기어는 토크를 전달하고 회전 속도를 조정하는 주요 수단으로 사용되기 때문에 많은 기계 시스템에서 매우 중요합니다. 이 기계는 간단한 시계 및 현대적인 장치와 같은 장치의 핵심입니다. 자동차 전송.
이 가이드의 목적은 다양한 유형의 기어에 대해 논의하는 것입니다. 다양한 기어 설계에는 특정 기계적 요구 사항 및 과제에 적합한 고유한 응용 분야와 장점이 있습니다. 스퍼기어의 단순함부터 헬리컬기어의 복잡한 방향까지 모든 분류의 미묘함과 기술 사양을 폭넓게 검토합니다.
평 기어
평행 축 사이에서 회전 운동을 전달하는 가장 간단하고 가장 일반적으로 사용되는 유형의 기어입니다. 그들은 샤프트 축과 평행하게 위치하는 원통형 톱니를 가지고 있습니다. 이러한 기어의 톱니는 일반적으로 나선형 모양의 톱니 프로파일로 원주에 균일한 간격으로 나타납니다.
평기어의 특징
1. 원통형
2. 샤프트 축에 평행한 톱니
3.인벌루트 치형(일반적으로 사용)
4. 평행축을 사용한 작동
5. 모션은 양방향으로 전송될 수 있습니다.
평기어의 응용
단순성, 비용 효율성 및 평행 축 간에 동작을 전달하는 능력으로 인해 스퍼 기어는 다음을 포함하여 광범위한 기계 시스템 및 산업 전반에 걸쳐 광범위하게 사용됩니다.
- 자동차 변속기 및 차동장치
- 산업 기계(컨베이어 시스템, 인쇄기 등)
- 시계 및 시간 기록 장치
- 로봇 공학 및 자동화 시스템ѕ
- 가전제품(세탁기, 믹서기 등)
- 공작기계(선반, 밀링머신 등)
- 항공우주 응용 분야(항공기 액추에이터, 제어 시스템 등)
장점과 단점
장점:
심플한 디자인과 구성으로
저렴한 생산
평행 샤프트 내에서 매우 높은 전달 효율
다양한 크기와 재질을 기반으로 사용할 수 있습니다.
어느 방향으로든 모션을 전송할 수 있습니다.
단점 :
평행 샤프트 사이의 동작 전달로 제한됩니다.
특히 고속에서 소음과 진동이 많이 발생합니다.
샤프트의 정확한 정렬이 필요합니다.
다른 기어 유형에 비해 하중 전달 능력이 제한되어 있습니다.
고속이나 하중에서는 마모되고 톱니 간섭이 발생합니다.
헬리컬 기어
회전축에 평행하게 톱니가 있는 평기어와 달리 헬리컬 기어는 톱니가 기어 면을 따라 각도 또는 나선형으로 절단되어 있어 직선 기어와 달리 몸체 주위에 나선형 패턴을 형성합니다.
헬리컬 기어의 주요 특징은 다음과 같습니다.
- 각진 또는 나선형 톱니.
- 톱니는 기어 면을 따라 나선형 패턴을 형성합니다.
- 평행 또는 교차 샤프트로 작동할 수 있습니다.
- 평기어에 비해 부드러운 주행 및 조용한 작동.
평기어 대비 장점
기존 스퍼 기어와 비교하여 헬리컬 기어는 다음과 같은 여러 가지 이점을 제공합니다.
1. 더 부드럽고 조용한 작동: 스퍼 기어 페어링처럼 직선 기어가 갑자기 서로 맞물릴 때보다 각진 톱니의 점진적인 상호 작용이 더 부드럽고 조용한 성능으로 볼 수 있습니다.
2. 더 높은 하중 전달 능력: 각진 톱니를 가짐으로써 접촉 면적이 넓어 헬리컬 기어 시스템의 하중 전달 능력이 증가합니다.
3. 축 추력 용량: 축 추력 하중을 처리할 수 있습니다. 즉, 축 힘이 발생하는 곳에서 사용할 수 있습니다(Csmie et al., 2016).
4.교차축 능력 : 평행하지 않은 축 사이에 동력을 전달할 수 있어 다양한 분야에 적용 가능합니다.
5. 효율성 향상 : 평기어가 급격하게 맞물리는 것과 달리 헬리컬 기어는 톱니의 점진적인 맞물림을 통해 동력 전달 효율이 높아지기 때문입니다.
헬리컬 기어의 일반적인 용도
- 자동차 변속기 및 차동장치
- 산업 기계(컨베이어, 압축기, 펌프 등)
- 중장비(건설기계, 광산장비 등)
- 동력 전달 시스템
- 항공우주 응용 분야(항공기 변속기, 액추에이터 등)
- 해양 추진 시스템
- 압연기 및 철강 가공 장비
베벨 기어
이러한 유형의 기어는 일반적으로 90도라고 하는 각도로 교차하는 두 개의 샤프트 사이에서 회전 운동을 전달하는 데 사용됩니다. 후자는 회전축을 향해 비스듬히 절단된 톱니가 있는 원뿔 모양입니다.
베벨 기어의 종류
베벨 기어에는 다음과 같은 두 가지 주요 유형이 있습니다.
직선형 베벨 기어: 그들은 직각으로 교차하는 두 샤프트 사이에 운동을 전달할 수 있도록 원뿔 모양으로 만드는 직선 톱니 절단을 가지고 있습니다.
나선형 베벨 기어: 이 것들은 나선형으로 원뿔을 감싸는 곡선형 톱니를 가지고 있으며 직선형 나선형 것보다 더 조용하게 작동하면서 손상이나 마모 위험 없이 더 높은 속도와 하중에서 작업할 수 있도록 이러한 방식으로 설계되었습니다.
어플리케이션
1. 자동차 산업 - 차동 시스템, 조향 메커니즘, 변속기
2. 항공우주 산업 – 항공기 랜딩 기어 시스템, 헬리콥터 변속기 등
3. 산업 기계 - 컨베이어 시스템, 인쇄기, 기타 산업 장비
4. 해양 응용 분야 - 선박 추진 시스템, 방향타 메커니즘
5. 굴착기, 크레인 등과 같은 광산 및 건설 장비.
6. 동력 전달 시스템 - 기어 박스, 감속기, 다양한 동력 전달 응용 분야
다른 유형의 기어
랙 앤 피니언 기어
랙 앤 피니언 기어 시스템은 회전 운동을 선형 운동으로 변환하는 선형 액추에이터 유형입니다. 이는 다양한 톱니가 절단된 선형 막대와 맞물리는 둥근 피니언으로 구성됩니다.
회전하는 동안 피니언 기어가 랙의 톱니와 접촉하여 랙이 한 방향으로 이동합니다. 반대로 랙이 움직이면 피니언 기어가 회전하게 됩니다.
랙 및 피니언 기어의 일반적인 용도는 다음과 같습니다.
- 자동차의 조향 시스템
- 산업 기계에 사용되는 액추에이터
- 리프팅 메커니즘 및 포지셔닝 시스템
- 슬라이딩 게이트 및 도어
내부 기어
내부 기어는 톱니가 원형 블랭크 외부가 아닌 내부에서 절단되는 기어 유형입니다. 이들은 주로 내부 기어의 내부 톱니와 톱니가 맞물리는 외부 기어와 함께 사용됩니다.
유성 기어 시스템에서 내부 기어는 여러 유성 기어가 외부 링뿐만 아니라 서로 맞물리는 중심 태양 역할을 하는 경우가 많습니다.
예를 들어 :
1.자동차 변속기(유성기어세트)
2. 차동 기어
3.감속기 또는 기어박스
4.로봇공학 및 자동화 시스템
비원형 기어
비원형 기어는 이름에서 알 수 있듯이 원형 모양이 없는 기어입니다. 그들은 특정 모션 패턴이나 다양한 부품 간의 가변 비율을 가질 수 있도록 특별히 설계된 프로파일을 가지고 있습니다.
여기에는 다음이 포함될 수 있습니다.
1.타원기어(Elliptical Gears): 여기에는 비원형 모양의 타원형 기어가 한 지점에서 다른 지점으로 동력을 전달하면서 이 단계를 거치기 때문에 다양한 비율과 진동 운동이 있습니다.
2.하이포사이클로이드 기어: 이 유형은 또한 가변 기어비와 함께 정밀한 모션 제어를 돕는 독특한 치형을 가지고 있습니다.
3. 타원형 기어: 이전 예와 마찬가지로 타원형 기어는 진동 운동과 다양한 기어 비율로 이어지는 타원형 모양을 가지고 있습니다.
비원형 기어는 특정 동작 패턴이나 가변 기어비가 필요한 상황에서 사용됩니다. 예를 들면 다음과 같습니다.
1. 기계식 캠 시스템
2.인덱싱 메커니즘
3.로봇공학 및 자동화 시스템
4. 정확한 모션 제어 요구 사항을 갖춘 특수 기계.
기어 재료 및 제조
소스
기어는 일반적으로 높은 수준의 응력과 마모를 견딜 수 있는 재료로 만들어집니다. 일반적으로 사용되는 기어 재료는 다음과 같습니다.
- 강철: 높은 강도, 내구성 및 강화된 특성을 위한 열처리 능력으로 인해 가장 일반적인 재료입니다.
- 탄소강: 가격이 저렴하고 적당한 강도의 용도에 적합합니다.
- 합금강: 크롬, 니켈, 몰리브덴과 같은 원소를 첨가하여 특성을 강화했습니다.
- 스테인리스강: 내식성이 뛰어나 녹이 우려되는 환경에 적합합니다.
- 주철: 높은 내마모성과 저렴한 비용이 중요한 대형 중부하 기어에 사용됩니다.
- 청동: 우수한 내마모성과 낮은 마찰력으로 웜 기어 및 고부하 저속 응용 분야의 기어에 자주 사용됩니다.
제조 공정
주조 - 특히 주철 또는 청동을 재료로 사용하는 대형 기어 또는 소량 생산에 적합합니다.
단조 – 이 강력한 방법은 금속을 강철 기어에 주로 사용되는 강한 금속으로 성형합니다.
금형/기계공작– 특히 원하는 형태의 기어 블랭크를 정확하게 얻기 위해 연삭을 포함하는 절단 공정을 포함합니다.
호빙 – 기어 톱니를 절단하는 가장 일반적인 방법입니다.
갈기– 이 공정은 기어 톱니, 기타 프로파일을 제조하는 데 활용됩니다.
연마– 특히 경화 기어의 기어 정밀도와 매끄러운 표면 조도를 보장하는 데 사용됩니다.
분말 야금 – 금속 분말을 기어 모양으로 압축한 후 소결하는 작업입니다. 중소형 기어의 대량 생산에 적합합니다.
사출 성형 – 이 공정은 용융된 플라스틱을 금형에 주입하여 플라스틱 기어를 만드는 것으로 구성됩니다.
맺음말
이 기사에서는 스퍼 기어, 헬리컬 기어, 베벨 기어 및 웜 기어와 같은 다양한 유형의 기어에 대해 설명하고 고유한 설계, 적용 분야 및 장점에 대해 자세히 설명합니다.EASIAHOME은 기어 제조의 어려움을 극복하는 데 도움을 줄 수 있는 기어 제조 전문가를 보유하고 있습니다.
