스퍼 기어 란?- 디자인, 유형, 부품, 응용 프로그램

평 기어는 산업 플랜트에서 기계적 움직임을 전달하고 속도, 동력 및 토크를 제어하는 데 사용되는 원통형 톱니 부품입니다. 이 간단한 기어는 저렴하고 내구성이 뛰어나고 안정적이며 일정한 속도의 포지티브 드라이브를 제공하여 일상적인 산업 작업을 용이하게 합니다.

 

스퍼 기어란?

평 기어 또는 직선 절단 기어는 가장 단순한 유형의 기어입니다. 방사형으로 돌출된 톱니가 있는 실린더 또는 디스크로 구성됩니다. 톱니가 직선이 아니지만 일반적으로 주로 인벌류트이지만 덜 자주 사이클로이드인 일정한 구동 비율을 달성하기 위해 특별한 모양을 가지지만 각 톱니의 모서리는 직선이고 회전 축에 평행합니다.

평 기어는 평행하고 동일 평면에 있는 두 개의 톱니와 샤프트에 평행하고 직선인 톱니 사이에서 운동을 전달하는 가장 쉽게 시각화되는 일반 기어입니다. 평 기어는 가장 널리 사용되는 정밀 실린더 유형 중 하나입니다.

이 기어는 샤프트에 맞는 중앙 구멍이 있는 실린더 본체의 둘레 주위에 위치한 직선형 평행 톱니의 간단한 구조를 특징으로 합니다.

많은 변형에서 기어는 기어 표면을 변경하지 않고 보어 주위의 기어 본체를 두껍게 하는 허브와 함께 가공됩니다. 평 기어가 스플라인 또는 키 샤프트에 맞도록 중앙 구멍을 뚫을 수도 있습니다.

 

모양 때문에 원통형 기어로 분류됩니다. 기어의 톱니면이 장착된 샤프트의 축과 평행하기 때문에 축 방향으로 추력이 발생하지 않습니다.

간단한 제조로 인해 이러한 기어도 높은 정밀도로 제조될 수 있습니다. 반면에 평기어의 톱니가 인벌류트 프로파일을 갖고 한 번에 하나의 톱니가 맞물리면 평기어의 단점이 있습니다.

인벌류트 형상은 평기어가 축방향 힘이 아닌 반경방향 힘만 발생시키는 것을 의미하지만, 톱니 빗질 방식은 기어 톱니에 높은 하중과 높은 수준의 소음을 유발합니다. 톱니가 많은 기어를 "기어"라고 하고 톱니가 적은 기어를 "피니언"이라고 합니다. 이러한 이유로 평 기어는 거의 모든 속도에서 사용할 수 있지만 일반적으로 저속 애플리케이션에 사용됩니다.

 

평기어의 종류

1. 외부 기어는 실린더 외부에 톱니가 있는 기어입니다. 두 개의 외부 기어가 맞물려 반대 방향으로 회전합니다.

 

2. 내부 기어는 실린더 내부에 톱니가 있는 기어입니다. 내접기어에 외접기어가 들어가 있고, 같은 방향으로 회전합니다. 샤프트가 서로 더 가깝기 때문에 내부 기어 어셈블리는 외부 기어 어셈블리보다 더 컴팩트합니다. 내부 기어는 주로 유성 기어에 사용됩니다.

스퍼 기어 용어

Addendum
톱니 높이가 피치 원 너머로 돌출됩니다.

백래시
개별 기어의 두 맞물림 톱니 사이의 간격.

Chordal thickness
피치 원이 톱니 프로파일과 교차하는 지점을 통과하는 현을 따라 측정된 톱니 두께.

Chordal addendum
피치 원이 톱니 프로파일과 교차하는 지점을 통과하는 현과 톱니 팁 사이의 거리입니다.

Base circle
톱니 프로파일을 생성할 때 인벌류트 곡선을 생성하는 데 사용되는 이론적인 원입니다.

중심 거리
한 기어 축의 중심에서 상대 기어의 중심 축까지 측정한 두 기어 사이의 거리입니다. 이는 평기어의 각 평기어 반경을 취하여 합산하여 대략적으로 결정할 수 있다.

원형 피치
치아의 한 지점에서 인접 치아의 동일한 지점까지의 피치 원호 길이 측정.

원형 두께
피치 원에서 톱니의 두께입니다.

정리
하나의 작은 기어 지름과 짝을 이루는 기어의 큰 지름 사이의 공간입니다.

Dedendum
피치 원과 보조 지름 사이의 톱니 깊이입니다. 일반적으로 여유를 제공하기 위해 짝을 이루는 기어의 부록보다 큽니다.

직경 피치
피치 지름에 대한 톱니 수의 비율입니다.

나사
치형 프로파일을 루트 원에 연결하는 작은 반경.

기준 치수
기어의 기준 직경을 톱니 수로 나눈 비율입니다. 모듈은 지름 피치에 해당하는 미터법입니다.

외경
평기어 톱니의 가장 바깥쪽 점과 함께 원의 추기원 지름. 이 측정은 기어의 주요 직경입니다.

Pinion
맞물린 쌍의 더 작은 크기의 기어.

피치 서클
원은 일련의 톱니와 특정 직경 분할에서 파생됩니다. 톱니 비율이 생성되는 톱니 간격 또는 프로파일이 설정되는 원입니다. 기어의 속도는 여기에서 측정됩니다.

피치 직경
피치 원의 지름입니다. 여기에서 평기어의 각속도를 측정합니다. 이것은 또한 짝을 이루는 평기어 사이의 중심 거리를 결정하는 데 중요한 구성 요소입니다.

피치 포인트
한 쌍의 짝을 이루는 기어의 피치 원의 접선 지점.

압력각
작용선인 압력선과 중심선에 수직인 선 사이의 분할점에서의 각도. 그리고 평면은 분할 표면에 접합니다.

루트 직경
치아 공간 베이스의 지름입니다.

비율
짝을 이루는 기어의 톱니 수 비율입니다.

루트 서클
치아 공간의 바닥을 통과하는 원.

속도비
지정된 시간 내에서 출력 기어 회전에 대한 입력 기어 회전의 비율입니다.

전체 깊이
기어의 장경에서 소직경까지의 톱니 높이입니다.

작업 깊이
톱니가 결합 기어의 톱니 사이 공간으로 확장되는 깊이입니다.

 

 

평기어 설계

톱니가 샤프트 축과 평행하기 때문에 평 기어는 샤프트가 평행할 때만 사용됩니다. 기어 톱니의 프로파일은 인벌류트 곡선의 형태이며 기어의 전체 너비에 걸쳐 동일하게 유지됩니다. 평 기어는 샤프트에 반경 방향 하중을 가합니다.

평 감속기의 설계 및 구성은 성능에 큰 영향을 미칩니다. 작업을 효과적이고 효율적으로 수행하려면 고품질 재료와 정확한 치수로 만들어져야 합니다. 각 기능의 치수는 특정 기어가 작동하는 방식의 필수적인 부분입니다.

따라서 업계 전문가가 새로운 평기어 설계 또는 교체 평기어가 필요할 때. 제조 또는 주문 시 명확성과 정확성을 보장하려면 각 변속기 부품의 용어와 해당 치수를 숙지하는 것이 중요합니다.

 

평 기어의 설계 절차

1단계: – 주변 속도 기록(V= πDN/60) 주변 속도는 기어 및 피니언에 대해 동일합니다. o 주변 속도를 찾을 수 없으면 3에서 15 사이의 값을 결정할 수 있습니다
2단계: – 재료를 메모해 둡니다. o 저속의 경우 주철 및 저급 강철을 결정합니다. 고속의 경우 o 주어진 재료의 메모 및 BHN
3단계: – 설계 전송 부하 F=1000*P*C/V
4단계: – Lewi 방정식, 위 방정식에서 모듈을 계산해야 합니다. o 먼저 기어 및 피니언 중 작은 값을 갖는 것부터 Lewi 방정식을 적용합니다. 치아의 개수가 주어지지 않은 경우
Y = 0.29(20도) Y = 0.35(20도 stup) Y = 0.25(14.5도) f = 페이스 너비, 동적 조건에 대한 루이 방정식
5단계: – 요청이 있는 경우 기어 톱니 속성 계산
6단계: – Buckingham 방정식을 사용하여 동적 하중 계산
7단계: – 기어와 피니언에서 약한 요소 찾기
8단계: – 약한 요소에 대한 빔 강도 계산
9단계: – 마모 강도(FW) 계산

 

 

평 기어의 적용

▷ 평 기어는 또한 물체의 속도를 높이거나 낮추는 데 사용됩니다.
▷ 평기어는 특정 물체의 토크나 동력을 높이거나 낮추는 데 사용할 수 있습니다.
▷ 평 기어는 기계 구조에서 한 축에서 다른 축으로 운동과 힘을 전달하는 데 사용됩니다. 이를 위해 평 기어는 세탁기, 믹서, 회전식 건조기, 건설 기계, 연료 펌프 및 밀에 사용됩니다.
▷ 발전소에서 소위 평기어의 "열차"는 풍력이나 수력과 같은 에너지 형태를 전기 에너지로 변환하는 데 사용됩니다.
▷ 평기어는 소음이 문제가 되지 않는 항공기 엔진, 기차, 자전거, 볼밀, 분쇄기에 널리 사용됩니다.
▷ 일반적인 산업 응용 분야에는 기어박스, 컨베이어 시스템, 감속기, 모터, 기계 운송 시스템, 기어 펌프, 모터 및 가공 도구가 포함됩니다.

 

평기어의 장점

Simplicity
평기어는 단순하고 컴팩트한 디자인으로 협소하거나 비좁은 공간에서도 쉽게 구성하고 설치할 수 있습니다.

정속 드라이브
이 기어는 일정한 속도에서 고정밀도로 샤프트 속도를 높이거나 낮춥니다.

신뢰할 수 있음
평기어는 작동 중에 미끄러질 가능성이 적고 조기 고장의 위험이 있습니다.

비용 효율성
설계가 단순하여 제조 가능성이 높아져 제조 및 구매 비용 효율성이 높아집니다.

능률
평 기어 시스템은 95%에서 99% 사이의 동력 전달 효율을 가지며 여러 기어에 걸쳐 최소한의 동력 손실로 많은 양의 동력을 전달할 수 있습니다.

이 기어는 동력 전달 효율이 높기 때문에 드라이브 시스템에 적합합니다.

평 기어는 기어 축과 평행하고 직선인 톱니로 만들어집니다. 볼 베어링을 설치할 때 축방향 추력 문제를 제거하십시오.

평 기어는 같은 크기의 헬리컬 기어보다 효율적입니다.

그들은 매우 안정적이며 일정한 속도를 제공합니다.

평 기어는 슬립이 없기 때문에 포지티브 기어의 구성원으로도 간주됩니다.