다단(Multi-stage) 감속기의 총 감속비와 출력 토크는 어떻게 계산하나요?

다단 감속기의 총 감속비(i_total)는 각 단별 감속비(i_k = z2 / z1)의 총 곱으로 계산됩니다(i_total = i1 × i2 × ... × in). 최종 출력축 회전수는 N_out = N_in / i_total 이며, 최종 출력 토크는 T_out = T_in × i_total × η_total 로 증폭됩니다. 여기서 η_total은 각 단별 기구 효율의 곱(보통 1단당 평기어 97~98%, 벨트 98%, 체인 95%)입니다.

타이밍 벨트의 정밀 축간거리(C)는 왜 목표 거리와 달라지나요?

타이밍 벨트는 피치(p) 단위의 정수 잇수(zb)로만 제작되는 엔들리스(Endless) 표준품입니다. 목표 축간거리로 계산한 이론 피치선 길이(Lp0)에 가장 가까운 표준 잇수의 벨트를 선정한 후, JIS B 1856 정밀 역산 공식 C = [b + √(b² - 8(d2 - d1)²)] / 8 을 통해 실제 조립 가능한 정밀 축간거리를 역산해야 벨트의 헐거움이나 과도한 초기 장력 파손을 방지할 수 있습니다.

롤러 체인 설계 시 링크수를 반드시 짝수로 맞추어야 하는 이유는 무엇인가요?

롤러 체인은 내륜 링크(Inner link)와 외륜 링크(Outer link)가 교대로 결합되는 구조입니다. 홀수 링크를 사용하려면 특수한 오프셋 링크(Offset link / 반링크)를 사용해야 하는데, 오프셋 링크는 플레이트가 꺾여 있어 일반 링크 대비 피로 강도와 허용 하중이 약 30~35% 저하됩니다. 따라서 산업용 동력전달에서는 항상 짝수 링크수로 올림 처리한 후 축간거리를 역산하는 것이 표준입니다.

다단 기어열에서 최종 회전 방향(정회전/역회전)은 어떻게 판정하나요?

두 개의 외접 기어가 맞물릴 때마다 회전 방향은 반대로 반전됩니다. 따라서 동축 카운터샤프트 방식의 외접 기어열에서 단수(맞물림 횟수)가 홀수(1단, 3단 등)이면 모터와 반대 방향(역회전, Reverse)이 되고, 단수가 짝수(2단, 4단 등)이면 모터와 동일한 방향(정회전, Forward)으로 회전하게 됩니다. 반면 벨트나 체인은 크로스 구동이 아닌 개방 구동(Open drive) 시 항상 구동축과 동일한 방향으로 회전합니다.

기어 · 벨트 · 체인 감속비 & 축간거리 정밀 계산기

N단 복합 감속 (Multi-Stage) JIS B 1856 / KS B 1405

1단부터 3단, 4단 이상의 복합 감속기(Multi-Stage Reducer)를 지원하며, 표준 벨트 잇수 및 짝수 체인 링크수에 맞춘 정밀 축간거리를 역산합니다.

총 감속비 (i) conversion_path

1 : 3.00

단일 1단 감속 (Single-Stage)

출력 속도 (Nout) speed

583.3 rpm

입력 1,750 rpm 기준

출력 토크 (Tout) rotate_right

11.9 N·m

121.3 kgf·cm (효율 97.0%)

축간거리 (C) straighten

72.0 mm

역회전 (모터 반대 방향)

electric_bolt

모터 입력 조건

모터 속도 (Nin) rpm

모터 토크 (Tin)

모터 출력 (P)

layers

감속단 설정

현재 1단

view_in_ar

동력 전달 기구 2D 실시간 시각화 2D Transmission Visualizer

구동 기어/풀리 (Pinion/Driver) 종동 기어/풀리 (Gear/Driven) 벨트/체인 루프 (Loop)

warning

[실무 가공 및 설계 주의사항] 제공되는 2D 시각화 및 AutoCAD DXF 치형 데이터는 설계 레이아웃 검토 참고용(Reference Only)입니다. 와이어 방전 가공(Wire-EDM), NC 밀링 등 실가공 시에는 사용 공작기계 공차, 와이어 갭 보정, 치저경 허용 공차(-0.2~-0.4mm) 및 열처리 여유를 반드시 최종 확인·보정한 후 가공하십시오.

table_rows

단별 상세 엔지니어링 제원 요목표

Unit: mm, N, N·m, rpm

menu_book 동력 전달 감속비 & 축간거리 설계 가이드

감속기는 모터의 고속 회전 운동을 기계 설비가 요구하는 최적의 저속·고토크 회전 운동으로 변환하는 핵심 동력전달 요소입니다.

looks_one 다단 복합 감속(Compound Reduction)의 원리

단일 단으로 1:10 이상의 높은 감속비를 구현하려면 종동 기어의 크기가 비대해져 기계의 풋프린트가 커집니다. 이때 2단, 3단의 카운터샤프트(중간축) 구조를 채택하면 작은 크기의 기어들로 총 합성 감속비 i_total = i1 × i2 × ... × in를 컴팩트하게 구성할 수 있습니다.

looks_two 타이밍 벨트 정밀 축간거리 역산 (JIS B 1856)

타이밍 벨트는 치형 피치(p)가 규격화되어 임의 길이로 절단할 수 없는 엔들리스 벨트입니다. 가조립 목표 축간거리로 이론 길이를 산출한 뒤, 가장 가까운 정수 잇수(zb)의 표준 벨트를 선정하고, 공차 없는 조립을 위해 공식에 따라 실제 축간거리 C를 정확히 역산하여 가공해야 합니다.

looks_3 롤러 체인 짝수 링크수(Even Links)와 오프셋 방지

체인은 내륜 링크와 외륜 링크가 짝을 이루어야 안정적으로 조립됩니다. 홀수 링크수를 사용하면 특수한 오프셋 링크(반링크)가 필요한데, 이는 굽힘 하중을 받아 피로 강도가 30% 이상 저하됩니다. 본 계산기는 링크수를 자동으로 짝수로 올림 처리한 정밀 축간거리를 제공합니다.

looks_4 치면 접선력(Ft)과 축 하중(Radial/Axial Force)

기어 이빨에 작용하는 전달력은 접선력 Ft = 2000·T / d로 계산되며, 압력각과 비틀림각에 의해 반경력(Fr)과 축방향 스러스트력(Fa)이 발생합니다. 이 값들은 샤프트 축경 선정 및 베어링 수명 계산의 필수 입력 기초 데이터가 됩니다.

help_outline 자주 묻는 질문 (FAQ)

Q. 감속 단수는 최대 몇 단까지 계산할 수 있나요? expand_more

본 계산기는 단수 제한이 없는 동적 N단 아키텍처로 구현되어 있습니다. 1단부터 3단 퀵 프리셋은 물론, [+ 감속단 추가] 버튼을 통해 4단, 5단 이상의 다단 기어열/풀리열도 자유롭게 추가하여 연산할 수 있습니다.

Q. 타이밍 벨트의 소풀리 맞물림 잇수(zm)는 왜 중요한가요? expand_more

타이밍 벨트는 소풀리에 이빨이 최소 6개 이상(zm ≥ 6) 동시에 맞물려야 정격 전달 토크를 안전하게 견딜 수 있습니다. 맞물림 잇수가 6개 미만이면 치면 전단 응력 집중으로 이빨이 탈락(Tooth shear)하거나 벨트 슬립(Jumping)이 발생할 위험이 있습니다. 본 계산기는 이를 실시간 판정하여 경고합니다.

Q. AutoCAD DXF 도면에는 어떤 정보가 포함되나요? expand_more

다운로드되는 DXF 파일은 AutoCAD R12 AC1009 규격으로 작성되어 모든 CAD 소프트웨어에서 1:1 실척으로 열립니다. 좌측에는 축 중심선, 피치원(PCD), 외경원(da), 이뿌리원(df), 중심거리 치수선이 작도되며, 우측에는 종합 시스템 사양표 및 단별 상세 제원 요목표가 표준 도면층(0~8)으로 완벽히 생성됩니다. 또한 하단에는 3D CAD에서 1클릭 돌출(Extrude) 가능한 부품별 닫힌 외곽선(Closed Polyline)이 포함됩니다.

Q. 다운로드한 DXF 치형으로 와이어 컷팅(Wire-EDM)이나 NC 가공을 바로 진행해도 되나요? expand_more

본 도구의 2D 데이터는 '설계 및 레이아웃 검토 참고용(Reference Only)'이므로, 실가공 전 반드시 현장 공차 보정이 필요합니다. 생성된 치형 곡선은 KS/JIS 이론 표준 기하학 치수입니다. 와이어 방전 가공 시에는 와이어 전극 반경(Wire Radius) 및 방전 갭(Spark Gap)을 CAM 프로그램에서 옵셋 보정해야 하며, 체인 스프라켓의 치저경 허용 공차(-0.2 ~ -0.4mm)와 고주파 열처리 수축/변형 여유를 현장 가공자가 최종 검토·보정한 후 가공 코드를 생성해야 합니다.