~와 비교했을 때유성 기어변속기와 고정축 변속기, 유성기어 변속기는 여러 가지 독특한 특징을 가지고 있습니다.

1) 소형, 경량, 콤팩트한 구조 및 높은 전달 토크.

내부 맞물림 기어 쌍의 적절한 적용으로 구조가 비교적 콤팩트합니다. 동시에, 다수의 유성 기어가 중앙 휠 주위로 하중을 분산시켜 동력을 배분하므로 각 기어에 가해지는 하중이 줄어들어 기어 크기를 소형화할 수 있습니다. 또한, 내부 맞물림 기어 자체의 수용 공간을 구조에 최대한 활용하여 외형 크기를 더욱 줄여 소형화 및 경량화를 실현했으며, 동력 배분 구조는 내하중을 향상시킵니다. 관련 문헌에 따르면, 동일한 전달 하중 조건에서 유성 기어 변속기의 외형 치수와 무게는 일반 고정축 기어의 약 1/2~1/5 수준입니다.

2) 입력 및 출력은 동축 케이블입니다.

유성 기어 변속기는 구조적 특성상 동축 입력 및 출력을 구현할 수 있습니다. 즉, 출력축과 입력축이 동일 축상에 위치하므로 동력 전달 시 동력축의 위치가 변하지 않아 전체 시스템이 차지하는 공간을 줄이는 데 도움이 됩니다.

3) 소량의 속도 변화를 쉽게 구현할 수 있습니다.

유성 기어는 태양 기어, 내부 기어, 유성 캐리어와 같은 세 가지 기본 구성 요소로 이루어져 있으므로, 이 중 하나라도 고정되면 기어비가 결정됩니다. 즉, 동일한 기어 트레인 세트를 사용하여 다른 기어를 추가하지 않고도 세 가지 다른 기어비를 얻을 수 있습니다.

4) 높은 전송 효율.

대칭성으로 인해유성 기어이 변속기 구조는 여러 개의 유성 기어가 고르게 배치되어 있어 중앙 기어와 회전부 베어링에 작용하는 반력이 서로 균형을 이루므로 전달 효율을 향상시키는 데 도움이 됩니다. 적절하고 합리적인 구조 배치를 통해 0.97~0.99의 효율을 달성할 수 있습니다.

5) 전달비가 높습니다.

운동의 조합 및 분해가 가능합니다. 유성 기어 변속기의 종류와 치형 맞춤 방식을 적절히 선택하면 적은 수의 기어로도 높은 변속비를 얻을 수 있으며, 높은 변속비에서도 구조를 소형화할 수 있습니다. 따라서 경량화 및 소형화라는 장점을 갖습니다.

6) 부드러운 움직임, 뛰어난 충격 및 진동 저항성.

여러 가지를 사용하기 때문에유성 기어중심축을 중심으로 고르게 분포된 동일한 구조 덕분에 유성 기어와 유성 캐리어의 관성력이 서로 균형을 이루어 강력하고 안정적인 성능을 발휘합니다.

요약하자면, 유성기어 변속기는 무게가 가볍고 부피가 작으며, 기어비가 크고, 전달 토크가 크며 효율이 높다는 특징을 가지고 있습니다. 하지만 이러한 장점 외에도 유성기어는 실제 적용 과정에서 다음과 같은 문제점을 가지고 있습니다.

1) 구조가 더 복잡합니다.

고정축 기어 변속기와 비교했을 때, 유성 기어 변속기의 구조는 더욱 복잡하며, 유성 캐리어, 유성 기어, 유성 휠 샤프트, 유성 기어 베어링 등의 부품이 추가됩니다.

2) 높은 열 방출 요구 사항.

크기가 작고 방열 면적이 작기 때문에 오일 온도가 과도하게 상승하는 것을 방지하기 위해 적절한 방열 설계가 필수적입니다. 동시에 유성 캐리어 또는 내부 기어의 회전으로 인해 발생하는 원심력 때문에 기어 오일이 원주 방향으로 오일 링을 형성하기 쉽습니다. 이로 인해 선기어 중심부의 윤활유량이 감소하여 선기어 윤활에 악영향을 미치게 됩니다. 반대로 윤활유를 과다하게 첨가하면 오일 교반 손실이 증가하므로, 교반 손실을 최소화하면서 적절한 윤활을 유지하는 것이 중요합니다.

3) 높은 비용.

유성 기어 변속 구조는 부품 수가 많고 조립도 복잡하여 비용이 많이 듭니다. 특히 내륜 기어는 구조적 특성상 외측 원통형 기어에 일반적으로 사용되는 고효율 기어 호빙 등의 가공 방식을 적용할 수 없어 내륜 기어를 사용해야 합니다. 헬리컬 인서트를 사용하기 때문에 특수 헬리컬 가이드 레일이나 CNC 기어 셰이퍼가 필요하며 효율이 상대적으로 낮습니다. 초기 단계의 치형 가공이나 치형 선삭에 필요한 장비 및 공구 투자 비용이 매우 높아 일반 외측 원통형 기어보다 훨씬 비쌉니다.

4) 내부 기어링의 특성상, 연삭 등의 공정을 통해 기어의 치면을 최종적으로 다듬어 더 높은 정밀도를 달성할 수 없으며, 기어 자체를 통해 기어의 치면을 미세하게 수정하는 것도 불가능하므로 기어 맞물림이 더욱 이상적이지 못하고 그 수준을 향상시키기가 더욱 어렵습니다.

요약: 유성 기어 변속기는 구조적 특성상 장점과 단점을 모두 가지고 있습니다. 세상에 완벽한 것은 없듯이 모든 것에는 양면이 있습니다. 유성 기어도 마찬가지입니다. 신에너지 분야에서의 적용 또한 이러한 장단점을 고려하여 이루어져야 합니다. 제품의 특정 요구 사항에 맞춰 장점을 최대한 활용하고, 장단점 사이의 균형을 유지하여 차량과 고객에게 가치를 제공해야 합니다.