중국 크라운 휠 및 피니언 8973201030 베벨 기어 (이스즈 NPR 4HF1 웜 기어 윈치용)

유성기어와 스퍼기어의 차이점

스퍼 기어는 외부 축을 회전시키는 기계식 구동 장치의 일종입니다. 각속도는 회전 속도(rpm)에 비례하며 기어비로부터 쉽게 계산할 수 있습니다. 하지만 각속도를 정확하게 계산하려면 톱니 수를 알아야 합니다. 다행히 스퍼 기어에는 여러 종류가 있습니다. 이 글에서는 각 스퍼 기어의 주요 특징을 간략하게 살펴보겠습니다. 또한, 크기가 작고 내구성이 뛰어나며 동력 밀도가 높은 유성 기어에 대해서도 다룹니다.
유성 기어는 스퍼 기어의 일종입니다.

유성 기어와 스퍼지어의 가장 중요한 차이점 중 하나는 하중 분담 방식입니다. 유성 기어는 스퍼지어보다 훨씬 효율적이어서 작은 공간에서 높은 토크를 전달할 수 있습니다. 이는 유성 기어가 스퍼지어처럼 톱니가 하나가 아닌 여러 개이기 때문입니다. 또한 유성 기어는 간헐적 및 연속 작동 모두에 적합합니다. 이 글에서는 유성 기어의 주요 장점과 스퍼지어와의 차이점을 살펴보겠습니다.
스퍼 기어는 유성 기어보다 구조가 단순하지만 몇 가지 중요한 차이점이 있습니다. 스퍼 기어는 구조가 더 기본적인 것 외에도 특별한 절삭이나 각도가 필요하지 않습니다. 또한 스퍼 기어의 톱니 형상은 유성 기어보다 훨씬 복잡합니다. 톱니 형상 설계는 톱니가 맞물리는 위치와 전달되는 동력의 양을 결정합니다. 다만, 유성 기어 시스템은 톱니에 내부 윤활유를 공급하면 더욱 효율적으로 작동합니다.
유성 기어는 태양 기어, 유성 캐리어, 외부 링 기어의 세 축으로 구성됩니다. 유성 기어는 한 축의 회전을 정지시킨 상태에서 나머지 두 축이 동시에 작동하도록 설계되었습니다. 유성 기어는 2축 구동 외에도 3축 구동, 즉 일시적인 3축 구동에도 사용할 수 있습니다. 일시적인 3축 구동은 마찰 커플링을 통해 가능합니다.
유성기어의 여러 장점 중 하나는 뛰어난 적응성입니다. 하중이 여러 개의 유성기어에 분산되기 때문에 기어비를 쉽게 변경할 수 있어 새로운 용도마다 새로운 기어박스를 구입할 필요가 없습니다. 유성기어의 또 다른 주요 장점은 높은 충격 하중과 까다로운 조건에 대한 내구성이 뛰어나다는 것입니다. 이러한 이유로 유성기어는 다양한 산업 분야에서 널리 사용됩니다.

그것들은 더 견고하다

유성 기어 트레인은 입력과 출력을 동심축으로 하는 변속기 유형입니다. 이 변속기는 람보르기니 가야르도와 같은 자동 변속기 차량에 흔히 사용되며, 하이브리드 자동차에도 사용됩니다. 또한, 기존의 유성 기어보다 내구성이 뛰어나지만, 일반적인 평행축 기어보다 조립 시간이 더 오래 걸립니다.
유성 기어 시스템은 입력 기어, 출력 기어, 캐리어 기어의 세 가지 기본 구성 요소로 이루어져 있습니다. 각 기어의 톱니 수는 입력 회전수와 출력 회전수의 비율을 결정합니다. 경우에 따라 유성 기어 시스템은 두 개의 유성 기어로 구성될 수 있습니다. 캐리어 기어라고 불리는 세 번째 유성 기어는 두 번째 유성 기어 및 태양 기어와 맞물려 가역성을 제공합니다. 링 기어는 여러 개의 구성 요소로 이루어져 있으며, 유성 기어는 여러 개의 기어를 포함할 수 있습니다.
유성 기어 트레인은 유성 기어가 외부 고정 링 기어(또는 "환형 기어")의 피치 원 안쪽에서 회전하도록 구성할 수 있습니다. 이 경우 유성 기어 피치 원의 곡선을 하이포사이클로이드라고 합니다. 유성 기어 트레인을 태양 기어와 함께 사용할 경우, 유성 기어 트레인은 두 가지 유형의 기어로 구성됩니다. 일반적으로 태양 기어는 고정되어 있고, 링 기어는 구동됩니다.
유성 기어는 다른 유형의 변속기보다 내구성이 뛰어납니다. 유성 기어가 태양 주위를 고르게 분포되어 있어 기어 분포 또한 균일합니다. 이러한 구조적 특성 덕분에 더 높은 토크, 감속비, 그리고 과도한 하중을 견딜 수 있습니다. 또한 에너지 밀도가 높고 내구성이 뛰어납니다. 뿐만 아니라, 유성 기어는 다양한 기어비로 변환하여 사용할 수 있는 경우가 많습니다.

그것들은 에너지 밀도가 더 높습니다.

복합 유성 기어 변속기의 유성 기어와 링 기어는 유성 기어 단입니다. 유성 기어의 한 부분은 태양 기어와 맞물리고, 다른 부분은 링 기어를 구동합니다. 코스트 치면은 기어 구동이 역방향 부하로 작동할 때만 사용됩니다. 비대칭 계수 최적화는 유성 기어의 접촉 응력 안전 계수를 동일하게 만듭니다. 허용 접촉 응력(sHPd)과 최대 작동 접촉 응력(sHPc)은 비대칭 계수 최적화를 통해 동일하게 조정됩니다.
또한, 유성 기어는 일반적으로 헬리컬 기어보다 크기가 작고 공간을 적게 차지합니다. 주로 속도 조절 장치나 직기에서 차동 기어로 사용되며, 로퍼 포지티브 레트오프(Roper positive let off) 역할을 합니다. 유성 기어는 오버드라이브 비율과 언더기어비에 따라 다양합니다. 오버드라이브 비율은 15%에서 40%까지, 언더기어비는 0.87:1에서 69%까지 범위가 다양합니다.
TV7-117S 터보프롭 엔진의 기어박스는 비대칭 톱니를 가진 유성 기어를 최초로 적용한 사례로 알려져 있습니다. 이 기어박스는 CZPT 사에서 일류신 Il-114 터보프롭 항공기를 위해 개발되었습니다. TV7-117S의 기어박스 구조는 3개의 유성 기어를 가진 제1 유성 차동 기어단과 5개의 유성 기어를 가진 제2 태양열식 동축 기어단으로 구성됩니다. 이러한 구조는 유성 기어에 최고의 동력 밀도를 제공합니다.
유성 기어는 다른 유형의 기어보다 견고하고 동력 밀도가 높습니다. 더 높은 토크, 감속비, 그리고 돌출 하중을 견딜 수 있습니다. 또한 고유한 자체 정렬 기능 덕분에 험난한 환경에서도 매우 다용도로 활용할 수 있습니다. 게다가 크기가 작고 가볍습니다. 뿐만 아니라, 유성 기어보다 제조가 더 간편하고 가격도 훨씬 저렴합니다.

크기가 더 작습니다.

유성 기어는 중앙의 "태양" 기어와 하나 이상의 외부 중간 기어로 구성된 소형 기계 장치입니다. 이러한 기어는 캐리어 또는 링 기어에 장착되며, 여러 개의 맞물림 조건을 고려해야 합니다. 시스템의 크기와 속도는 필요한 기어비를 기어당 톱니 수로 나누어 결정할 수 있습니다. 이러한 과정을 기어링이라고 하며, 다양한 기어 시스템에 사용됩니다.
유성 기어는 에피사이클 기어라고도 합니다. 입력축과 출력축이 동축으로 배열되어 있으며, 각 유성 기어에는 태양 기어와 맞물리는 기어 휠이 있습니다. 이 기어는 크기가 작고 제조가 용이하며, 견고한 설계가 특징입니다. 또한, 다양한 기어비로 쉽게 변환할 수 있고 효율도 매우 높습니다. 뿐만 아니라, 유성 기어 트레인은 다방향으로 작동하도록 설계할 수 있습니다.
유성 기어의 또 다른 장점은 크기가 작다는 것입니다. 이 때문에 소규모 용도에 자주 사용됩니다. 제조 시간이 단축되어 비용이 절감됩니다. 유성 기어는 N/C 밀링 머신으로 제작해서는 안 됩니다. 유성 캐리어는 여러 개의 절삭날이 있는 전용 기계에서 주조 및 가공해야 합니다. 유성 캐리어는 유성 기어보다 크기가 작습니다.
유성 기어 시스템은 입력 기어, 출력 기어, 고정 기어의 세 가지 기본 구성 요소로 이루어져 있습니다. 각 기어의 톱니 수는 입력 회전수와 출력 회전수의 비율을 결정합니다. 일반적으로 이러한 기어 세트는 입력 기어, 출력 기어, 고정 기어의 세 개의 개별 부품으로 구성됩니다. 입력 기어와 출력 기어의 크기에 따라 두 구성 요소 간의 비율은 1/2보다 큽니다.

기어비가 더 높습니다.

유성 기어와 일반 기어의 차이점은 다양한 용도에서 매우 중요합니다. 특히 유성 기어는 기어비가 더 높습니다. 이는 유성 기어가 여러 개의 맞물림 요소를 고려해야 하기 때문입니다. 유성 기어는 단위 시간당 하중 적용 횟수를 계산하도록 설계되었습니다. 예를 들어, 태양 기어는 약 1300RPM, 유성 기어는 약 1700RPM, 링 기어는 약 1400RPM으로 회전하는데, 이는 각 기어의 톱니 수에 따라 결정됩니다.
토크는 기어의 회전력이며, 기어비가 클수록 토크도 커집니다. 하지만 토크는 기어비에 비례하므로, 기어반경이 커지면 토크는 작아집니다. 또한, 기어반경이 작다고 해서 차가 더 빨리 가속되는 것은 아니므로, 고속 주행 시에는 높은 기어비가 적합하지 않습니다. 속도와 토크 사이의 상충 관계가 바로 기어비입니다.
유성 기어는 여러 메커니즘을 이용하여 기어비를 높입니다. 유성 기어를 사용하는 유성 기어는 태양 기어, 링 기어, 그리고 두 개의 유성 기어를 포함한 여러 개의 기어 세트를 가지고 있습니다. 또한, 유성 기어는 헬리컬 기어, 베벨 기어, 스퍼 기어 등을 기반으로도 만들어집니다. 일반적으로 유성 기어는 유성 기어보다 높은 기어비를 제공하여 우수한 성능을 발휘합니다.
유성 기어의 또 다른 예로는 복합 유성 기어가 있습니다. 이 기어 설계는 하나의 주조물의 양쪽 끝에 크기가 다른 두 개의 기어가 있는 형태입니다. 큰 기어는 태양 기어에, 작은 기어는 환형 기어에 맞물립니다. 복합 유성 기어는 기어비 단계를 더 작게 만들기 위해 필요한 경우가 있습니다. 다른 기어와 마찬가지로 유성 기어의 핀 정렬이 정확해야 제대로 작동합니다. 유성 기어가 제대로 정렬되지 않으면 작동이 원활하지 않거나 조기에 고장이 발생할 수 있습니다.

czh 편집