기계 시스템의 세계에서 Bevel Gears는 전력 방향 변화와 속도 조정을 요구하는 응용 프로그램의 필수 구성 요소로 두드러집니다. 그러나 베벨 장비는 정확히 무엇입니까? 이 원뿔 모양의 기어, 유형, 주요 설계 매개 변수 및 실제 - 세계 기계적 설정에서 작동하는 방법에 따라 다이빙합시다.
베벨 장비는 무엇입니까?
A 베벨 기어원추형 모양과 문어 이빨을 가진 기계 요소입니다. 핵심 기능은 짝짓기 베벨 기어 ( "베벨 기어 페어"형성) 또는 베벨 피니언과 메쉬하여 비 - 병렬 샤프트 - 사이의 전력 전송을 가능하게하는 것입니다. Parallel - 샤프트 기어 (예 : Spur Gears)와 달리 Bevel 기어는 속도와 토크를 수정하면서 회전 운동을 리디렉션 할 때 탁월합니다.
베벨 기어의 특수 하위 집합이 있습니다미터 기어: Bevel Gear와 Bevel Pinion이 같은 수의 치아가있는 베벨 기어 쌍입니다. 해당 기어는 속도 나 토크를 변경하지 않고 90도 방향 변경이 필요한 응용 분야에 이상적입니다 (예 : 가공 장비의 탁상 회전).
스트레이트 치아 베벨 기어의 유형
베벨 기어는 똑 바르거나 나선형 치아를 가질 수 있지만이 안내서는직선 치아 베벨 기어-는 치아에 의해 쉽게 인식 될 수 있으며, 이는 확장 된 경우 샤프트 축의 교차점에서 수렴합니다. Straight Tooth Bevel 기어는 각각 뚜렷한 디자인 목표와 한계를 가진 두 가지 주요 스타일로 분류됩니다.
글리슨 타입 베벨 기어
글리슨 타입 기어는 다음과 같이 설계됩니다프로파일 - 이동 된 기어, 내구성을 높이고 부하 - 운반 용량을 향상시키는 설계 선택 :
● 프로파일 이동: 베벨 피니언은 긍정적으로 이동 (치아가 바깥쪽으로 뻗어 있음), 베벨 기어는 부정적인 이동 (치아는 안쪽으로 오기). 이것은 기어 쌍의 강도 균형을 유지하여 개별 치아의 스트레스를 줄입니다.
● 미터 기어의 이동이 없습니다: Gleason Miter Gears는 치아 수와 치수가 동일하기 때문에 프로파일 이동은 불필요합니다.
● 간섭 방지: 톱니 팁과 루트 클리어런스는 평행하게 설계되었으며, 한 기어 블랭크의 얼굴 원뿔은 결합 기어의 루트 원뿔과 평행하게 가공됩니다. 이것은 "필렛 간섭"을 제거합니다 (잘못 정렬 된 윤곽으로 인해 기어 톱니가 붙어있는 일반적인 문제).
표준 유형 베벨 기어
표준 유형 기어에는 프로파일 이동이 부족하여 제조를 단순화하지만 트레이드 오프를 소개합니다.
● 프로필 조정이 없습니다: 기어 톱니는 기본적이고 수정되지 않은 프로파일을 따라 생산이 더 빠르고 빠릅니다.
● 잠재적 약점: Bevel Pinion이 짝짓기 기어보다 치아가 훨씬 적을 때 (예 : 60 이어 기어가있는 10 급 피니언) Pinion 이빨은 과도한 응력을 경험하여 기어 쌍의 수명을 줄일 수 있습니다.
베벨 기어의 주요 설계 매개 변수
베벨 기어 쌍의 성능과 호환성은 몇 가지 중요한 매개 변수에 따라 다릅니다. 아래는 정의, 단위 및 일반적인 값의 분류입니다.
| 매개 변수 | 정의 | 메트릭 시스템 | 영어 시스템 | 주요 역할 |
|---|---|---|---|---|
| 피치 (모듈) | 치아 크기를 측정합니다. 모듈=참조 직경 (mm) / 치아 수 | 모듈 (MM) → 더 큰 모듈=더 큰 치아 |
직경 피치 (DP) → DP=치아 수 / 참조 직경 (인치) |
짝짓기 기어 메쉬를 보장합니다 (동일한 피치가 필요) |
| 압력 각 | 기어의 "액션 라인"(힘 방향)과 피치 원에 대한 접선 사이의 각도 | 일반적으로 20도 | 20도 또는 14도 30 ′ | 하중 용량 (큰 각도=고용량) 및 효율에 영향을 미칩니다. |
| 치아 수 (피니언) | 원하는 속도 비율을 기준으로 사용자가 선택합니다 | N/A (수) | N/A (수) | 실제 전력 전송을위한 최소 12 개의 치아 (치아는 과도한 마모를 유발합니다) |
| 속도 비율 | 출력 속도 대 입력 속도의 비율; 계산 (베벨 기어 치아 수) / (피니언 치아 수) | N/A (비율) | N/A (비율) | 6 : 1 이하로 제한됩니다 (기어 크기 및 피치 각도 제약 조건으로 인해) |
| 부록 | 기어의 피치 반경에서 치아 팁까지 선형 거리 (치아 "발 뒤꿈치"에서 측정) | 밀리미터 (mm) | 인치 (in) | 치아 높이를 결정합니다 (Dedendum과 함께) |
| Dedendum | 기어의 피치 반경에서 치아 뿌리까지 선형 거리 (치아 "발 뒤꿈치"에서 측정) | 밀리미터 (mm) | 인치 (in) | 부록=총 치아 높이와 합계 |
| 백래시 | 비 - 짝짓기 기어의 치아 접촉 사이의 간격 | 밀리미터 (mm) | 인치 (in) | 적절한 메쉬 및 윤활유 흐름에 필요한 최소 백래시 |
| 샤프트 각도 (참조 원뿔 각도) | 피니언의 피치 각도와 베벨 기어의 피치 각도의 합 | 학위 (학위) | 학위 (학위) | 수직 샤프트의 경우 일반적으로 90도 (샤프트 정렬 정의) |
| 원뿔 거리 | 기어의 정점 (샤프트 축이 교차하는 곳)에서 피치 콘까지의 거리 | 밀리미터 (mm) | 인치 (in) | 마운팅에 중요합니다 (기어가 올바르게 조정되도록) |
제조 및 재료
베벨 기어는 애플리케이션 요구를 충족시키기 위해 전문화 된 생산 공정 및 재료 선택이 필요합니다.
● 치아 절단: 치아는 a베벨 생성기커스텀 커터 사용. 절단기는 기어의 한 부분을 가공 한 다음 다음 치아를 자르기 위해 "인덱스"(회전). 커터의 반경은 결합 기어의 치아 수와 필요한 샤프트 각도에 맞게 조정되어 각 커터가 생산할 수있는 치아 수를 제한합니다.
재료:
● 강철: 높은 - 강도 응용 (예 : 자동차 구동계)에 대한 가장 일반적인 선택; 내구성을 위해 종종 경화됩니다.
● 황동/청동: 낮은 - 하중, 부식 - 저항 시나리오 (예 : 해양 장비)에 사용됩니다.
● 플라스틱: 가볍고 낮은 - 노이즈 애플리케이션 (예 : 블렌더와 같은 가정용 기기)에 이상적입니다.
기어가 전력을 전달하는 방법
Bevel Gears는 간단하지만 효과적인 원리로 작동합니다. 토크와 속도는 "드라이버"(입력) 및 "구동"(출력)으로 작용하는 기어에 따라 거래됩니다.
● 운전자로서 피니언: 피니언이 먼저 회전하여 베벨 기어를 연결합니다. 이렇게하면 출력 속도가 줄어들지 만 토크 -은 무거운 하중을 들어 올리는 것과 같은 응용 프로그램에 적합합니다 (예 : 크레인 윈치).
● 드라이버로서의 베벨 기어: 베벨 기어가 먼저 회전하여 피니언을 구동합니다. 이렇게하면 출력 속도가 증가하지만 토크가 줄어든 토크는 속도 -에 대한 단점 - 토크를 줄이면 성능을 제한 할 수 있으므로 시스템 (예 : 일부 산업 팬)을 증가시킵니다.
왜 Bevel 기어를 선택합니까?
베벨 기어는 세 가지 주요 이유로 기계 설계자에게 최고의 선택으로 남아 있습니다.
● 단순성: 원뿔형 모양과 똑 바른 치아 (직선 치아 변형)는 디자인과 유지를 쉽게 만듭니다.
● 효율성: 올바르게 윤활되고 정렬되면 최소한의 에너지 손실로 전력을 전달합니다.
● 비용 - 효과: 복잡한 기어 시스템 (예 : 웜 기어)과 비교하여 저렴한 가격으로 안정적인 성능을 제공합니다.
소형 핸드 툴이나 대형 산업용 기계를 설계하든 Bevel Gears '기본 사항 -을 유형에서 설계 매개 변수 -까지 이해하는 것은 효율적이고 긴 - 지속적인 기계 시스템을 구축하는 데 중요합니다.