병렬 헬리컬 기어와 교차 헬리컬 기어의 차이점 - 2020 - 다른 사람

기계식 드라이브는 드라이버 샤프트에서 종동 샤프트로 모션, 토크 및 동력을 전달하는 데 사용됩니다. 대부분의 경우 구동축은 원동기의 일부입니다(예:전기 모터, 유압 터빈, 증기 터빈 등). 한편, 피동 샤프트는 기계 장치의 일부입니다. 네 가지 기본 기계식 드라이브, 즉 기어 드라이브, 벨트 드라이브, 체인 드라이브 및 로프 드라이브가 있습니다. 기어 드라이브는 2개의 짝을 이루는 기어 톱니의 연속적인 맞물림과 풀림을 통해 운동과 동력이 전달되는 하나의 맞물림 유형 강성 드라이브입니다. 본질적으로 슬립이 없고 일정한 속도비(포지티브 드라이브)를 제공합니다. 경부하용(장난감, 시계 등) 및 중부하용(기계의 기어박스, 선박용 드라이브 등)에 사용할 수 있습니다.

드라이버 및 종동 샤프트는 세 가지 상호 방향, 즉 (i) 평행 샤프트, (ii) 교차 샤프트 및 (iii) 평행하지 않은 비교차 샤프트를 가질 수 있습니다. 기어는 기본적으로 4가지 종류가 있으며 구동축과 종동축의 방향에 따라 적절한 기어를 선택해야 합니다. 평기어와 헬리컬기어는 평행축에 적용 가능합니다. 베벨 기어는 반드시 수직일 필요는 없는 두 개의 교차 샤프트에 적용될 수 있습니다. 웜 기어 배열은 세 번째 범주(비평행 비교차 샤프트)에 사용됩니다. 기어 축에 평행한 직선 톱니가 있는 평 기어와 달리 헬리컬 기어는 피치 실린더에서 절단된 나선형 형태의 톱니가 있습니다. 헬리컬 기어는 평기어와 같은 평행 샤프트에 일반적으로 사용되지만 수직이지만 교차하지 않는 샤프트에도 사용할 수 있습니다.

따라서 헬리컬 기어에는 평행 및 교차의 두 가지 유형이 있습니다. 평행 헬리컬 기어 , 일반적인 것은 평행 샤프트 사이의 동력 전달에 사용됩니다. 2개의 짝을 이루는 평행 헬리컬 기어는 동일한 모듈, 동일한 압력 각도를 갖지만 나선의 반대 방향을 가져야 합니다. 진동이 없고 조용한 작동을 제공하며 무거운 하중을 전달할 수 있습니다. 반면 교차 헬리컬 기어는 교차하지 않지만 수직 샤프트에 사용됩니다. 2개의 결합 교차 헬리컬 기어 (나사 기어라고도 함)은 동일한 모듈, 동일한 압력 각도 및 나선의 동일하거나 반대 방향을 가져야 합니다. 이 유형의 기어는 웜 기어와 유사한 용도로 사용됩니다. 그러나 웜 기어는 급격한 감속(1:15 ~ 1:100)에 선호되는 반면 교차 헬리컬 기어는 1:2 이상의 감속을 제공할 수 없습니다. 평행 헬리컬 기어와 교차 헬리컬 기어의 다양한 차이점이 아래 표 형식으로 나와 있습니다.

표:평행 헬리컬 기어와 교차 헬리컬 기어의 차이점

샤프트의 동력 전달 및 방향: 1/4 회전 벨트를 제외하고 기어 구동은 동력과 운동을 모든 평면에서 어떤 각도로든 전달하는 데 유리하게 사용할 수 있는 유일한 기계적 구동입니다. 드라이버 및 피동 샤프트의 다양한 방향에 대해 서로 다른 유형의 기어가 선호됩니다. 평 기어와 유사하게 평행 헬리컬 기어는 평행 샤프트 사이에서만 운동과 동력을 전달할 수 있습니다. 따라서 적절한 위치 및 각도 정렬로 평행 샤프트에 장착해야 합니다. 반면에, 교차 헬리컬 기어 또는 나사 기어는 수직 샤프트 사이에 운동과 동력을 전달할 수 있으므로 수직이지만 교차하지 않는 샤프트에 장착해야 합니다.

나선형 손: 평행 또는 교차 배열에 관계없이 2개의 짝을 이루는 헬리컬 기어는 동일한 모듈, 동일한 압력 각도 및 동일한 나선 각도를 가져야 합니다. 두 개의 짝을 이루는 기어의 피치 원 지름도 한 점에 닿아야 합니다. 이제 짝을 이루는 헬리컬 기어가 평행하게 배열되어 있으면 한 기어는 오른쪽 나선이 있어야 하고 다른 기어는 의무적으로 왼쪽 나선이 있어야 합니다. 따라서 두 개의 짝을 이루는 평행 헬리컬 기어는 나선의 반대 방향을 가져야 합니다. 그러나 교차 배열의 경우 오른쪽 나선이 있는 하나의 헬리컬 기어가 왼쪽 또는 오른쪽 나선을 가진 다른 헬리컬 기어와 짝을 이룰 수 있습니다. 따라서 두 개의 짝을 이루는 교차 헬리컬 기어는 나선의 손이 같거나 반대일 수 있습니다.

치아 사이의 접촉: 톱니 모양과 기어 방향에 따라 두 개의 짝을 이루는 기어 톱니 사이의 접촉이 여러 방식으로 발생합니다. 예를 들어, 두 평기어의 톱니가 갑자기 접촉하고 접촉 길이는 항상 톱니의 면 너비와 같은 길이의 선을 유지합니다. 이러한 급격한 접촉은 헬리컬 기어의 점진적 접촉으로 대체됩니다. 평행 헬리컬 기어의 경우 두 톱니의 결합이 한 점에서 시작되어 점차 선이 된 다음 점으로 분리됩니다. 그러나 교차 헬리컬 기어의 경우 두 톱니 사이의 접촉은 항상 단일 지점으로 유지됩니다. 맞물림 시작 시 이 점은 치아면의 한쪽 끝에 있으며 점차적으로 접촉점이 얼굴 위로 이동합니다. 분리 시 접점은 치아 면의 다른 쪽 끝에 있습니다.

전력 전송 용량: 모든 기계식 구동의 기본 목적은 구동축에서 종동축으로 동력을 전달하는 것입니다. 맞물림형 리지드 드라이브인 기어 드라이브는 모든 기계식 드라이브 중 최대 전달 용량을 가지고 있습니다. 그러나 다른 유형의 기어 드라이브는 다양한 수준의 동력 전달 능력을 제공합니다. 한 쌍의 평행 헬리컬 기어는 동일한 재질의 비슷한 크기의 평기어에 비해 비교적 높은 동력을 전달할 수 있습니다. 크기와 재료에 따라 병렬 헬리컬 기어는 몇 와트에서 몇 메가 와트의 전력을 전달할 수 있습니다. 반면에 크로스 헬리컬 기어는 일반적으로 100kW로 제한된 작은 동력 전달에 선호됩니다.

적용 분야: 병렬 헬리컬 기어는 높은 동력 전달 능력으로 인해 많은 분야에서 유리하게 사용됩니다. 저속 및 고속 응용 분야에 성공적으로 사용할 수 있습니다. 일반적인 적용 분야로는 기계, 자동차, 오일 밀, 선박 드라이브 등의 기어 박스가 있습니다. 반면에 교차 헬리컬 기어는 섬유 산업의 로빙 머신, 내연의 오일 펌프와 같은 저속 및 저부하 적용에 적합합니다. 엔진 등

평행 헬리컬 기어와 교차 헬리컬 기어 간의 과학적 비교가 이 기사에서 제시됩니다. 저자는 또한 주제에 대한 더 나은 이해를 위해 다음 참조를 검토할 것을 제안합니다.

1. V. B. Bhandari의 기계 요소 설계(4판, McGraw Hill Education)
2. R. L. Norton의 기계 설계(5판, Pearson Education).
3. R. S. Khurmi와 J. K. Gupta의 기계 설계 교과서(S. Chand, 2014)