기어 맞물림 주파수 (Gear Mesh Frequency) 계산

기어 맞물림 주파수(GMF)의 정의

기어 맞물림 주파수(GMF)의 개념을 이해하는 것은 기어 성능을 평가하고 잠재적인 문제를 진단하는 데 중요합니다. 
 
기어 맞물림 주파수는 기어쌍이 회전 운동하면서 접촉하는 정도를 의미하고 1초당 기어쌍이 접촉하는 정도를 표현하므로 주파수 단위인 Hz를 사용합니다. 
 
기어쌍이 회전하면서 접촉하는 정도는 기어의 잇수(Z)와 회전하는 속도(RPM)과 연관이 있습니다. 당연히 잇수가 많고 속도가 빠르면 GMF 주파수가 높게 나타납니다. 
 

 

기어 맞물림 주파수(GMF)의 계산

기어쌍의 맞물림 주파수의 계산은 아래와 같이 계산됩니다. 
$$GMF = Number\ of\ gear\ teeth\times   \frac{RPM}{60} $$
 
예를 들어 아래 그림의 감속기 모델에서 입력축이 600RPM으로 회전할 때, 파란색 기어쌍의 맞물림 주파수는 Gear1의 잇수가 23개 이므로 GMF는 다음과 같이 계산됩니다. 
$$GMF_{Pair1} = 23\times   \frac{600}{60} = 230 Hz$$

붉은색 기어쌍의 맞물림 주파수는 Gear2-2의 잇수23과  두번째 축의 회전수(RPM)를 60으로 나눈 값을 곱하여 계산합니다.

두번째 축의 회전수는 기어비에 따라 입력축의 600RPM으로 회전할 때, 600 x 23/58 = 237.93 RPM이므로 붉은색 기어쌍의 맞물림 주파수는 다음과 같이 계산됩니다. 
$$GMF_{Pair2} = 23\times   \frac{237.93}{60} = 91.2Hz$$