일반기계기사실기 래크와 피니언 기계재료 선정

일반기계기사실기나 건설기계설비기사 등에서 가끔 출제되는 래크와 피니언 장치에서 각 부품의 기계재료를 선정하는 방법을 알보도록 하겠습니다.

먼저도 래크와 피니언기어의 제도법과 간단한 기어 계산공식에 대해서는 아래와 같이 설명드린 바 있구요.

먼저 아래 3D등각 분해조립도를 보면 몇개의 부품으로 구성이 되는데, 빨강색의 부품은 하우징 또는 본체 등으로 부품도명을 작명하시면 됩니다. 이런 형상의 부품은 선반이나 밀링 같은 기계에서 한번에 가공하기가 어려운 부품으로 실기시험에서는 주물품이나 주강품으로 선정해주시면 됩니다.

여기서는 하우징으로 하여 재질을 SC450으로 하였습니다. SC는 주강품을 의미하는 것입니다.

그리고, 래크기어축이나 피니언기어는 SM45C(기계구조용탄소강)로 선정하여 열처리를 하거나 SCM440(크롬몰리브덴강)으로 선정해주어도 무방합니다.

크롬몰리브덴강(SCM)과 같은 경우 침탄열처리를 하는데 높은 경도를 필요로 부품의 표면에 탄소를 침투시키고 고탄소 강으로 만드는 방법으로 0.2%C의 탄소강으로 만든 제품을 주철로 만든 상자 속에 넣어 목탄과 탄산바륨 등과 같은 침탄제 속에 묻고 이것을 봉한 후 약 900℃로 가열하면 표면에 탄소가 침투되어 고탄소강이 됩니다.

크롬－몰리브덴강(내열강)

크롬강에 0.15～0.45%Mo을 첨가하여 담금질성이나 뜨임 저항성과 뜨임 메짐성을 개선한 것이다.또 Mo은 고온강도를 높이는 특성을 가지고 있으므로 용접성이 좋고 크리프 저항도 400～500℃까지는 크다. 용도는 주로 기계의 축, 기어, 강력볼트, 암레버 등이며 그 밖에 사용범위가 대단히 넓다.

커버류는 주강품으로 하는 경우도 있으나 주강품은 소형 부품보다는 대형 부품에 적용하는게 좋고, SS400(일반구조용 압연강)이나 SM45C 정도로 선정해주어도 됩니다.

래크와 피니언의 경우 왕복운동을 하며 두 부품끼리 마찰을 일으키므로 열처리를 지시해주어야 하겠지요~