평기어 또는 헬리컬 기어: 평행축 구동을 위한 선택 가이드

전동 정밀도, 소음, 부하 용량 측면에서 평기어와 헬리컬 기어를 비교합니다. PinyiGear는 DIN 6-8 등급 정밀도 맞춤 제작으로 두 가지 유형을 모두 공급합니다.

기어 전동의 기능

맞물린 이빨은 회전 운동과 토크를 한 축에서 다른 축으로 전달하며, 이는 산업 장비 전반에 걸친 기본적인 작업입니다. 평행축 계열 내에서 평기어와 헬리컬 기어가 대부분의 응용 분야를 차지합니다.

요약: 저속, 고부하 구동 및 복잡하지 않은 레이아웃에는 평기어가 적합합니다. 표면 속도가 높고 조용하며 점진적인 이 맞물림이 중요할 때는 헬리컬 기어가 선호됩니다. PinyiGear는 두 유형을 모두 제조하며 DIN 6–8 범위 내에서 정밀도를 맞춤 제작합니다.

매개변수 비교: 평기어 대 헬리컬 기어

  • 이빨 방향: 축 방향에 평행
    • 헬리컬: 헬릭스 각도 β로 기울어짐, 일반적으로 8°–20°
  • 물림률: 약 1.5–1.8
    • 헬리컬: 약 2.0–3.5, 따라서 더 높음
  • 음압: 60–75 dB, 더 시끄러운 옵션
    • 헬리컬: 45–60 dB, 눈에 띄게 조용함
  • 축 방향 반력: 없음
    • 헬리컬: 발생하므로 스러스트 베어링이 필요함
  • 부하 능력: 보통, 접촉 응력 약 500–800 MPa
    • 헬리컬: 높음, 접촉 응력 약 700–1100 MPa
  • 피치 라인 속도 한계: 최대 20 m/s
    • 헬리컬: 최대 40 m/s
  • 효율: 96%–98%
    • 헬리컬: 94%–97%
  • 상대 비용: 기준, 더 낮은 수치
    • 헬리컬: 15%–30% 더 비쌈
  • 일반적인 응용 분야: 저속 기어박스, 농업 기계, 수공구
    • 헬리컬: 자동차 기어박스, 공작 기계 스핀들, 팬

수치 산출 방법: 모듈 1–6, 20CrMnTi 침탄 담금질 후, DIN 등급 6 정밀도, 표준 시험 조건.

다섯 가지 선택 단계

1단계 — 부하와 사용 계수

원동기와 피동기의 조합에서 사용 계수 KA를 결정합니다(일반적으로 1.0에서 2.0 사이).

  • 공칭 토크: T = 9550 × P / n (P는 kW, n은 rpm)
  • 설계 토크: T_calc = T × KA

가혹한 부하 조건의 경우 PinyiGear의 기어 제조 역량을 참조하십시오.

2단계 — 모듈과 이빨 수

  • 동력을 전달하는 기어: 모듈 ≥ 2.5
  • 소형 모듈 계측기 기어: 모듈 0.5–1.5
  • 언더컷을 방지하기 위해 피니언 이빨 수 Z1 ≥ 17을 규칙으로 유지

3단계 — 재료 선택 및 열처리

  • 45# 강: 담금질 및 뜨임 후 플랭크 유도 경화
    • 플랭크 경도: HRC 40–50
    • 용도: 저속에서 중속, 일반 하중
  • 20CrMnTi: 침탄 및 담금질
    • 플랭크 경도: HRC 58–62
    • 용도: 중하중, 충격 및 충격
  • 40Cr: 담금질 및 뜨임 후 질화
    • 플랭크 경도: HV 500–650
    • 용도: 엄격한 정밀도 목표, 최소 변형
  • 42CrMo: 담금질 및 뜨임 후 플랭크 경화
    • 플랭크 경도: HRC 45–55
    • 용도: 대구경 기어, 광산 장비

4단계 — 정밀도 등급

사양세부 사항
DIN 등급 6고속 정밀 전동 (≤30 m/s)
DIN 등급 7일반 산업 전동 (≤20 m/s)
DIN 등급 8저속 범용 전동 (≤10 m/s)

PinyiGear는 DIN 6–8 등급 정밀 기어를 맞춤 제작하며 모든 주문에 완전한 치형 검사 보고서를 제공합니다.

5단계 — 강도 검증

다음 두 가지 검사를 모두 충족해야 합니다:

  1. 접촉 강도 σH ≤ [σH] — 플랭크를 피팅으로부터 보호
  2. 굽힘 강도 σF ≤ [σF] — 이빨 파손으로부터 보호

20CrMnTi 헬리컬 기어의 제조 공정

  1. 블랭크 단조 → 노멀라이징, 경도 HB 160–200
  2. 황삭 선반 → 0.5–1.0 mm 여유
  3. 호빙 또는 성형 → 연삭을 위해 0.2–0.3 mm 여유 남김
  4. 침탄 및 담금질 → 유효 침탄 깊이 0.8–1.2 mm, HRC 58–62
  5. 기어 연삭 → 나사형 휠 연삭기; DIN 5–6까지 정밀도 달성 가능
  6. 세척 및 디버링 → 선택적 치형 수정
  7. 최종 검사 → 치형 및 리드 측정, 접촉 패턴 검사, 런아웃 검사

단조부터 완성 부품까지, PinyiGear는 전공정 정밀 가공을 단일 소스 서비스로 제공합니다.

수직 및 교차 축 구동

웜 기어 구동

웜 기어링은 수직, 교차 축 동력 전달을 담당합니다:

  • 단일 단으로 큰 감속비 (i = 10–80)
  • 리드 각도 ≤ 3.5°일 때 자체 잠금 동작
  • 효율은 낮은 편 (40%–90%, 리드 각도에 따라 결정)
  • 호이스트, 인덱싱 테이블, 밸브 액추에이터 및 유사 장비에 적용

웜 기어 솔루션은 PinyiGear의 웜 기어 제품 라인을 통해 이용 가능합니다.

베벨 기어

베벨 기어링은 일반적으로 90°로 교차하는 축 사이에서 직선 및 나선형 구성으로 운동을 전달합니다:

  • 직선 베벨 기어: 제작이 간단하고 저속(≤5 m/s)에 적합
  • 나선형 베벨 기어 (글리슨 치형 시스템): 조용한 작동, 고속(≤30 m/s)에 적합
  • 일반적으로 사용되는 재료: 20CrMnTi, 17CrNiMo6

PinyiGear의 베벨 기어 제품 시리즈를 살펴보십시오.

적용 사례

포장 기계의 한 고객이 72 dB로 측정된 평기어 구동을 운영했습니다. PinyiGear 엔지니어의 조언에 따라 동일한 중심 거리(β=15°)에서 헬리컬 기어로 전환했습니다. 음압은 55 dB로 떨어졌고, 부하 용량은 25% 증가했으며, 장비 MTBF는 3,000시간에서 6,000시간으로 향상되었습니다.

유형 선택 및 진행

유형 선택은 서비스 수명, 소음 수준 및 유지 보수 비용에 영향을 미칩니다. 피치 라인 속도가 20 m/s를 초과하거나 조용한 작동이 우선시될 때는 헬리컬 기어가 첫 번째 선택입니다. 비용이 중요하고 속도가 낮게 유지될 때는 평기어가 신뢰할 수 있는 옵션으로 남아 있습니다.

선택에 도움이 필요하십니까? PinyiGear는 무료 기술 상담 및 도면 검토를 제공합니다.

추가 정보: PinyiGear 공식 웹사이트를 방문하거나 도면을 sales@dgpinyi.com으로 이메일로 보내주십시오.

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