기어 감속기를 설계할 때 감속비를 크게 하면 토크는 커지지만 효율이 떨어진다고 하는데 그 이유를 기계공학을 잘 모르는 사람도 알 수 있게 설명해 주실 수 있나요?

Question

기어 감속기를 설계할 때 감속비를 크게 하면 토크는 커지지만 효율이 떨어진다고 하는데 그 이유를 기계공학을 잘 모르는 사람도 알 수 있게 설명해 주실 수 있나요?

Answer 1

안녕하세요. 서종현 전문가입니다.

기어 감속기의 감속비가 크다는 것은 한바퀴 돌때 기어가 훨씬 천천히 돌면서 힘(토크)을 크게 전달한다는 뜻입니다. 쉽게 말해, 기어 감속비를 높이면 힘을 더 강하게 만들지만, 그 과정에서 몇가지 이유로 효율이 떨어질수있습니다.

첫째, 감속비가 크면 기어가 더 많이 맞물려서 구동해야 하므로 서로 맞닿는 면에서 마찰이 더 커집니다. 마찰은 에너지를 열이나 소리 같은 다른 형태로 바꾸기 때문에 손실이 발생합니다.

둘째, 기어가 많이 맞물리면 움직임이 정밀해야 하는데, 약간의 어긋남이나 진동이 더 크게 생겨서 에너지 손실이 늘어납니다.

셋째, 기어 내부 윤활유가 이리저리 많이 움직이면서 점성항력도 커지는데, 이것도 에너지 손실로 이어집니다.

결과적으로 감속비가 커져 힘(토크)은 증가하지만 이를전달하는 과정에서 마찰과 진동, 윤활 저항 등 여러 원인 때문에 효율은 떨어질 수 밖에 없습니다.

어려워보이지만, 힘은 커지지만 그 힘을만드는데 에너지가 더 많이 낭비된다고 생각하면 이해하기 더 쉬울 것입니다.

Answer 2

안녕하세요. 임지훈 전문가입니다.

좋은 질문이세요. 기어감속비를 크게한다는건

1/2, 1/3보다 점점 더 1/5이정도를 말씀하신 걸로 보이는데.

너무 감속비를 큰것을 사용할이유가 없는게.

모터가 회전을 막해도 감속비가 크면 실제 구동거리는 상당히 짧거든요. 즉 속도가 너무 느려요!!

현장에서 이렇게 느린것을 사용할 이유는 없어서

일반적으로는 1/2, 1/3을 많이 사용해요!!