기어의 크기와 잇수가 회전속도 및 토크에 어떤 영향을 주나요?

Question

기계공학 기초를 공부하면서 기어가 맞물릴 때 회전속도와 힘이 달라지는 원리가 궁금해졌습니다. 작은 기어가 큰 기어를 돌리는 경우와 반대의 경우에 회전속도와 토크가 어떻게 변하는지 헷갈립니다. 기어비를 계산하는 방법과 잇수의 관계를 예시로 설명해 주세요. 실제 기계에서 기어를 이용해 속도와 힘을 조절하는 사례도 알고 싶습니다.

Answer 1

안녕하세요. 임지훈 전문가입니다.

하나의 질문에 여러 질문이 계셔서. 몇가지만 요약해드릴게요.

기어비에 따라 속도가 모터회전 속도가 감속이 됩니다.

기어비가 작을수록 같은 회전량에 비해 이송량은 많고

기어비가 클수록 같은 회전량에 비해 이송향이 작아져요.

이송량이 많다는건 회전속도도 빠르단얘기에요. 적은건 그 반대구요.

현장에서 필요 이송속도에 따라 맞춰 씁니다!

Answer 2

안녕하세요. 서종현 전문가입니다.

기어는 서로 맞물려 회전하는톱니 바퀴로, 잇수(톱니 개수)와 크기에 따라 회전속도와 토크가 달라집니다. 기본 원리는 기어비 라는 개념으로 설명할수있습ㅌ니다. 기어비는 두기어 잇수의 비로,

기어비=작은 기어 잇수큰 기어 잇수 입니다.
예를 들어, 작은 기어가 20개 잇수, 큰 기어가 40 개 잇수라면 기어비는 2가 됩니다.

• 작은 기어가 큰 기어를 돌릴때 : 큰 기어의 회전속도는 작은 기어의 절반이지만, 토크는 2배가 됩니다.

• 반대로 큰 기어가 작은 기어를 돌리면 작은 기어는 2배 더 빠르게 회전하지만, 토크는 절반으로 줄어듭니다.

즉, 기어비가 크면 회전속도는 줄어들고 토크는 증가하며, 기어비가 작으면 그 반대가 됩니다. 이런 원리를 이용해 자동차 변속기나 자전거의 변속기 등에서 속도와 힘을 조절합니다. 작은 기어로 큰 기어를 돌려 힘을 키우고, 큰 기어로 작은 기어를 돌리면 속도를 높이는 식입니다.