솔리드웍스-수식을 이용한 래크 기어(Rack Gear)모델링 - 인강


이번에는 래크와 피니언 기어(Rack & Pinion Gear)중에서 래크 기어(랙 기어, 래크와 피니언 기어 세트를 단순하게 "랙 기어"라고 표현하기도 함) 치형에 대한 모델링 방법을 소개한다.

피니언은 일반적인 스퍼기어(평기어)와 동일한 구조이며, 스퍼기어 = 스퍼기어 이기 때문에 아마, 인터넷 상에 많은 강좌나 내용들이 있을 것이니 참고하시길 바란다.


기준 값에 따라 많은 치수가 바뀌는 경우
수식(매개변수)를 이용하자


기어같은 경우, 모듈과 PCD의 값의 변화에 따라 수시로 치형이 변경되는데, 하나 값 조건만 대입한 경우, 차후 값의 변화가 발생하면 적절하게 대처하기 힘들거나, 다시 작성해야 하는 불편함을 방지하기 위해서 이번 포스팅에서 인벤터에서는 매개변수로 불리는 솔리드웍스 수식을 이용하여 간단하게 랙 기어 모델링하는 방법을 설명한다.


수식(매개변수)라고 해서 거창하거나 특별한 것은 없으며, 스케치나 형상 모델링에 사용되는 수치값을 직접 정하는 것이 아니라 변수화 시켜 적용 후, 차후에 손쉽게 부품의 사양을 변경할 수 있도록 해주는 기능이라고 생각하면 된다.

※ 실제 일을 하다보면, 하나의 부품형태가 고객의 요청이나 요구에 따라 다양한 규격과 크기로 만들어야 하는 경우가 있는 데, 그럴때 마나다 새롭게 작업할 수 없기 때문에 부품 설계(모델링)할 때, 수식을 적용해서 작성해 놓으면 손쉽게 변경이 가능하다.

제대로 이용하면, 엑셀과 같은 곳에서 값만 변경해도 실제 모델링 치수가 변경될 수 있도록 할 수 있다.  



래크와 피니언 기어는

가장 쉽게 피니언 기어의 회전 운동을 래크 기어가 직선 운동으로 변환시켜주는 기어 요소(기계요소)이다. 

또는, 반대로 래크의 직선 운동을 비니언 기어에 의해 회전으로 바꿀 수 있으며, 이는 구동의 출발이 어디에서 부터 되느냐에 따라 달라질 수 있다.




대표적으로는 위 그림과 같이 자동차의 핸들을 돌리면 바퀴의 조향이 바뀌게 하는 장치에도 랙 피니언 기어 구조로 이루어져 있다.

핸들에 의해서 피니언이 기어가 구동하면, 맞물려 있는 래크가 좌우로 움직이는 구조이다.


래크 기어의 치형 공식은 의외로 간단하다.


앞에서도 언급했지만, 피니언 기어(스퍼기어, 평기어)에 대한 모델링 방법이나 작도 방법은 인터넷상에 많이 올라와 있지만, 래크 기어에 대한 내용은 많이 못 본것 같다(????).




그래서, 이번에 래크 기어의 치형 공식을 간단하게 작성해서 공유/제공한다.

차후, 전산응용기계제도기능사나 산업기사 등에 래크와 피니언 기어가 문제로 출제된다면, 도움이 되지 않을까 생각한다.ㅎㅎㅎ



레크 치형 공식.pdf



래크 기어 치형 작도 또는 모델링에 필요한 공식은 일반 스퍼기어 처럼 복잡하지 않다.

기본적인 치형의 크기는 스퍼기어의 기본 작성법과 같다.

피치선(PCD)선을 기준으로 이끝은 모듈 값으로 이뿌리까지는 모듈 x 1.25로 계산하고, 압력각 도 피니언에서 정해진 압력각을 이용하면 된다.

다만, 래크의 치형 간 간격(피치)을 원주율 x 모듈 값으로 계산하고, 이두께를 피치 값을 반으로 나눈 값 이다.

여기서 알아 두어야 하는 것이 바로 이것이다. 이간격(피치)을 계산하는 공식이 P = πm 이라는 것과 이두께가 P / 2로 계산하여 적용하면 된다는 것만 알고 있으면 된다.^^



래크 기어 도면



래크 기어 도면.PDF



제공하는 래크 기어 치형 공식과 위 도면을 참고로 하여, 도면에서 표기되지 않은 기어를 작성할 수 있도록 하고, 솔리드웍스나 인벤터를 이용할 경우 수식 또는 매개변수로 치형에 대한 값을 변수화 시켜놓고 스케치 작성시 적용하면 쉽게 모델링하고 변경도 수월하게 이루어질 것이다.


아래 동영상으로 작성된 모델링 과정과 수식 사용하는 방법을 유심히 알아 둔다면, 다양한 곳에 유용하게 응용과 활용이 가능할 것이다.^^



래크 기어 모델링 동영상 강좌




모델링에서는 크게 어려운게 없어 보인다.


내용과 같이 수식을 변경하여 다양한 크기의 래크와 피니언이 만들어 질 수 있도록 구성해보는 것도 좋을 것이고, 더 나아가 하나의 값이 변경되면, 두개 이상의 부품이 동시에 변경될 수 있도록 설정하는 것도 재미있을 것이다.


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