해설 보기
정답테이퍼 롤러 베어링은 원뿔형 접촉각을 가져 레이디얼 하중과 스러스트 하중을 동시에 지지하는 대표적인 복합하중용 베어링입니다.
핵심 개념
🔑 베어링의 하중 방향별 분류 — 레이디얼·스러스트·복합하중
베어링은 지지할 수 있는 하중의 방향에 따라 반경방향(레이디얼) 하중용, 축방향(스러스트) 하중용, 그리고 두 하중을 동시에 받을 수 있는 복합하중용으로 나뉩니다. 전동체와 궤도륜의 접촉선이 축선에 대해 기울어져 있으면 하중이 경사진 방향으로 전달되므로 축방향 성분까지 감당할 수 있게 됩니다. 이 원리 때문에 접촉각을 가진 테이퍼 롤러 베어링이나 앵귤러 콘택트 볼 베어링이 대표적인 복합하중용 베어링으로 분류됩니다. 반대로 전동체가 원통형이거나 접촉선이 축과 수직에 가까울수록 축방향 하중 지지 능력은 거의 없습니다.
선지별 해설
①테이퍼 롤러 베어링은 궤도면과 롤러가 원뿔면으로 접촉하여 접촉각이 존재하므로, 반경방향 하중과 축방향 하중을 동시에 크게 지지할 수 있습니다. 자동차 휠 허브나 감속기 축처럼 복합하중이 걸리는 곳에 널리 쓰이는 가장 적합한 선택입니다.
②자동조심 볼 베어링은 외륜 궤도면이 구면이라 축의 처짐이나 설치 오차를 자동으로 보정하는 데 목적이 있습니다. 주로 레이디얼 하중을 받으며 축방향 하중 지지 능력은 작아 복합하중용으로 가장 적합하다고 보기 어렵습니다.
③깊은홈 볼 베어링은 약간의 축방향 하중도 받을 수 있으나 기본적으로 레이디얼 하중 전용에 가깝습니다. 접촉각이 거의 0에 가까워 축방향 하중 부담 능력이 테이퍼 롤러 베어링보다 훨씬 작으므로 '가장 적합한 것'은 아닙니다.
④니들 베어링은 지름이 매우 작고 긴 원통형 롤러를 사용해 좁은 공간에서 큰 레이디얼 하중을 받는 데 특화되어 있습니다. 축방향 하중은 사실상 지지하지 못하므로 이 문제의 조건에 맞지 않습니다.
해설 보기
정답치형수정(전위), 압력각 증가, 피니언 잇수를 최소잇수 이상으로 하는 ㄱ·ㄴ·ㄷ이 올바른 언더컷 방지법입니다.
핵심 개념
🔑 기어의 언더컷(이 뿌리 파임)과 그 방지법
언더컷은 잇수가 적은 피니언을 창성 절삭할 때 공구의 끝단이 이뿌리 부분을 깎아내어 이뿌리가 가늘어지는 현상입니다. 이가 약해지고 물림률이 떨어지므로 반드시 피해야 합니다. 언더컷은 이론적으로 한계잇수 Z ≥ 2/sin²α 보다 잇수가 적을 때 발생하므로, 방지법은 이 식의 변수를 조정하는 방향으로 정리됩니다. 즉 ① 잇수를 한계(최소)잇수 이상으로 늘리거나, ② 압력각 α를 크게 하거나, ③ 전위기어를 사용해 치형을 수정하거나, ④ 이높이를 낮춘 낮은이(stub tooth)를 쓰는 것입니다. 반대로 이높이를 높이면 공구 끝이 더 깊이 파고들어 언더컷이 오히려 심해집니다.