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헬리컬 기어박스란 무엇인가요?

일반적으로 기어는 회전하는 원형 기계 부품으로, 속도와 토크를 전달하는 역할을 합니다. 기어는 다른 톱니 모양의 부품과 맞물려 작동합니다. 이러한 유형의 기어는 절삭 톱니, 삽입 톱니 및 기어 톱니로 구성됩니다.

나선각

일반적인 헬리컬 기어박스의 각도는 15도에서 30도 사이입니다. 이는 웜 기어와 스크류에 흔히 사용됩니다. 각도는 운동 변환 및 동력 전달에 중요한 역할을 합니다.
헬리컬 기어박스는 고하중 용도에 적합합니다. 톱니가 점진적으로 맞물리기 때문에 헬리컬 기어박스는 축 방향 하중을 견딜 수 있는 베어링이 필요합니다. 실제로 헬리컬 기어가 발생시키는 힘은 스퍼 기어보다 훨씬 작습니다. 또한 헬리컬 기어박스는 일반적으로 효율이 떨어집니다.
기어 시스템에는 크게 스퍼 기어 시스템과 헬리컬 기어 시스템 두 가지가 있습니다. 이 두 시스템은 기본적인 기능은 유사하지만, 몇 가지 중요한 차이점이 있습니다. 스퍼 기어 시스템은 추력을 발생시키는 반면, 헬리컬 기어 시스템은 두 개의 축 방향 동력을 통해 에너지를 전달합니다. 두 시스템 모두 약 50m/s의 속도로 작동합니다.
스퍼 기어는 피치가 동일하지만, 헬리컬 기어는 피치가 다릅니다. 헬리컬 기어의 피치는 헬릭스 각도가 변함에 따라 달라지므로 기어와 호브의 직경이 달라집니다. 이로 인해 레이디얼 모듈 시스템의 피치가 변경되고 제조 비용이 증가합니다.
정상 압력각은 하중선이 치축에 수직인 평면과 이루는 각도입니다. 이 각도는 때때로 기준값이라고도 합니다.
헬리컬 기어는 좌측 및 우측 방향 모두 사용 가능합니다. 헬리컬 기어는 일반적으로 조용한 작동과 높은 동력 전달 용량이 특징입니다. 또한 소음·진동·불쾌감(NVH) 특성이 우수하여 석유, 식품, 플라스틱 산업 등에서 널리 사용됩니다. 헬리컬 기어는 헬릭스 각도가 0인 기어보다 효율이 높습니다.

능률

변속기에 헬리컬 기어를 사용하면 여러 가지 이점이 있습니다. 효율이 높고 소음이 적으며 고부하 조건에서도 뛰어난 성능을 발휘합니다. 하지만 일반 기어보다 가격이 더 비쌉니다.
헬리컬 기어박스의 효율은 전체 작동 영역의 효율을 측정하여 계산합니다. 이 효율 측정은 미리 정의된 측정 그리드를 사용하여 수행됩니다. 결과는 효율 등고선 지도로 나타나며, 작동 영역 전체에 걸쳐 효율이 균일하지 않음을 보여줍니다.
이는 기어 톱니의 각도가 다양하기 때문입니다. 피치 원의 크기와 나선 각도 또한 중요한 고려 사항입니다. 헬리컬 기어의 피치 원은 스퍼 기어보다 큽니다. 이는 접촉면적이 넓어지고 평행 축 사이에서 동력을 전달할 수 있는 잠재력이 커진다는 것을 의미합니다.
동기화 장치의 효율 계산은 비교적 최근에 도입된 기술입니다. 전력 손실 데이터를 활용하면 이러한 계산의 정확도를 추정하는 데 도움이 될 수 있습니다.
변속기의 효율은 주로 출력 범위와 토크에 따라 달라집니다. 출력 범위가 넓을수록 효율이 좋아지고, 출력 범위가 좁아지면 효율도 떨어집니다. 특히 고단 기어 변속기의 경우 효율이 급격하게 감소합니다.
기어박스의 효율은 기어박스의 종류에 따라 달라집니다. 일반적으로 스퍼 기어가 가장 효율적이지만, 헬리컬 기어도 상당히 효율적입니다. 전기 모터가 일반 실린더 엔진보다 효율적인 것처럼, 헬리컬 기어는 스퍼 기어보다 효율적입니다.

응용 프로그램

다양한 산업 분야에서 여러 용도로 헬리컬 기어박스를 사용합니다. 이러한 기어는 주로 중공업 현장에서 사용되며, 인쇄 및 플라스틱 산업에서도 사용됩니다.
헬리컬 기어는 평행축과 직각축 사이에서 동력을 전달하는 데 유용합니다. 다른 기어 유형보다 내구성이 뛰어나고 작동이 더욱 부드럽습니다. 또한 소음이 적고 마찰도 적습니다.
헬리컬 기어박스의 일반적인 적용 분야로는 컨베이어, 냉각기, 분쇄기 및 기타 중공업 분야가 있습니다. 또한 식품, 화학 및 인쇄 산업에서도 사용됩니다.
헬리컬 기어박스에는 크게 단일 헬리컬 기어박스와 이중 헬리컬 기어박스 두 가지 유형이 있습니다. 단일 기어박스에서는 톱니가 축에 대해 특정 각도를 이루고, 이중 기어박스에서는 톱니가 서로 반대 각도를 이룹니다.
두 가지 기어 유형 모두 장점이 있습니다. 스퍼 기어는 저속 회전에 더 적합하고 제조 비용도 저렴합니다. 하지만 헬리컬 기어는 효율이 더 높고 소음이 적으며 맞물리는 톱니 수가 더 많습니다.
헬리컬 기어는 스퍼 기어보다 피치 원의 직경이 더 큽니다. 따라서 더 큰 하중을 견딜 수 있고 내구성이 뛰어납니다. 또한 헬리컬 기어박스는 추력을 지탱하기 위해 스러스트 베어링을 사용합니다. 원활한 작동을 위해 헬리컬 기어는 점진적으로 맞물립니다.
헬리컬 기어는 자동차 산업에서도 사용됩니다. 자동차 변속기 과정에서 가장 흔하게 사용되는 기어 유형입니다.

나선형 치아 vs 헬리컬 치아

용도에 따라 베벨 기어는 헬리컬 기어와 스파이럴 기어 두 가지 유형으로 나뉩니다. 두 기어는 기하학적 구조는 유사하지만 성능은 다릅니다. 헬리컬 기어는 부드러운 작동과 높은 하중 지지력을 제공하는 반면, 스파이럴 기어는 유연성이 뛰어나고 과열 위험이 적으며 수명이 더 깁니다.
헬리컬 기어는 주로 나선형 또는 교차형 축에 사용됩니다. 기어 축에 대해 정확한 각도로 절삭된 톱니를 가지고 있습니다. 헬리컬 기어는 무거운 하중에서도 부드러운 작동을 제공하며 고속 회전에 적합합니다. 또한 평행하지 않은 축에도 사용할 수 있지만, 스퍼 기어보다 효율이 떨어집니다.
스퍼 기어는 주로 평행축에 사용됩니다. 스퍼 기어의 톱니는 직선으로 배열되어 기어 축과 평행합니다. 톱니가 갑자기 맞물리면서 진동과 소음이 발생합니다. 반면, 헬리컬 기어는 점진적인 맞물림을 제공하여 진동과 백래시를 최소화합니다.
헬리컬 기어의 뿌리 응력은 스퍼 기어와 다릅니다. 이는 헬릭스 각도와 기어의 웹 두께에 따라 달라집니다. 또한, 톱니의 압력각도 곡률 반경에 영향을 미칩니다. 이러한 요소들은 횡방향 접촉비에 영향을 주어 접촉선의 길이를 줄입니다.
헬리컬 기어는 회전 각도를 90도 변경하는 데 자주 사용됩니다. 또한 충격 하중을 줄이는 데에도 사용할 수 있습니다. 이러한 기어는 평행축 또는 교차축에 사용할 수 있습니다.

PB 및 PLB 시리즈

PB 및 PLB 시리즈 헬리컬 기어박스는 높은 출력 밀도와 컴팩트한 모듈식 설계 등 다양한 이점을 제공합니다. 높은 출력 토크를 제공할 뿐만 아니라, 낮은 유지보수 비용과 긴 수명 또한 장점입니다. 제조사는 견고한 케이스, 견고한 웜 기어와 스크류 나사산 구조, 그리고 높은 감속비를 구현하기 위해 심혈을 기울였습니다. 또한 평행축 입력 옵션을 제공하여 하나의 기어박스로 동기식 기어열 전체를 구동할 수 있습니다.
PB 및 PLB 시리즈 헬리컬 기어박스는 최고의 내구성을 자랑할 뿐만 아니라, 다용도로 활용 가능한 최고의 기어박스 중 하나입니다. 이 회사는 단일 기어박스부터 완전 모듈식 다중 기어박스 설계에 이르기까지 다양한 기어박스 변형 제품을 생산합니다. 높은 출력 밀도 덕분에 협소한 산업 공간에서도 원활하게 작동할 수 있습니다. 다양한 크기로 제공되는 PB 및 PLB 시리즈 헬리컬 기어박스는 고객의 용도에 완벽하게 맞는 제품을 찾을 수 있도록 보장합니다. 또한, PB 및 PLB 시리즈 헬리컬 기어박스는 비용 효율적인 솔루션으로, 고객의 특정 요구 사항을 충족하는 맞춤형 솔루션도 제공합니다.
가장 큰 장점은 이러한 기어박스를 매우 합리적인 가격에 구입할 수 있다는 것입니다. 제조사는 업계 최고 수준의 보증 서비스도 제공합니다. PB 및 PLB 시리즈 헬리컬 및 웜 기어박스는 다양한 크기와 구성으로 제공되어 고객의 용도에 맞춰 선택할 수 있습니다.

헤링본 기어

헬리컬 기어박스에 헤링본 기어를 사용하면 고속 주행 시 저소음 작동과 최소한의 축 방향 하중이라는 장점을 얻을 수 있습니다. 이러한 기어는 중장비에도 사용할 수 있지만, 제조 과정이 더 어렵고 비용이 많이 듭니다.
헤링본 기어는 중앙에 틈이 없다는 점을 제외하면 이중 헬리컬 기어와 유사합니다. 원래는 정확한 주형을 사용하여 주조 방식으로 제작되었습니다.
오늘날 기어박스는 서로 맞물린 두 세트의 톱니로 구성되어 있습니다. 이러한 톱니는 매우 높은 맞물림률을 가지므로 기어박스의 하중 지지력을 향상시킵니다. 또한 마모와 소음을 줄여줍니다.
이러한 기어는 일반적으로 이중 헬리컬 기어보다 크기가 작습니다. 따라서 진동이 심한 환경에 사용하기에 이상적입니다. 넓은 접촉면적은 응력을 줄여주고, 높은 하중 지지력을 가지고 있습니다. 변속기, 중장비 및 차동장치에 사용됩니다.
헤링본 기어는 토크 기어박스, 특히 스러스트 베어링이 크지 않은 기어박스에도 사용됩니다. 하지만 제조상의 어려움 때문에 사용 빈도는 낮습니다.
헤링본 기어를 제작하는 데에는 여러 가지 방법이 있습니다. 한 가지 방법은 중앙에 홈을 파서 기어를 절삭하는 것입니다. 또 다른 방법은 두 개의 헬리컬 기어를 겹쳐 쌓는 것입니다. 마지막으로, 오래된 기계를 개조하여 헤링본 기어를 제작하는 방법도 있습니다.
헤링본 기어는 밀링 가공 방식으로 제작할 수 있습니다. 하지만 이 방법으로 모든 헤링본 기어를 가공할 수 있는 것은 아닙니다.

CX 편집, 2023년 5월 31일