기어 모듈 다이아메트럴 피치 혼동은 산업재 소싱에서 가장 값싸게 저지르는 실수입니다. 같은 이 크기를 두 개의 숫자가 각각 설명하고, 바이어는 휴대폰 계산기로 하나를 다른 하나로 환산하며, 도착한 기어는 축에 잘 끼워지고 손으로 돌리면 잘 돌아가는데도 상대 기어와 맞물리면 여전히 뜨겁고 시끄럽습니다. 25.4라는 계수는 환산 계수일 뿐, 맞물림 보증이 아닙니다.
기어, 기어모터, 랙 앤 피니언 세트, 윈치, 선회 구동장치, 또는 안쪽에 맞물리는 이가 들어 있는 조립품을 수출한다면, 재주문을 조용히 죽이는 것이 바로 이 사양 한 줄입니다. 아래에서는 두 체계가 실제로 무엇을 재는지, 읽어도 되지만 발주서에는 절대 붙여 넣으면 안 되는 환산표, 그리고 정답이 각각 다른 네 가지 소싱 시나리오를 다룹니다.
기어 모듈 다이아메트럴 피치: 하나의 이, 두 개의 측정 체계
모듈(m)은 이 크기를 밀리미터로 나타낸 값으로, 기어의 기준 피치원 지름을 잇수로 나눈 값입니다. 다이아메트럴 피치(DP)는 같은 이 크기를 기준 피치원 지름 1인치당 잇수로 나타낸 값입니다. 하나는 길이이고 다른 하나는 밀도이며, 문제의 전부가 여기에 있습니다.
| 항목 | 미터법(모듈) | 인치법(다이아메트럴 피치) |
|---|---|---|
| 정의 | m = d / z (mm) | DP = z / d (인치당 잇수) |
| 기준 피치원 지름 | d = m x z | d = z / DP |
| 이끝원 지름, 표준 외접 스퍼 기어 | da = m x (z + 2) | da = (z + 2) / DP |
| 원주 피치 | p = pi x m | p = pi / DP |
| 방향 | 숫자가 클수록 이가 크다 | 숫자가 클수록 이가 작다 |
| 환산 | m = 25.4 / DP | DP = 25.4 / m |
마지막 행이 잘못된 주문 대부분이 시작되는 지점입니다. 모듈과 DP는 서로 반대 방향으로 움직입니다. "모듈 2보다 굵은 이가 필요하다"는 말을 듣고 DP 카탈로그를 펼친 바이어는 본능적으로 더 큰 숫자를 찾게 되는데, DP가 크다는 것은 이가 더 가늘다는 뜻입니다.
표준 자체도 오래전에 갈라섰습니다. ISO 54의 정식 명칭은 Cylindrical gears for general engineering and for heavy engineering — Modules이고, 1996-12-15자 제2판이 Modules and diametral pitches라는 제목이었던 1977년 제1판을 폐지·대체했습니다. 이것은 제도적 결정으로 읽어야 합니다. 미터법 표준이 인치 계열 사다리를 자기 안에 담기를 그만둔 것입니다. 인치 계열 기어는 이제 AGMA 문서에서 다루며, 두 생태계는 사양서를 쓰는 사람, 즉 공급자인 여러분이 의도적으로 연결해 주어야 합니다.
읽어도 되지만 발주서에 붙여 넣으면 안 되는 환산표
ISO 54는 모듈을 우선 채택 계열인 계열 1과 차선인 계열 2로 나눕니다. 우선 미터 계열을 정확히 환산하면 다음과 같습니다.
| 우선 모듈 (mm) | 정확한 환산 DP | 가장 가까운 표준 DP | 대체했을 때의 오차 |
|---|---|---|---|
| 1 | 25.400 | 24 | 이가 5.8% 굵어짐 |
| 1.25 | 20.320 | 20 | 이가 1.6% 굵어짐 |
| 1.5 | 16.933 | 16 | 이가 5.8% 굵어짐 |
| 2 | 12.700 | 12 | 이가 5.8% 굵어짐 |
| 2.5 | 10.160 | 10 | 이가 1.6% 굵어짐 |
| 3 | 8.467 | 8 | 이가 5.8% 굵어짐 |
| 4 | 6.350 | 6 | 이가 5.8% 굵어짐 |
| 5 | 5.080 | 5 | 이가 1.6% 굵어짐 |
| 6 | 4.233 | 4 | 이가 5.8% 굵어짐 |
| 8 | 3.175 | 3 | 이가 5.8% 굵어짐 |
반대 방향으로 환산한 인치 계열은 다음과 같습니다.
| 표준 DP | 정확한 환산 모듈 (mm) | 가장 가까운 우선 모듈 | 대체했을 때의 오차 |
|---|---|---|---|
| 48 | 0.529 | 0.5 | 이가 5.8% 가늘어짐 |
| 32 | 0.794 | 0.8 | 이가 0.8% 굵어짐 |
| 24 | 1.058 | 1 | 이가 5.5% 가늘어짐 |
| 20 | 1.270 | 1.25 | 이가 1.6% 가늘어짐 |
| 16 | 1.588 | 1.5 | 이가 5.5% 가늘어짐 |
| 12 | 2.117 | 2 | 이가 5.5% 가늘어짐 |
| 10 | 2.540 | 2.5 | 이가 1.6% 가늘어짐 |
| 8 | 3.175 | 3 | 이가 5.5% 가늘어짐 |
| 6 | 4.233 | 4 | 이가 5.5% 가늘어짐 |
| 4 | 6.350 | 6 | 이가 5.5% 가늘어짐 |
이제 두 표를 나란히 보십시오. 어떤 우선 미터 모듈도 표준 다이아메트럴 피치에 떨어지지 않고, 어떤 표준 다이아메트럴 피치도 우선 모듈에 떨어지지 않습니다. 두 사다리는 발판을 단 하나도 공유하지 않습니다. 모든 환산은 한쪽 카탈로그에만 있고 다른 쪽에는 없는 숫자를 만들어 냅니다. "모듈 3은 8.47 DP다"가 참인 문장이면서 동시에 쓸모없는 발주서인 이유입니다.
이 크기가 1.6%만 달라도 두 기어는 그저 조금 거칠게 도는 정도로 끝나지 않습니다. 치면의 어긋난 위치에서 접촉하고, 물림률 대부분을 잃고, 하중이 이끝에 집중되며, 열처리 불량처럼 보이는 마모 패턴을 남깁니다. 돌아오는 클레임에 "피치 불일치"라고 적혀 있지는 않을 것입니다.
피치가 맞아도 기어가 맞는 것은 아닌 이유
피치는 일치해야 할 다섯 가지 가운데 첫 번째일 뿐입니다. 완벽하게 환산하고도 돌아가지 않는 기어를 출하할 수 있습니다.
| 항목 | 다를 때 생기는 문제 | 어디에 숨어 있는가 |
|---|---|---|
| 압력각 | 치면이 잘못된 경사로 만나 물림률이 무너짐 | 20도가 표준 기준 랙이지만, 인치 기어에는 14.5도 구형 재고와 25도 중하중용 재고가 아직 남아 있음 |
| 전위(어덴덤 수정 계수, x) | 피치는 맞는데 중심거리와 이 두께가 틀림 | 카탈로그 페이지에는 거의 표기되지 않음 |
| 헬리컬 기어의 치직각 모듈과 축직각 모듈 | 같은 기어에 서로 다른 두 숫자; mt = mn / cos(beta) | 어느 쪽 모듈인지 밝히지 않고 "모듈 3 헬리컬"이라고만 쓴 견적서 |
| 비틀림 방향과 비틀림각 | 아예 맞물리지 않거나, 맞물리되 아무도 베어링을 설계해 두지 않은 축방향 추력이 발생 | 좌우가 실수로 뒤집히기 쉬운 사진 |
| 정밀도 등급 | 바이어는 등급을 올렸다고 생각하는데 실제로는 내려감 | 아래 참조. 번호 체계가 반대로 되어 있음 |
마지막 항목은 따로 경고할 만합니다. 정밀도 등급 번호는 구형 인치 체계와 ISO 체계에서 서로 반대 방향으로 매겨집니다. 구형 AGMA 2000-A88은 품질 등급 Q3부터 Q15까지를 정의했고, 여기서는 숫자가 클수록 정밀했습니다. ISO 1328-1은 숫자가 작을수록 정밀한 정밀도 등급을 정의하며, ANSI/AGMA ISO 1328-1-B14가 ISO 방향을 채택했습니다. 따라서 "Q10에서 등급 8로 올려 달라"는 발주서는 양쪽이 각각 어느 문서를 보고 있느냐에 따라 상향일 수도, 하향일 수도, 성립하지 않는 요구일 수도 있습니다. 등급 번호 옆에는 항상 표준 번호를 함께 쓰십시오.
이것은 공개된 피치 환산표에 들어 있는 함정과 같은 종류입니다. 계산은 맞는데 사람들이 거기서 끌어내는 결론이 틀립니다. 미터 나사와 인치 나사로 이미 데어 본 적이 있다면 익숙한 패턴일 것입니다. 체계는 둘, 손으로는 들어가고, 결국은 샙니다.
시나리오 A: 샘플 기어는 있는데 도면이 없을 때
바이어가 사진을 보내거나 마모된 피니언을 택배 봉투에 담아 보내면서 "이거 만들 수 있나요"라고 묻습니다.
이렇게 하십시오: 잇수(z)를 세고, 이끝원 지름(da)을 캘리퍼로 세 위치에서 재어 가장 큰 값을 택한 뒤, 두 공식을 모두 계산합니다.
- 미터법 추정: m = da / (z + 2)
- 인치법 추정: DP = (z + 2) / da(인치 단위)
둘 중 하나는 카탈로그 값에 가깝게 떨어지고, 그 값이 이 기어가 어느 생태계에서 왔는지 알려 줍니다. 잇수 62개에 이끝원 지름이 128.0 mm인 기어는 m = 128 / 64 = 2.0이 되고, 이는 우선 모듈이므로 미터법 기어입니다. 같은 기어를 5.334 in으로 재면 DP = 64 / 5.334 = 12.0이 되고, 이는 표준 DP이므로 인치 기어입니다. 두 값이 동시에 맞아떨어지는 일은 거의 없습니다.
이 방법이 깨지는 지점: 전위 기어입니다. 양의 전위는 이끝원 지름을 m(z + 2)보다 크게 만들기 때문에, 계산한 모듈이 높게 그리고 비표준으로 나옵니다. 숫자가 두 카탈로그 값 사이에 어정쩡하게 떨어진다면 특이한 피치가 아니라 전위를 의심하고, 견적을 내기 전에 오버핀 또는 오버볼 치수를 측정하십시오.
시나리오 B: 바이어 도면은 DP인데 공장은 모듈로 견적할 때
이렇게 하십시오: 환산해 놓고 그대로 진행하지 마십시오. 실제로 가공할 수 있는 미터법 기어로 견적하고, 그 모듈과 압력각, 그리고 표준 번호를 붙인 정밀도 등급을 명시한 다음, 바이어가 이미 쓰고 있는 인치 기어와는 맞물리지 않는다는 사실을 견적서에 분명히 적으십시오. 그리고 한 쌍으로 제안하십시오.
공급자는 예의를 차리다가 이 주문을 놓칩니다. "네, 8 DP에 맞춰 드릴 수 있습니다"라고 답하면서 모듈 3 기어를 보내는 견적은 부작위에 의한 거짓말이고, 바이어는 그것을 자기 공장 조립 라인에서, 여러분 이름이 찍힌 상자를 앞에 두고 알게 됩니다. "당사는 모듈 3으로 가공합니다. 가장 가까운 인치 환산값은 8.47 DP이며 이는 표준 피치가 아닙니다. 8 DP 한 쌍을 교체하려면 두 기어를 모두 공급해야 합니다"라고 쓴 견적은 가격에서 지더라도 신뢰에서 이깁니다.
시나리오 C: 가동 중인 기계에 들어갈 교체 기어를 견적할 때
이렇게 하십시오: 부러진 부품이 아니라 상대 기어를 사양의 기준으로 삼으십시오. 두 기어의 잇수, 중심거리, 그리고 스케일이 함께 찍힌 조립 상태 사진을 요청하십시오. 중심거리는 전위를 드러내는 숫자입니다. 표준 한 쌍이라면 a = m(z1 + z2) / 2입니다. 실측 중심거리가 이 값과 백래시 허용치 이상으로 어긋난다면 원래 한 쌍은 전위 기어였다는 뜻이고, "정확한" 교체품은 물려서 뻑뻑해지거나 덜컹거리게 됩니다.
이 방법이 깨지는 지점: 마모된 기어는 작게 측정됩니다. 치면이 0.3 mm 닳아 나간 기어도 이끝원 지름은 원래대로 남아 있습니다. 샘플에서 이 두께를 재려 하지 말고 이끝을 재고 잇수를 세야 하는 이유가 여기에 있습니다.
시나리오 D: 두 시장을 하나의 카탈로그로 감당할 때
이렇게 하십시오: 모듈을 주 사양으로 싣고 DP는 괄호 안에 병기하되, 괄호 안 숫자를 절대 반올림하지 마십시오. "모듈 3 (8.467 DP, 인치 계열에서는 비표준)"이라는 한 문장이 RFQ 한 부류를 통째로 막아 줍니다.
그리고 형상을 표에만 넣지 말고 그림에 넣으십시오. 이끝원 지름, 보어, 키홈, 허브 지름, 허브 돌출량, 치폭이 이미지 위에 직접 표기된 기어 선도는, 사양 표가 이메일 두 번에 걸쳐 답하는 것을 2초 만에 답합니다. 피팅이나 주물의 산업용 사양 도면이 작동하는 원리도 같고, 베어링 호칭이 기어 호칭보다 확인 문의를 덜 받는 이유도 같습니다. 베어링 번호는 세 가지 치수를 담고 있고, 바이어들은 그것을 읽는 법을 이미 익혔습니다.
의사결정 매트릭스
| 상황 | 취할 조치 | 하지 말아야 할 것 |
|---|---|---|
| 샘플 기어만 있고 도면 없음 | z를 세고 da를 재서 두 공식을 모두 시험한 뒤 카탈로그 계열과 대조 | 원산지가 체계를 알려 준다고 가정 |
| 바이어 도면은 DP, 공장은 모듈 | 미터법으로 견적하고 비등가성을 고지하며 상대 기어까지 한 쌍으로 제안 | 환산해 놓고 "동등품"이라고 말하기 |
| 조립품 안에 들어갈 교체품 | 상대 기어와 중심거리를 기준으로 사양 결정 | 부러진 부품을 그대로 복제 |
| 두 시장 겸용 카탈로그 | 모듈을 주로, 반올림하지 않은 DP를 괄호에, 형상은 이미지에 | 8.467을 8.5로 반올림 |
| 등급 상향 요청 | 등급과 표준 번호를 함께 기재 | 숫자가 크면 더 좋다고 가정 |
바이어가 실제로 검증할 수 있는 기어 사양 블록
위의 모든 내용은 게시 가능한 블록 하나로 압축됩니다. 카탈로그 페이지와 견적서 양쪽에 아래 항목이 들어 있으면 "기어 모듈 다이아메트럴 피치" 질문은 더 이상 들어오지 않습니다.
| 항목 | 기재 예시 | 바이어에게 필요한 이유 |
|---|---|---|
| 모듈(치직각) | mn = 3 mm | 주된 이 크기 사양 |
| 다이아메트럴 피치 환산값 | 8.467 DP (인치 표준 피치 아님) | 환산 추측을 차단 |
| 잇수 | z = 24 | 모듈과 함께 모든 지름을 확정 |
| 압력각 | 20도 | 맞물림 호환성 |
| 비틀림각과 방향 | 0 (스퍼) / 15도 우(RH) | 추력과 맞물림 |
| 전위 계수 | x = 0 | 중심거리 |
| 이끝원 지름 | da = 78.0 mm | 도착 즉시 캘리퍼로 검증되는 숫자 |
| 치폭 | b = 30 mm | 부하 용량, 포장 |
| 보어와 키홈 | 25H7, 8 x 3.3 JS9 | 조립 적합성 |
| 정밀도 등급 | ISO 1328-1 등급 8 | 표준 번호와 함께, 언제나 |
| 재질과 열처리 | 20CrMnTi, 침탄 58-62 HRC | 기대 수명 |
실무 팁: 위 항목들은 바이어가 이미지 아래가 아니라 이미지 위에서 볼 수 있을 때에만 질문을 막아 줍니다. 실측한 치수를 사진에 고정해 주는 도구, 즉 기어의 실제 모서리에 선을 스냅시키고 소프트웨어가 그 숫자를 그대로 들고 가게 한 뒤 각 마켓플레이스의 사양 도면 규격으로 내보내는 방식은, 범용 이미지 편집기에서 손으로 화살표를 그리는 것보다도, 측정한 적 없는 "78 mm"를 태연하게 그려 내는 AI 이미지 생성기보다도 낫습니다. 기어에서 지어낸 치수는 미관 문제가 아니라 반품 컨테이너입니다.
견적 전 점검표
- 잇수는 옛 도면을 읽지 말고 직접 세어 확인
- 이끝원 지름은 세 위치에서 측정하고 가장 큰 값을 사용
- 두 공식 모두 계산: m = da / (z + 2)와 DP = (z + 2) / da(인치)
- 결과를 우선 모듈 계열과 표준 DP 계열에 대조
- 중심거리 또는 오버핀 측정으로 전위 여부를 확정
- 압력각은 20도라고 가정하지 말고 명시
- 헬리컬 기어는 모두 치직각 모듈인지 축직각 모듈인지 명시
- 비틀림 방향은 사진으로 추정하지 말고 글로 명시
- 정밀도 등급은 표준 번호와 함께 기재
- 체계를 넘나드는 환산을 할 때는 비등가성을 서면으로 고지
- 카탈로그 이미지에 이끝원 지름, 치폭, 보어, 키홈, 허브 표기
자주 묻는 질문
기어 모듈을 다이아메트럴 피치로 어떻게 환산합니까?
25.4를 모듈로 나눕니다. DP = 25.4 / m. 모듈 2는 12.7 DP, 모듈 3은 8.467 DP입니다. 계산은 정확하지만 결과는 비교용 참고값일 뿐입니다. 환산된 값이 반대편 체계에서 재고로 있는 피치인 경우는 거의 없으므로, 환산해서 만든 기어와 카탈로그 기어는 맞물리지 않습니다.
모듈과 다이아메트럴 피치의 차이는 무엇입니까?
모듈은 이 크기를 밀리미터로 직접 재며 이가 커질수록 값도 커집니다. 다이아메트럴 피치는 피치원 지름 1인치당 잇수를 재며 이가 커질수록 값은 작아집니다. 같은 물리량을 정반대 방향에서 서술하기 때문에, 둘 사이의 환산은 쉬워 보이면서 실제로는 나쁘게 작동합니다.
도면 없이 기어의 모듈을 어떻게 알아냅니까?
잇수를 세고 이끝원 지름을 측정한 뒤 m = 이끝원 지름 / (잇수 + 2)로 계산합니다. 그 답을 우선 모듈 계열과 비교하십시오. 카탈로그 모듈에 가깝게 떨어지면 미터법 기어이고, 같은 공식의 인치 버전이 표준 DP에 가깝게 떨어지면 인치 기어입니다. 두 카탈로그 값 사이에 걸치는 결과는 대개 그 기어에 전위가 들어가 있다는 뜻입니다.
미터법 기어가 인치 기어와 맞물릴 수 있습니까?
우연히 맞는 경우가 아니면 어렵고, 그마저도 신뢰할 수 없습니다. 환산 피치가 가깝더라도 압력각, 이 프로파일, 전위 계수가 대개 달라서 치면의 잘못된 위치에서 접촉합니다. 한쪽만 바꾸지 말고 두 기어를 함께 교체하십시오.
기어 정밀도 숫자는 클수록 좋습니까?
어느 표준이냐에 따라 다릅니다. 구형 AGMA 2000-A88에서는 Q 숫자가 클수록 공차가 엄격했습니다. ISO 1328-1과 ANSI/AGMA ISO 1328-1-B14에서는 등급 숫자가 작을수록 공차가 엄격합니다. 등급은 언제나 그것이 나온 표준과 함께 적으십시오.