Crossed Helical Gears, Worm Gears
나사기어(스크류기어)는 엇갈린 축(비평행축 기어)을 가진 기어로, 웜기어의 일종이며 나사와 비슷한 나사산 형태를 가지고 있습니다. 주된 특징으로는 설치가 쉽고 중심축의 각도 변화에 둔감하며, 고감속비 구현이 가능하다는 점이 있습니다. 하지만, 웜 기어의 단점으로 낮은 효율성, 높은 발열, 그리고 웜 휠의 마모 현상이 나타날 수 있습니다.
주요 특징
엇갈린 축: 평행하지 않고 교차하지 않는 두 축을 가진 기어입니다.
웜의 한 종류: 나사산이 감긴 나선형의 웜과 웜 휠(더 큰 휠)이 맞물려 동력을 전달합니다.
설치 용이성: 중심축의 각도나 중심거리 변화에 크게 영향을 받지 않아 설치가 간편합니다.
고감속비: 큰 회전비(감속비)를 구현할 수 있어, 동력 전달 시 속도를 크게 낮추는 데 사용됩니다.
다양한 방향: 오른나사와 왼나사(우비틀림, 좌비틀림)가 있으므로, 사용 목적에 따라 올바른 방향의 제품을 선택해야 합니다.
주요 단점
낮은 효율: 웜의 회전 시 발생하는 마찰로 인해 에너지 손실이 커서 효율성이 낮습니다.
발열 문제: 낮은 효율로 인해 열이 발생하기 쉬우므로, 냉각 대책이 필요할 수 있습니다.
마모: 웜 휠의 이빨이 웜의 나사산에 의해 마모되는 경향이 있어 내구성이 떨어질 수 있습니다.
활용 예시
고속에서 부드럽게 동력을 전달해야 하는 일반 기어와 달리, 나사기어는 큰 감속비가 필요한 상황, 예를 들어 ridurre 속도나 토크를 크게 증가시켜야 하는 기계 장치 등에 주로 사용됩니다.
https://youtu.be/cdRA-Jhs2rw?si=c7oBR7vamfR8xDdB
Screw gears (crossed helical gears) | hyperboloid gears | hypoid gears
In this video, we take a closer look at screw gears. Screw gears, also known as hyperboloid gears, are a special variant of helical gears. In contrast to con...
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나사 기어 또는 교차 나선형 기어는 기어 샤프트의 비스듬한 결합을 허용하는 쌍곡면 기어입니다!
헬리컬 기어의 특수 변형을 사용하면 축이 비스듬하게, 즉 교차하지 않고 서로 교차하도록 기어를 제작할 수도 있습니다. 이러한 경우를 소위 나사 기어 또는 교차 헬리컬 기어 ( 쌍곡면 기어 )라고 합니다. 일반적으로 쌍을 이루는 나사 기어의 축은 서로 90° 각도로 회전하지만, 원칙적으로는 다른 각도도 가능합니다.
헬리컬 기어를 조합할 때는 나선 각도가 동일해야 하지만(나선 방향은 달라야 합니다), 나사 기어를 조합할 때는 나선 각도가 서로 달라야 합니다(나선 방향은 동일해야 합니다)! 참고로, 변속비는 이러한 나선 각도의 비율에 따라 달라집니다.
이름에서 알 수 있듯이, 나사 기어는 맞물림 시 더 이상 순수한 구름 운동이 아닌 나사 운동을 합니다. 나사 운동의 전형적인 특징은 플랭크의 영구적인 미끄러짐입니다. 따라서 교차 헬리컬 기어의 기준체 에는 순수한 구름 운동이 발생할 수 있는 지점이 없습니다(즉, 기어의 원주 속도는 어느 지점에서도 동일하지 않습니다). 나사 기어의 기준체는 더 이상 "피치체"가 아니라 소위 회전 쌍곡면 입니다 ! 쌍곡면은 회전축을 중심으로 비스듬한 직선을 회전시켜 얻습니다.
플랭크의 지속적인 미끄러짐은 일반적으로 나사 기어에 특수 윤활( 하이포이드 기어 오일 )을 요구하며, 그렇지 않으면 마모가 증가할 것으로 예상됩니다. 나사 톱니 경로로 인해 플랭크는 더 이상 서로 직선 형태로 접촉하지 않지만, 접촉은 점상(punctiform)입니다( 웜 기어는 예외 ). 또한, 나사 톱니 경로는 강한 횡력을 발생시키므로 적절한 베어링을 사용하여 이를 보강해야 합니다.
따라서 나사 기어는 공작기계 구동 장치처럼 중간 정도의 토크와 속도를 위해 설계되었습니다. 나사 기어를 사용하면 플랭크의 슬라이딩 과정으로 인해 전달 효율이 낮아져 효율이 저하되는 단점이 있습니다.
교차 헬리컬 기어의 장점은 앞서 언급한 기어 축의 사선 배치 외에도 저소음 작동이라는 점입니다. 또한, 나사 기어는 동력 전달에 큰 영향을 미치지 않으면서 비교적 넓은 범위 내에서 축 방향으로 변속할 수 있습니다.
"원통형" 헬리컬 기어로 설계된 나사 기어를 쌍곡면 기어 라고 부르기도 합니다 . 그러나 나사 기어의 기준 형상은 "원뿔형"일 수도 있습니다( 베벨 기어 참조 ). 이러한 나사 베벨 기어는 하이포이드 기어 라고도 합니다 .
나사 기어의 특수한 경우로 웜 기어가 있습니다 . 일반적인 나사 기어와 달리, 웜 기어는 플랭크가 직선 형태로 접촉하여 더 높은 토크를 전달할 수 있습니다.