기어기어 치형 수정은 기어 설계에 있어 매우 중요한 요소로, 소음, 진동 및 응력 집중을 줄여 성능을 향상시킵니다. 본 논문에서는 수정된 기어 치형 설계에 관련된 주요 계산 및 고려 사항을 논의합니다.

1. 치아 프로필 수정의 목적

치형 변형은 주로 제조상의 편차, 정렬 불량, 그리고 하중 하에서의 탄성 변형을 보상하기 위해 시행됩니다. 주요 목표는 다음과 같습니다.

• 전송 오류 감소
• 기어 소음 및 진동 최소화
• 하중 분산 강화
• 기어 수명 증가 기어의 맞물림 강성에 대한 정의에 따르면, 기어 이빨의 탄성 변형은 다음 공식으로 근사할 수 있습니다. δa – 이빨 탄성 변형, μm; KA – 사용 계수, ISO6336-1 참조; wt – 단위 이빨 너비당 하중, N/mm, wt=Ft/b; Ft – 기어에 작용하는 접선력, N; b – 기어의 유효 이빨 너비, mm; c '- 단일 쌍 이빨 맞물림 강성, N/(mm·μm); cγ – 평균 맞물림 강성, N/(mm·μm).스퍼 기어

베벨 기어

• 팁 릴리프: 맞물림 시 간섭을 방지하기 위해 기어 이빨 끝의 재료를 제거합니다.
• 뿌리 완화: 응력 집중을 줄이고 강도를 높이기 위해 뿌리 부분을 수정합니다.
• 리드 크라우닝: 치아 너비를 따라 약간의 곡률을 적용하여 정렬 불량을 조정합니다.
• 프로필 크라우닝: 인벌류트 프로파일을 따라 곡률을 도입하여 모서리 접촉 응력을 줄입니다.

3. 설계 계산

기어 이 형상 수정은 일반적으로 해석적 방법, 시뮬레이션 및 실험적 검증을 통해 계산됩니다. 다음과 같은 매개변수가 고려됩니다.

• 수정 금액(Δ): 일반적으로 하중 조건에 따라 5~50마이크론 범위로 치아 표면에서 제거된 재료의 깊이입니다.
• 하중 분포 계수(K): 변형된 치아 표면에 접촉 압력이 어떻게 분포되는지 결정합니다.
• 전송 오류(TE): 실제 동작과 이상적인 동작 간의 편차로 정의되며, 최적화된 프로필 수정을 통해 최소화됩니다.
• 유한요소해석(FEA): 생산 전에 응력 분포를 시뮬레이션하고 수정 사항을 검증하는 데 사용됩니다.

4. 설계 고려 사항

• 하중 조건: 수정량은 적용된 하중과 예상 처짐에 따라 달라집니다.
• 제조 허용 오차: 원하는 수정을 달성하려면 정밀 가공과 연삭이 필요합니다.
• 재료 특성: 기어 소재의 경도와 탄성은 프로파일 수정의 효과에 영향을 미칩니다.
• 운영 환경: 고속, 고부하 응용 분야에서는 더욱 정밀한 수정이 필요합니다.

5. 기어 성능 최적화, 소음 감소, 내구성 향상을 위해서는 치형 변형이 필수적입니다. 정확한 계산과 시뮬레이션을 바탕으로 설계된 치형 변형은 다양한 응용 분야에서 기어의 수명과 효율성을 보장합니다.

엔지니어는 하중 조건, 재료 특성, 정밀 제조 기술을 고려하여 최적의 기어 성능을 달성하는 동시에 운영 문제를 최소화할 수 있습니다.