유성기어의 종류

다양한 유형의 유성 기어는 성능, 효율성 및 다양성으로 구분됩니다. 각 유형에는 두 개의 입력을 단일 출력으로 변경할 수 있는 기능이 있으며, 이는 설계 및 분석을 복잡하게 만드는 요인입니다.

 

유성 기어 세트의 가장 일반적인 형태는 캐리어와 외부 링 기어가 있는 단일 썬과 단일 플래닛입니다. 컴팩트한 설치 공간에서 적절한 강성과 적은 소음으로 우수한 토크를 제공하며 유성 기어는 다양한 형태와 디자인으로 제공되며 이것이 널리 사용되는 이유 중 하나입니다.

 

1) 싱글 스테이지 유성 기어 세트

1단 유성 기어 세트는  기어, 3개의 유성 기어, 캐리어 및 링 기어로 구성됩니다. 입력축은 썬 기어를 회전시켜 유성 기어가 캐리어와 출력축을 회전시키며 톱니 수가 다른 다양한 크기의 기어는 출력의 속도와 토크를 변경합니다.

 

1단 유성 기어 세트는 중장비, 산업 장비 및 자동차 변속기에 사용되며 대부분의 유성 기어와 마찬가지로 1단 유성 기어는 컴팩트한 디자인과 무게로 인해 사용됩니다.

 

2) 다단 유성 기어 세트

다단 유성 기어 세트에는 필요한 속도와 토크를 달성하기 위해 두 개 이상의 유성 기어가 있으며 단일 단계 유성 기어 세트와 동일한 구조를 가지고 있지만 첫 번째 세트의 썬 기어에 연결된 첫 번째 세트의 입력 샤프트에 몇 개의 기어가 더 추가되었습니다.

 

첫 번째 세트의 캐리어는 두 번째 세트의 썬 기어에 연결되며, 이 패턴은 다단 유성 기어 세트의 모든 유성 기어에 계속됩니다. 다단 유성 기어 세트는 높은 토크와 여러 출력 속도가 필요한 응용 분야에 사용되며 컴팩트하고 가벼운 패키지에서 높은 기어비를 달성합니다.

 

 

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3) 인라인 유성 기어 세트

인라인 유성 기어 세트를 사용하면 입력 및 출력 샤프트가 일직선이며 단일 썬 기어와 링 기어에 포함된 여러 유성 기어로 구성되며 플래닛 기어는 썬 주위를 회전하는 캐리어에 장착됩니다.

 

입력축은 중앙 썬 기어를 회전시켜 링 기어와 맞물리는 유성 기어를 회전시키며  중심축을 중심으로 회전하면 출력축에 동력이 전달됩니다. 인라인 유성 기어 세트는 효율성, 토크 밀도 및 낮은 백래시를 위해 사용됩니다.

 

 

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4) 오프셋 유성 기어 세트

오프셋 유성 기어 세트는 평행 샤프트 유성 기어로 알려져 있습니다. 입력 및 출력 샤프트가 오프셋 또는 평행 위치에 배치되어 있으며 인라인 유성 기어 세트와 마찬가지로 오프셋 유성 기어 세트에는 외부 링 기어와 맞물리는 캐리어에 여러 유성 기어가 장착된 썬 기어가 있습니다.

 

출력이 입력과 일직선이 되는 대신 입력축과 관련하여 다르게 정렬되어 아이들 기어의 올바른 직경과 톱니 수를 선택하면 입력 및 출력 샤프트가 공통 축에 있을 수 있습니다.

 

5) 직각 유성 기어 세트

직각 유성 기어 세트를 사용하면 입력 및 출력 샤프트가 서로 직각으로 배열되며 썬 기어, 유성 기어, 캐리어 및 외부 링은 모두 다른 기어 세트와 동일한 구성으로 장착됩니다. 유성 기어의 회전은 출력축에 연결된 직각 베벨 기어 세트에 동력을 전달합니다.

 

 

 

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6) 하모닉 드라이브 유성 기어 세트

하모닉 구동 유성 기어 세트는 스트레인 웨이브 기어 박스 및 웨이브 제너레이터 기어 박스라고도하며 유연한 금속 컵과 원형 스플라인을 사용하여 토크를 전달합니다.

 

하모닉 드라이브 유성 기어 세트의 구성 요소는 원형 스플라인과 파동 발생기라고 하는 유연한 컵이며 기어 세트에는 flexspline이라고 하는 타원형 또는 원형 기어가 있습니다

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입력 샤프트는 웨이브 제너레이터를 구동하여 컵 둘레를 따라 이동하는 웨이브를 변형시키고 생성하고 생성된 파동은 고조파 구동 기어 세트의 중심축을 중심으로 회전하는 플렉스스플라인의 톱니와 맞물립니다.

 

플렉스스플라인은 출력축에 동력을 전달하는 외부 링 기어와 맞물리며 고조파 구동 유성 기어 세트는 백래시가 없고 정밀도가 높으며 토크 밀도가 높기 때문에 로봇 공학 및 자동화 응용 분야와 같이 정확도와 반복성이 중요한 응용 분야에 이상적입니다.

 

7) 심슨 유성 기어 세트

Simpson 유성 기어 세트에는 단일 썬 기어와 직렬로 연결된 2 개 또는 3 개의 유성 캐리어 세트가 있습니다. Simpson 유성 기어 세트의 구조에는 3 개의 전진 기어, 1 개의 후진 기어, 중립 기어가 있으며 3 개 또는 4 비율 자동 변속기에 사용됩니다. 기어 세트는 자동차 산업을 위한 디자인의 유명한 혁신가인 Howard Simpson의 이름을 따서 명명되었습니다.

 

두 세트의 플래닛 기어는 공통 썬을 가지고 있기 때문에 상호 의존적이며 첫 번째 기어 세트는 입력축에 더 가깝고 두 번째 기어 세트의 링과 동기화됩니다.

 

 

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8) Ravigneaux 유성 기어 세트

Ravigneaux 유성 기어 세트는 Simpson 유성 기어 세트를 개선한 것으로 단일 캐리어에 2개의 썬 기어, 2개의 링 기어 및 2세트의 유성 기어로 구성되어 Ravigneaux 유성 기어 세트를 더 작고 가벼우며 저렴하게 만듭니다. 두 썬은 공통 회전축을 따라 중앙에 위치하고 있으며 크기가 다르다.

 

Ravigneaux 유성 기어 세트의 프로세스에는 더 작은 썬 기어가 외부 링 기어와 맞물리는 플래닛 세트와 결합하는 것이 포함됩니다. 더 큰 외부 고리 기어는 두 플래닛 기어의 플래닛에 연결되고 두 썬 중 더 큰 것과 맞물립니다. 반경이 다른 캐리어는 유성 기어 세트를 제자리에 고정하고 구동축에 연결됩니다. 그것은 썬과 링 기어와 관련하여 단위로 회전합니다.

 

 

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9) 차동 유성 기어 세트

차동 유성 기어 세트를 사용하면 모든 기어가 회전하며, 이는 자동차 바퀴를 구동하기 위한 기어 세트의 핵심 요소입니다. 처음에 자동차는 바퀴 중 하나를 구동하고 다른 바퀴는 자유롭게 장착하도록 설정되었습니다. 

 

차동 유성 기어 세트의 개발에는 각 바퀴에 자체 구동축이 필요하며 캐리어가 있는 여러 베벨 기어는 구동축의 회전 방향을 변경하는 데 사용됩니다. 기어 세트에는 대형 링 기어, 캐리어, 두 개의 플래닛 기어 및 썬 기어가 있으며 링 기어는 바퀴 중 하나의 샤프트에 연결되고 썬 기어는 다른 바퀴에 부착되어 구동축의 회전을 변경하여 바퀴를 구동할 수 있습니다.

 

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10) 유성 기어박스

유성 기어 박스는 유압 모터, 전기 모터 또는 연소 엔진에 의해 전원이 공급되며 가장 일반적인 형태의 기어 박스이며 정밀 모터에 직접 연결되거나 통합됩니다. 유성 기어 박스는 모터에서 출력으로 에너지를 전달하는 데 매우 효율적입니다.

- 휠 드라이브

휠 구동 유성 기어 박스는 가장 간단한 형태의 기어 박스이며 시스템 하우징 위에 바퀴가 결합 된 휠에 직접 연결할 수 있습니다. 휠 구동 유성 기어 박스의 캐리어는 기어 박스에 있습니다. 기어 박스를 바퀴에 직접 연결하면 기어 박스의 크기를 줄이는 데 도움이됩니다.

 

- 샤프트 출력

다른 유성 기어 박스와 마찬가지로 썬 기어는 샤프트 구동 기어 박스 내부의 캐리어에 수용 된 플래닛을 회전시킵니다. 캐리어가 구동축을 회전하는 동안 링 기어가 고정됩니다. 기어 박스의 하우징은 출력이 회전축이되는 기계에 직접 부착됩니다.

 

- 스핀들 출력

스핀들 출력 기어 박스는 샤프트 출력 기어 박스와 같으며 주요 차이점은 플랜지에 의해 전달되는 출력입니다.