두께 마이크로미터에 의해 널리 이용되고 있다. 높은 정밀도가 필요할 때는 적당한 측정기를 사용하고, 또 한계 게이지를 만드는 것도 쉽다. 다만 헬리컬기어, 치폭이 매우 작을 경우, 치면에 크라우닝을 실시했을 때 이 방법은 적당치 않다.
 
 
 
오우버핀 (볼 ) 거리측정은 아래 그림과 같이 기어의 서로 마주보는 2개의 치홈에 직경dp 인 2개의 볼 또는 핀을 넣고, 외기어 일 때는 최대외측 치수를, 내기어 일 경우는 최소 내 측 치수를 측정함으로써 다듬질 치수를 관리하는 방법이다. 마이크로미터와 볼, 또는 핀에 의하여 측정할 수 있으며 높은 정밀도가 필요할 경우 적당한 측정기를 사용한다. 헬리컬기어, 치폭이 작은 기어, 치면에 크라우닝을 실시한 기어에도 이 방법을 쓸 수 있다.
 
 
 
 
기어의 피치 오차로서는 단일피치오차, 최대피치오차, 인접피치오차, 누적피치오차 및 법선 피치오차가 있는데, 각국의 기어정밀도 규격에는 이들 가운데서 몇 개의 피치오차가 적당히 조합되어 각각 그 허용오차가 기어의 피치 및 피치원직경에 따라서 분류되고 또 기어정밀도의 높고 낮음에 따라 몇 단계의 급으로 나누어 규정되어 있다.

-단일피치 오차 : 기어축과 동심인 피치원상에서 측정된 각원피치의 측정치와 이론치 차이
-최대피치 오차 : 각원피치의 측정값의 최대와 최소 사이의 차
-인접피치 오차 : 서로 이웃하는 두피치의 차이
-누적피치 오차 : 기어와 동심인 피치원상에서 잰 임의의 수의 연달아 기록된 원피치 합
의 실제값과 이론값과의 차
-법선피치 오차 : 이론치와의 차이
 
 
기어의 치형은 피치와 함께 기어형상을 구성하는 가장 중요한 요소이며, 치형이 정확하게 가공 되었나의 여부는 기어의 운전성능에 직접 큰 영향을 미치므로 치형오차는 기어의 각 종 개별오차 중에서 가장 중요한 것이다. 그림은 인볼류트 치형 측정 원리이다 .
 
 
 
치형오차란 실제의 치형과 피치원의 교점을 지나는 정확한 인볼류트를 기준으로 하여 이 것에 수직인 방향으로 측정하여 치형검사 범위 내에서의 (+)측정치와 (-)측정치와의 합이다.
 
 
 
기어 측정기에 컴퓨터가 도입이 되어서 부터 현재에는 거의 모든 기어 측정기는 CNC화 되었다. 다음 그림은 CNC방식 치형 측정장치의 원리를 보여준다. 치형의 측정을 직선형 엔코더와 회전형 엔코더로 그 좌표를 디지털화하여 읽고 이론치와 비교하여 오차를 산출하 는 것으로 기구도 간단하게 되고 측정 정밀도도 높다.
 
 
 
 
잇줄방향 오차는 피치원통상의 잇줄의 정확한 방향에서 벗어난 치우침 량이다. 대개의 경우 치폭내에서 어떤 규정량에 관해서 마이크로미타 단위로 그 치우침을 측정한다. 예를 들 면 측정치폭 100mm 대하여 20 micro meter와 같이 나타낸다. 아래 왼쪽 그림은 잇줄 방 향 오차 측정기의 구조를 나타내며 오른쪽 그림은 잇줄방향 오차 측정의 한 예이다
 
 
 
 
볼이나 핀 등의 접촉편을 치홈의 양측의 치면에 휴효이 길이 중앙 부근에서 접촉 시켰을 때의 반경방향 위치 읽음의 최대치와 최소값의 차.
치홈의 흔들림의 측정은 정밀도가 좋은 센터대가 있으면 간단하게 측정된다. 측정원리는 아래 그림과 같이 볼 또는 핀 등의 측정자를 전 원주에 걸쳐 치홈의 양쪽 치면에 접하도록 삽입하여 측정자의 반경방향의 위치 변동을 읽든가 자동기록하는 측정장치를 사용한다.
 
 
※참고 문헌 및 인용 인터넷 사이트
1.인터넷 사이트 : FINDER's GEAR DESIGN.files
2.인터넷 사이트 : 드래곤정기 (http://www.dragon.co.kr)
3.참고 문헌 : GEARTECH사 스퍼 헬리컬팩 사용자 핸드북
  
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