피니언 & 스퍼 기어비 계산 방법 및 상관관계

컨제입니다.
 
피니언 & 스퍼기어의 기어비 계산방법 과 그에 따른 상관관계를 알아보겠습니다.
 
기어는 아래의 그림처럼 
크고 작은 톱니바퀴끼리 서로 맞물려 돌아가면서 동력을 전달하는 매개체 입니다.
 
이때 크기가 작은 기어를 피니언기어(Pinion Gear) 라고 하며
크기가 큰 기어를 스퍼기어(Spur Gear) 라고합니다
 

 
 
피니언 기어(Pinion Gear)란 무엇인가?

• 정의 : 피니언 기어는 기어 시스템에서 작은 톱니바퀴 즉 기어를 의미합니다. 모터의 회전축(샤프트)에 장착되어 그 회전 동력을 전달하거나 회전 속도를 변환하는 역할을 합니다.
• 위치 : 피니언 기어는 일반적으로 모터 샤프트에 장착되며, 더 큰 기어(스퍼 기어)와 맞물려 동작합니다.
• 기능 : 피니언 기어는 모터의 회전 운동을 스퍼 기어로 전달하여, 차량의 바퀴를 돌리거나 다른 기계적 장치를 구동합니다.

   → 모터의 회전력을 스퍼 기어로 전달하여, 차량의 바퀴를 회전시키는 데 중요한 역할

피니언 기어와 무두볼트

 
스퍼 기어(Spur Gear)란 무엇인가?

• 정의: 스퍼 기어는 기어의 이빨(또는 톱니)이 평행하고 축 방향으로 배열된 기어입니다. 이빨은 기어의 회전축에 대해 평행하게 정렬되어 있습니다.
• 위치: 스퍼 기어는 일반적으로 평행 축 사이에 동력을 전달하는 데 사용됩니다.
• 기능: 스퍼 기어는 모터의 회전력을 피니언 기어와 맞물려 전달받아, 최종적으로 기계 장치를 구동하거나 속도 및 토크를 변환하는 역할을 합니다.

→ 직선 운동을 회전 운동으로 변환하거나 반대로 변환하는 데 주로 사용됩니다.

스퍼기어

 
피니언 기어와 스퍼 기어의 차이는 P와 T로 표시를 합니다.
치수(T) : 스퍼 기어의 치수는 이빨의 개수를 의미합니다. 예를 들어, 87T 스퍼 기어는 87개의 이빨을 가지고 있습니다.
피치(P) : 스퍼 기어의 치형은 모듈이나 피치로 표현되며, 이는 이빨의 크기와 간격을 정의합니다. 예를 들어, 48P(피치)는 기어의 표준 치형 중 하나입니다.
 
RC에서는 보통 48P (Pitch 가 48인 크기 / 피치는 이빨과 이빨사이 간격을 의미)를 주로 사용합니다.
 
 

실제 사용중인 피니언과 스퍼기어

 

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그렇다면 이 둘의 상관관계를 알아보겠습니다.
 
모터의 회전 축에 직접 연결되는 피니언기어 그리고 모터에서 전달받은 동력을 피니언 기어를 통해 스퍼기어로 다시 전달되는데 이는 차량의 속도와 토크에 큰 영향을 미칩니다.
일반적으로 기어비는 다음과 같이 정의됩니다:

예를 들어 48P 35T 피니언 기어와 48P 87T 스퍼 기어를 사용한다고 했을 때 기어비를 계산해보면

2.49라는 값이 나옵니다.
 
 

낮은 T수의 피니언 기어

만약 48P 25T 피니언 기어를 사용한다고 가정하면

• 속도: 기어비가 증가하면 (기어비가 클수록) 모터가 더 많은 회전을 해야 스퍼 기어를 한 번 회전시키기 때문에, 차량의 최종 속도는 감소합니다. 즉, 더 낮은 속도를 얻게 됩니다.
• 토크: 기어비가 클수록 (더 큰 기어비) 차량의 토크는 증가합니다. 즉, 더 강한 추진력을 얻게 됩니다.

 
높은 T수의 피니언 기어

48P 45T 피니언 기어를 사용한다고 하면

• 속도: 기어비가 작아지면 (기어비가 작을수록) 모터가 더 적은 회전을 하여도 스퍼 기어를 한 번 회전시킬 수 있기 때문에, 차량의 최종 속도는 증가합니다. 즉, 더 높은 속도를 얻게 됩니다.
• 토크: 기어비가 작아지면 (더 작은 기어비) 차량의 토크는 감소합니다. 즉, 더 약한 추진력을 얻게 됩니다.

 

정리하면.

• 낮은 T수 피니언 기어 (기어비 증가):
  • 스퍼 기어 회전속도 : 감소
  • 토크 : 증가
• 높은 T수 피니언 기어 (기어비 감소):
  • 스퍼 기어 회전속도 : 증가
  • 토크 : 감소

쉽게 피니언 기어가 작아지면 속도는 줄어들고 토크는 증가하며, 반대로 피니언 기어가 커지면 속도는 증가하고 토크는 감소하게 됩니다.
그래서 위에서 언급한 내용을 잘 기억해서 본인이 원하는 주행 특성에 맞춰 피니언 기어를 선택하면 되겠습니다.
 
 
여러분의 기어비는 몇입니까?
 
차량을 소유한 분이시라면
본인의 차량에 달린 피니언과 스퍼기어의 피치수와 이빨수를 확인해보시고, 얼마의 기어비가 나오는지 한번 확인해보면 어떨까요?
 
 
 
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