인볼루트 함수 계산기
도 또는 라디안 각도에서 inv alpha를 계산해 정확한 기어 형상과 기계 설계에 활용하세요.
인볼루트 함수 계산
각도를 입력해 alpha의 탄젠트에서 라디안으로 나타낸 alpha를 뺀 값을 구하세요.
인볼루트 함수 알아보기
인볼루트 함수는 inv alpha = tan alpha 빼기 alpha로 정의되며, 뺄셈에 사용하는 alpha는 반드시 라디안이어야 합니다. 이 함수는 팽팽한 실을 원에서 풀어낼 때 실 끝이 그리는 곡선인 원의 인볼루트와 밀접하게 관련됩니다. 현대의 대부분의 평기어와 헬리컬 기어가 인볼루트 치형을 사용하므로 기어 설계에서 특히 중요한 기하학입니다.
인볼루트 치형은 중심 거리가 조금 변해도 맞물린 기어가 일정한 속도비로 운동을 전달하도록 합니다. 작용선은 기초원에 계속 접하므로 힘의 방향을 예측할 수 있고 맞물림도 부드럽습니다. 엔지니어는 압력각, 기초원 형상, 이 두께, 전위량, 측정 치수의 관계를 구할 때 인볼루트 함수를 사용합니다. 따라서 20도 같은 표준 압력각이 인볼루트 계산에 자주 등장합니다.
각도를 도 단위로 입력할 수 있지만 공식에는 라디안이 필요합니다. 계산기는 도 단위 값에 원주율을 곱하고 180으로 나눈 다음, 탄젠트를 구하고 라디안 각을 뺍니다. 20도에서 alpha는 약 0.3490658504라디안입니다. 탄젠트는 약 0.3639702343이므로 인볼루트 값은 약 0.0149043839입니다. 라디안으로 표현한 두 각량의 차이이므로 결과는 무차원입니다.
인볼루트 값은 0 부근에서 천천히 증가하다가 각도가 90도에 가까워질수록 빠르게 증가합니다. 작은 각도에서의 급수는 alpha의 세제곱을 셋으로 나눈 항으로 시작합니다. 이 때문에 일반적인 기어 압력각에서는 함수값이 각도 자체보다 훨씬 작습니다. 탄젠트는 90도의 홀수배에서 정의되지 않으므로 해당 입력에서는 유한한 인볼루트 값을 얻을 수 없습니다. 그 지점에 매우 가까운 값도 극도로 커지고 반올림에 민감해질 수 있습니다.
이 계산기는 도와 라디안 모두를 지원하여 변환 실수를 줄입니다. 익숙한 각도 단위로 표시된 도면이나 기어 사양을 읽을 때는 도를 사용하세요. 이전 공학 계산에서 alpha가 이미 수학적 형태로 주어졌다면 라디안을 사용하세요. 변환된 라디안 각도를 함께 표시하므로 대입 과정을 명확히 확인하고 계산을 추적할 수 있습니다. 제조 공차나 표준에 따른 기어 설계에서는 충분한 정밀도를 유지하고 해당 사양에서 요구하는 반올림 규칙을 적용하세요.
인볼루트 함수 예시
| 각도 | 인볼루트 함수값 | 용도 |
|---|---|---|
| 14.5도 | 0.0055448428 | 일부 기어 시스템에서 쓰인 전통적인 압력각입니다. |
| 20도 | 0.0149043839 | 현대 기어에서 흔히 쓰는 표준 압력각입니다. |
| 25도 | 0.0299753452 | 기어 이의 강도를 중시할 때 쓰는 더 큰 압력각입니다. |
| 0.5라디안 | 0.0463024898 | 라디안을 직접 입력하면 단위 변환이 필요 없습니다. |
인볼루트 값 계산 방법
- 압력각 또는 계산할 각도를 입력하세요.
- 입력값에 맞게 도 또는 라디안을 선택하세요.
- 인볼루트 계산을 눌러 단위를 변환하고 공식을 계산하세요.
- 무차원 인볼루트 값을 필요한 기어 또는 기하 방정식에 사용하세요.
인볼루트 함수 자주 묻는 질문
인볼루트 함수 공식은 무엇인가요?
alpha의 탄젠트에서 alpha를 빼는 공식입니다. 탄젠트에서 뺄 때 alpha는 반드시 라디안이어야 합니다.
기어 설계에서 인볼루트 함수를 사용하는 이유는 무엇인가요?
인볼루트 치형은 맞물리는 동안 일정한 속도비를 유지합니다. 또한 다른 여러 치형보다 작은 중심 거리 변화에 잘 대응합니다.
인볼루트 값의 단위는 도인가요?
아니요. 결과는 무차원입니다. 입력 단위가 도여도 계산 전에 라디안으로 변환합니다.
20도의 인볼루트 값은 얼마인가요?
alpha를 약 0.3490658504라디안으로 사용하면 약 0.0149043839입니다. 표준 기어 계산에서 자주 사용하는 기준값입니다.
일부 각도가 유효하지 않은 이유는 무엇인가요?
탄젠트는 90도에 180도의 정수배를 더한 지점에서 정의되지 않습니다. 따라서 인볼루트 함수도 해당 지점에서 유한한 값을 갖지 않습니다.