감속기어박스라고도 불리는 기어박스는 기계식 동력 전달 시스템에서 흔히 사용되는 장치입니다. 그 역할은 모터나 기타 동력원의 입력 속도와 토크를 특정 용도에 적합한 출력 속도와 토크로 변환하는 것입니다.
기어박스는 다양한 기어 조합을 통해 여러 감속비와 토크 출력을 구현할 수 있어, 기계식 동력 전달 시스템에서 필수적인 구성 요소입니다. 주요 역할은 속도를 낮추고 토크를 증대시키는 것입니다.
참고: 기어박스는 토크를 생성하지 않으며, 단지 전달할 뿐입니다.
기어박스의 정격 토크는 지속적으로 견딜 수 있도록 설계된 최대 연속 토크를 의미합니다. 이 토크를 초과하면 손상 또는 고장이 발생할 수 있습니다. 순간 허용 토크는 기어박스가 짧은 시간(일반적으로 수 초 이하) 동안 견딜 수 있는 최대 토크를 의미합니다. 이 값은 기어박스의 설계, 재질 선정, 그리고 견뎌야 하는 부하 및 운전 조건에 따라 달라집니다.
정상 운전 조건에서는 안정적인 작동과 충분한 수명을 보장하기 위해 출력 토크를 정격 토크 이하로 유지해야 합니다.
기어드 모터의 실제 출력 토크는 모터가 기어박스에 결합된 후 기어박스 출력축에서 전달되는 토크입니다. 다음 공식을 사용하여 계산할 수 있습니다:
기어박스 출력 토크 = 모터 토크 × 감속비 × 기어박스 효율
17HS15-1584S-MG10을 예로 들어 보겠습니다. 이 제품은 17HS15-1584S 스테퍼 모터와 MG17-G10 기어박스를 결합한 구성입니다.
기어박스 설치 전후의 토크 값은 아래 표와 같습니다:
| 모터 속도 (RPM) | 모터 토크 (Nm) | 기어박스 출력 속도 (RPM) | 기어드 모터 토크 (Nm) | 계산 토크 (모터 토크 × 감속비 × 효율) |
|---|---|---|---|---|
| 10 | 0.3259 | 100 | 2.49 | 2.9331 |
| 15 | 0.31 | 150 | 2.62 | 2.79 |
| 20 | 0.31 | 200 | 2.8 | 2.79 |
| 25 | 0.29 | 250 | 2.53 | 2.61 |
| 30 | 0.26 | 300 | 2.23 | 2.34 |
| 35 | 0.24 | 350 | 1.98 | 2.16 |
| 40 | 0.19 | 400 | 1.73 | 1.71 |
| 45 | 0.19 | 450 | 1.49 | 1.71 |
| 50 | 0.15 | 500 | 1.54 | 1.35 |
표에서 볼 수 있듯이, 기어드 모터의 실제 출력 토크는 계산값과 대체로 일치합니다. 따라서 높은 토크가 필요한 경우, 적절한 감속비를 가진 다양한 모터와 기어박스 조합을 유연하게 선택할 수 있습니다.
감속비가 클수록 출력 토크도 항상 더 큽니까?
답은 '아니오'입니다. 기어박스를 선정할 때 감속비가 높다고 해서 자동으로 더 큰 사용 가능한 출력 토크가 얻어지는 것은 아닙니다. 공식으로 계산한 이론값이 기어박스의 정격 토크를 초과해서는 안 되며, 초과할 경우 수명이 단축되고 영구적인 손상이 발생할 수도 있습니다.