핵심 원리: 나선형 톱니 라인이 있는 원통형 기어; 맞물림은 점진적 접촉(평기어의 순간 접촉 대신)을 통해 발생하여 충격 하중을 줄이고 평행 샤프트 사이의 동력 전달에 적합합니다.
주요 유형:
오른손 헬리컬 기어(Right-hand Helical Gear): 톱니 라인이 오른쪽 위로 나선 모양으로 가장 널리 사용됩니다.
왼쪽 헬리컬 기어: 치아 라인이 왼쪽 위로 나선형으로 나타나며 오른쪽 기어와 쌍을 이루어야 합니다.
헤링본 기어: 왼쪽 및 오른쪽 나선형 톱니로 대칭적으로 구성되어 축방향 힘을 제거하며 고하중, 고속 응용 분야(예: 해양 추진 시스템)에 이상적입니다.
| 매개변수 | 정의 |
|---|---|
| 모듈(m) | π에 대한 원형 피치의 비율; 표준 산업 값의 범위는 1-20mm이며 기어 크기와 부하 용량을 결정합니다. |
| 압력각(α) | 표준 값은 20°(저소음 요구 사항의 경우 14.5° 옵션)이며 맞물림의 부드러움과 힘 전달 효율에 영향을 미칩니다. |
| 나선 각도(β) | 치선과 기어 축 사이의 각도; 공통 범위 8°-20°(더 큰 β = 더 높은 부하 용량이지만 더 큰 축력). |
| 톱니 수(z) | 기어비(i = z²/z₁)와 직접 관련된 기어의 총 톱니 수, 일반적으로 12-60개입니다. |
| 면폭(b) | 기어의 축 폭, 강도 및 설치 공간의 균형; 일반적으로 모듈의 8-15배입니다. |
| 프로필 이동 계수(x) | 이 접촉을 최적화하고 언더컷을 방지하며 하중 용량을 향상시키는 데 사용됩니다(양수 이동은 이 두께를 증가시키고 음수 이동은 이를 감소시킵니다). |
핵심 이점:
부드러운 맞물림 및 저소음(점진적인 접촉으로 충격 감소)
스퍼 기어보다 부하 용량이 30%-50% 더 높습니다(톱니 접촉 면적이 더 넓음).
컴팩트한 구조로 제한된 공간에서 더 큰 기어비를 가능하게 합니다.
일반적인 응용 분야:
산업 기계: 기어박스, 컨베이어, 압축기, 공작 기계 스핀들;
자동차 부문: 변속기, 구동축, 엔진 타이밍 시스템;
일반 기계: 팬, 펌프, 감속기;
고급 장비: 로봇 관절, 항공우주 전송 부품.
공통 재료:
강철: 20CrMnTi(침탄 및 담금질, 무거운 하중용), 45# 강철(담금질 및 담금질, 중간 하중용);
주철: HT200(저속, 경부하 시나리오용, 비용 효율적);
비금속 재료: 나일론, POM(저소음, 무급유 용도).
국제 표준:
ISO 6336(기어 부하 용량 계산 표준);
AGMA 2001(미국 기어 제조 협회 표준);
DIN 3990(헬리컬 기어 기하학적 정확도에 대한 독일 표준);
GB/T 10095(헬리컬 기어 정확도에 대한 중국 표준).
| 비교항목 | 헬리컬기어 | 평기어 |
|---|---|---|
| 메싱 방법 | 점진적인 접촉, 낮은 영향 | 즉각적인 접촉, 높은 충격 |
| 소음 수준 | 낮은 | 높은 |
| 부하 용량 | 높은 | 중간 |
| 축력 | 있음(스러스트 베어링 필요) | 없음 |
| 제조 난이도 | 높음(전문 공작기계 필요) | 하한(간이가공) |