올바른 기어박스를 선택하는 것은 기계 성능에 매우 중요하지만, 고려해야 할 요소가 너무 많아서 어려운 과제가 될 수 있습니다.
잘못하면 성능이 떨어지고 신뢰할 수 없는 기계가 되어 비용이 많이 드는 유지 관리와 가동 중단이 필요할 수 있습니다. 기어박스 크기가 적절하지 않으면 조기 고장, 비효율성 및 생산성 손실이 발생합니다.
다행히도 애플리케이션 요구 사항을 체계적으로 평가하고 몇 가지 주요 계산을 수행하면 요구 사항에 맞는 최적의 기어박스 크기를 확실하게 결정할 수 있습니다.
신청 요구 사항 결정
- 속도: 필요한 입력 및 출력 속도를 고려하세요.
- 토크: 전달해야 할 토크를 결정합니다.
- 오버행 부하: 기어박스에 발생하는 오버행 하중을 계산합니다.
- 듀티 사이클: 기어박스가 최대 부하에서 얼마나 자주 작동하는지 평가합니다.
- 생활: 기어박스의 예상 수명을 추정합니다.
- 작동 온도: 기어박스가 노출될 온도 범위를 결정합니다.
- 스페이스 버튼: 기어박스를 수용할 수 있는 사용 가능한 공간을 측정합니다.
- 무게: 해당되는 경우 무게 제한을 고려하세요.
- 효율성:: 기어박스의 필요한 효율성을 평가합니다.
오버행 하중 계산
오버행 하중은 회전축에 수직인 방향으로 기어박스 출력 샤프트에 가해지는 힘입니다. 오버행 하중을 결정하려면 다음 공식을 사용합니다.
오버행 하중(lb) = (출력 토크(lb-in) × 오버행 모멘트 암(in)) ÷ 샤프트 직경(in)
어디에:
- 출력 토크는 기어박스가 전달할 것으로 예상되는 최대 토크입니다.
- 오버행 모멘트 암은 출력 샤프트 베어링 중심에서 하중 적용 지점까지의 거리입니다.
- 샤프트 직경은 기어박스 출력 샤프트의 직경입니다.
서비스 팩터 계산
The 서비스 팩터 서비스 팩터는 작동 조건의 변동성을 고려하고 안정적인 성능을 보장하기 위해 기어박스 정격 출력에 적용되는 승수입니다. 서비스 팩터를 계산하려면 다음 변수를 고려하십시오.
- 적용형태 (균일, 중간충격, 강충격)
- 매일 운영 시간
- 시간당 시작
- 환경 온도
이러한 변수에 따라 적절한 값을 결정하려면 기어박스 제조업체의 서비스 계수 표를 참조하십시오. 기어박스 정격 전력에 서비스 계수를 곱하여 애플리케이션에 필요한 전력 정격을 얻습니다.
기어박스 유형 선택
- 스퍼 기어박스: 가장 간단한 설계로 저~중 토크 애플리케이션에 적합
- 헬리컬 기어 박스: 스퍼 기어박스보다 더 부드럽고 조용한 작동과 더 높은 효율성을 제공합니다.
- 베벨 기어박스: 교차하는 샤프트 사이의 전력을 전달하는 데 사용됨
- 유성 기어 박스: 컴팩트한 디자인, 높은 토크 밀도, 공간 제약이 있는 애플리케이션에 적합
- 웜 기어박스: 높은 감속비와 자체 잠금 기능 제공
기어비 계산
The 기어비 입력 속도(모터 속도)와 출력 속도(부하 속도) 간의 관계입니다. 기어박스에서 제공하는 토크 증가 및 속도 감소를 결정하는 데 중요한 요소입니다. 다음 공식을 사용하여 기어비를 계산합니다.
기어비 = 입력 속도(rpm) ÷ 출력 속도(rpm)
예를 들어, 1800rpm으로 작동하는 모터에 속도를 60rpm으로 줄이는 기어박스를 연결하면 기어비는 다음과 같습니다.
기어비 = 1800 rpm ÷ 60 rpm = 30:1
출력 토크 계산
출력 토크는 부하를 구동하기 위해 기어박스 출력 샤프트에서 사용할 수 있는 토크입니다. 모터 토크와 기어비의 함수입니다. 다음 공식을 사용하여 출력 토크를 계산합니다.
출력 토크(lb-in) = 모터 토크(lb-in) × 기어비 × 기어박스 효율
어디에:
- 모터 토크는 모터의 작동 속도에서의 정격 토크입니다.
- 기어비는 입력속도와 출력속도의 비율입니다.
- 기어박스 효율은 일반적으로 제조업체에서 제공하는 기어박스를 통한 전력 손실 측정입니다.
기어박스 크기 선택
적용 요건을 결정하고 오버행 하중, 서비스 계수, 기어비, 출력 토크를 계산한 후 이러한 요건을 충족하거나 초과하는 기어박스 크기를 선택합니다. 기어박스 제조업체는 각 기어박스 모델에 대한 정격 출력, 토크, 오버행 하중 용량을 나열한 크기 차트를 제공합니다.
기어박스 크기를 선택할 때 다음 사항을 고려하세요.
- 기어박스 정격 전력에 서비스 계수를 곱한 값이 적용 전력 요구 사항을 충족하거나 초과하는지 확인하세요.
- 기어박스 최대 출력 토크 정격이 계산된 출력 토크보다 높은지 확인하세요.
- 기어박스의 오버행 하중 용량이 해당 용도에 충분한지 확인하세요.
계산된 값이 두 기어박스 크기 사이에 있으면 일반적으로 안전 여유를 확보하고 향후 부하 또는 듀티 사이클의 잠재적 증가를 수용하기 위해 더 큰 크기를 선택하는 것이 좋습니다.
