동력전달장치-2:요목표 데이터를 활용한 스퍼기어(Spur Gear) 3D 모델링 및 2D 작도법

스퍼기어는 도면에 적힌 모듈(M)과 잇수(Z)를 이용해 정확한 원들의 지름을 계산하는 것이 첫 단추입니다. 자로 잴 부분과 계산할 부분을 나누어 순서대로 알려드리겠습니다.

단계 1. 핵심 치수 계산하기 (자 측정 금지!)

도면 우측 상단에 기재된 M:3, Z:35 데이터로 기어의 3대 원 지름을 먼저 계산합니다. 이 부분은 자로 측정하면 오차가 생기므로 반드시 공식을 사용해야 합니다.

• 피치원 지름 (PCD): M x Z = 3 x 35 =105mm

• 이끝원 지름 (AD, 전체 외경): PCD + (2 x M) = 105 + 6 =111mm

• 이뿌리원 지름 (DR): AD - 2 x H(2.25 x M) = 111 - 13.5 =97.5mm      (H 이높이 =2.25*M)

단계 2. 자로 치수 측정하기

이제 조립도에 자를 대고 기어의 '폭'과 '축 결합부' 치수를 측정합니다.

• 기어의 전폭(L): 이빨이 깎여 있는 기어의 전체 두께를 자로 실측합니다.

• 축 구멍 지름 (내경): 축의 6단 지름과 맞물리는 자리입니다. 축의 해당 구간 지름(실측 정수)과 정확히 일치시킵니다.

• 평행키 홈 치수: 축 구멍 위쪽으로 파진 키 홈의 높이와 폭을 규격집에서 찾아 적용합니다. (축 지름 기준 규격 적용)

단계 3. 3D 모델링 작업 순서 (인벤터 / NX / Fusion 360)

실무나 시험에서는 이빨을 전부 그리지 않고, '이끝원' 지름의 원통을 만든 뒤 요목표를 첨부하는 것이 통상적입니다.

1. 기본 원통 회전(Revolve) 또는 돌출: XY 평면에 계산한 이끝원 지름(∅111)과 자로 잰 기어 전폭(L)을 가진 원통 바디를 생성합니다.

2. 축 구멍 및 키 홈 뚫기: 중심에 축이 들어갈 구멍을 뚫고, 규격집에 맞춘 평행키 홈 스케치를 더해 돌출 차집합(Cut)으로 파냅니다.

3. 살빼기(웹/허브) 구간 표현: 이미지 우측 단면을 보면 볼트 자리가 들어가는 내부가 파여 있습니다. 이 단면 형상을 자로 실측하여 회전 컷으로 깎아냅니다.

4. 모따기(Chamfer): 이끝 모서리와 축 구멍 진입부에 조립을 위한 모따기(C1)를 적용합니다.

단계 4. 2D 도면 작도 및 제도 규칙 (AutoCAD)

2D 도면으로 뽑아낼 때 스퍼기어만의 독특한 선 표현 규칙을 반드시 지켜야 감점을 피할 수 있습니다.

1. 온단면도 배치: 기어는 내부 축 구멍과 키 홈, 살빼기 형상을 보여주기 위해 정면을 전체 전단면(온단면)으로 투상합니다.

2. 선 종류 규정 (가장 중요!):

   • 외형선 (굵은 실선): 기어의 맨 바깥 원인 이끝원 지름 (∅ 111)을 그립니다.

   • can 중심선 (가는 1점 쇄선): 기어가 맞물리는 기준선인 피치원 지름 (∅105)을 표현합니다.

   • 숨은선 또는 가는 실선: 단면도에서 이빨의 골짜기인 이뿌리원 지름 (∅ 97.5)을 그립니다. (단면 시 외형선으로 표현)

3. 끼워맞춤 공차 기입:

   • 축과 결합하는 내경 치수 뒤에는 보통 H7 정밀 끼워맞춤 공차를 부여합니다.

   • 키 홈 폭에는 규격집에 따른 공차(예: Js9 등)를 넣습니다.

4. 스퍼기어 요목표 작성: 도면 여백에 모듈, 잇수, 피치원지름 등이 기재된 표준 스퍼기어 요목표를 표로 만들어 반드시 첨부해야 도면이 완성됩니다.

[Mechanical Design] Key Steps to Measure and Draw Spur Gear (No. 4)

1. Calculate Gear Dimensions (Do NOT Measure!)

• Use the given data ($M:3, Z:35$) to calculate the 3 main diameters:

• Pitch Circle Diameter (PCD): (PCD): M x Z = 3 x 35 =105mm

• Addendum Diameter (Outer Dia.): PCD + (2 x M) = 105 + 6 =111mm

• Dedendum Diameter (Root Dia.): OD - 2 x H(2.25 x M) = 111 - 13.5 =97.5mm      (H 이높이 =2.25*M)

2. Measure with a Ruler

• Gear Width (L): Measure the total thickness of the gear face.

• Bore Diameter (Inner Dia.): Match this exactly with the shaft diameter where the gear is assembled.

3. 3D Modeling & 2D Drafting

• 3D Shape: Create a cylinder with the Outer Diameter (∅111) and Gear Width (L), then cut the center bore and keyway.

• 2D Line Rules: * Draw the Addendum line as a thick solid line.

  • Draw the Pitch line as a center line (chain line).

• Tolerances: Apply H7 fit tolerance for the center bore.

🌐 Hindi Version (हिंदी)

[मैकेनिकल डिजाइन] स्पर गियर (नंबर 4) को मापने और बनाने के मुख्य चरण

1. गियर के आयामों की गणना करें (स्केल से न मापें!)

• दिए गए डेटा ($M:3, Z:35$) का उपयोग करके 3 मुख्य व्यास (지름) की गणना करें:

  • पिच सर्कल व्यास (PCD):  (PCD): M x Z = 3 x 35 =105mm

  • बाहरी व्यास (Addendum Dia.):  PCD + (2 x M) = 105 + 6 =111mm

  • रूट व्यास (Dedendum Dia.): AD - 2 x H(2.25 x M) = 111 - 13.5 =97.5mm                                                                             (H 이높이 =2.25*M)

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2. स्केल (पटरी) से मापें

• गियर की चौड़ाई (L): गियर के दांतों वाले हिस्से की कुल मोटाई को मापें।

• अंदरूनी व्यास (Bore Dia.): इसे शाफ्ट के उस हिस्से के व्यास से बिल्कुल मैच करें जहां गियर फिट होना है।

3. 3D मॉडलिंग और 2D ड्राफ्टिंग

• 3D मॉडलिंग: बाहरी व्यास (∅111) और गियर की चौड़ाई (L) के साथ एक सिलेंडर बनाएं, फिर बीच का छेद और की-वे काटें।

• 2D लाइन के नियम: * गियर के सबसे बाहरी हिस्से (Addendum) को मोटी ठोस रेखा (Thick solid line) से दिखाएं।

  • पिच लाइन (PCD) को सेंटर लाइन (가는 1점 쇄선) से दिखाएं।

• टॉलरेंस (Tolerance): शाफ्ट वाले अंदरूनी छेद के लिए H7 फिट टॉलरेंस लागू करें।