기어는 기계에 기본이 되며 다양한 응용 분야에서 동력 전달을 용이하게 합니다. 헬리컬 및 헤링본 기어는 각각 고유한 장점을 제공하는 두 가지 고급 유형입니다.
이 글에서는 나선형 및 헤링본 기어의 복잡성을 파헤쳐 설계와 성능 특성을 자세히 설명합니다. 우리는 이빨 설계, 축 추력, 하중 용량, 소음 수준, 비용, 효율성 및 오버랩의 차이점을 살펴볼 것입니다.
헬리컬 기어란 무엇인가
헬리컬 기어는 원통형 기어로, 기어 축에 대해 비스듬히 절삭된 톱니를 가지고 있습니다. 이 각도를 헬리컬 기어라고 합니다. 나선 각도톱니가 기어 축과 평행하게 배열된 스퍼 기어와 달리, 헬리컬 기어는 톱니가 기어 면을 따라 비틀립니다. 이러한 각진 톱니 설계는 맞물림 시 톱니가 점진적으로 맞물리기 때문에 스퍼 기어보다 더 부드럽고 조용한 작동을 가능하게 합니다. 헬리컬 기어는 나선 각도와 방향에 따라 평행 또는 비평행 축 사이의 동력 전달에 사용될 수 있습니다.
헤링본 기어란 무엇인가
A 헤링본 기어더블 헬리컬 기어라고도 불리는 헤링본 기어는 V자 모양의 톱니를 가진 기어 유형입니다. 기본적으로 두 개의 헬리컬 기어가 서로 반대되는 나선 각도로 나란히 배치된 것입니다. 이러한 배열은 싱글 헬리컬 기어에 존재하는 축 방향 추력을 상쇄합니다. 헤링본 기어는 높은 하중 용량과 부드러운 작동으로 잘 알려져 있으며, 중부하 작업에 자주 사용됩니다.
헬리컬 기어와 헤링본 기어의 차이점
치아 디자인
나선형 기어는 기어 축에 대해 각도가 있는 이빨을 가지고 있어 나선을 형성합니다. 이 각도는 점진적인 이빨 맞물림을 촉진하여 직선 이빨이 있는 스퍼 기어에 비해 소음을 줄이고 강도를 높입니다. 나선의 각도는 다양할 수 있으며 기어의 성능 특성에 영향을 미칩니다.
반면 헤링본 기어는 V자 모양의 이빨 디자인을 특징으로 합니다. 이는 본질적으로 두 개의 나선형 기어를 결합한 것으로, 기어의 각 면에는 반대 나선 각도의 이빨이 있습니다. 이 구성은 중앙에서 만나는 두 세트의 이빨을 생성합니다.
축 추력
두 가지의 주요 차이점은 축 추력의 존재입니다. 헬리컬 기어는 축 추력을 생성하는데, 이는 기어의 축과 평행하게 작용하는 힘입니다. 이 추력에는 축력을 관리하고 손상을 방지하기 위해 추력 베어링이 필요합니다.
헤링본 기어는 두 세트의 이빨의 반대 나선 각도가 추력을 상쇄하기 때문에 축 추력을 제거합니다. 이는 추가 추력 베어링이 필요 없이 고출력 애플리케이션에 적합하게 만듭니다.
부하 용량
나선형 기어는 점진적인 결합과 증가된 접촉 비율로 인해 스퍼 기어보다 더 높은 하중 용량을 가지고 있습니다. 그러나 생성된 축력 때문에 관리할 수 있는 하중의 양이 제한됩니다.
헤링본 기어는 나선형 기어에 비해 더 높은 하중을 처리할 수 있습니다. 이중 나선형 디자인은 하중을 효과적으로 균형 잡아 중장비에 적합합니다. 또한 이빨 디자인은 접촉 면적을 늘려 하중 지지 능력이 더 커집니다.
소음 및 진동
나선형 기어는 이빨이 점진적으로 맞물리기 때문에 스퍼 기어보다 소음과 진동이 적습니다. 그러나 각진 이빨은 특히 고속에서 어느 정도 소음을 발생시킬 수 있습니다.
헤링본 기어는 고속 주행 시와 무거운 하중에서도 부드럽고 조용한 작동을 제공합니다.
비용
헬리컬 기어는 일반적으로 더 간단한 설계로 인해 헤링본 기어보다 저렴합니다. 제조 공정이 덜 복잡하여 생산 비용이 낮아집니다.
헤링본 기어는 복잡한 V자 모양의 이빨 디자인과 양쪽 이빨을 절삭하는 데 필요한 정밀도 때문에 나선형 기어보다 제조 비용이 더 많이 듭니다.
효율성:
나선형 기어는 일반적으로 효율성이 좋으며, 특히 올바르게 윤활하고 정렬할 때 그렇습니다. 그러나 마찰과 축 추력으로 인해 약간의 전력 손실이 발생할 수 있습니다.
헤링본 기어는 축 추력이 없어 마찰이 줄어들기 때문에 헬리컬 기어보다 효율성이 약간 더 높은 경향이 있습니다. 까다로운 조건에서도 효율적으로 동력을 전달합니다.
중복
헬리컬 기어는 스퍼 기어보다 이빨 오버랩이 더 크기 때문에 주어진 시간에 여러 개의 이빨이 맞물려 더 부드럽게 작동합니다. 헬릭스 각도는 더 높은 각도로 오버랩에 영향을 미쳐 오버랩이 증가합니다.
헤링본 기어는 이중 나선형 설계로 인해 오버랩이 상당히 더 큽니다. 오버랩이 증가하면 부드럽고 지속적인 동력 전달이 보장되고 이빨의 마모가 줄어듭니다.
