유성 기어 감속기의 문제 해결 방법

일반적으로 유성 기어 변속기의 무게는 기어의 무게에 정비례합니다. 게다가 기어 무게는 기어 재질과 열처리 경도에 따라 크게 달라집니다. 예를 들어, 동일한 동력을 전달하는 경우 침탄 및 담금질된 기어의 무게는 담금질 및 템퍼링만 수행한 기어의 약 1/3입니다. 따라서 유성기어 감속기의 구조적 특성과 기어에 가해지는 하중의 특성을 고려할 때 단단한 표면 기어의 사용이 널리 채택되어야 합니다.{3}} 표면 경화, -경화, 침탄 및 담금질, 질화-와 같은 단단한-표면 기어-를 생산하는 데 사용할 수 있는 열처리 방법이 많이 있으며, 특정 방법은 해당 유성 기어 감속기의 고유한 특성을 기반으로 신중하게 선택해야 합니다.

1. 표면 경화
표면 경화를 위한 가장 일반적인 두 가지 방법은 -고주파 유도 경화(일반적으로 소형 기어에 사용됨)와 화염 경화(일반적으로 대형 기어에 사용됨)입니다. 표면 경화는 경화층이 기어 톱니의 루트까지 확장되고 이를 포함할 때 최상의 결과를 얻습니다. 표면 경화에 일반적으로 사용되는 재료는 탄소 함량(질량 기준)이 약 0.35% ~ 0.5%인 강철입니다. 이 공정을 통해 기어 톱니 표면 경도가 45~55HRC 수준에 도달할 수 있습니다.

2. 침탄 및 담금질
침탄 및 담금질 기어는 가장 높은 상대 하중-지탱 능력을 제공합니다. 그러나 열처리-로 인한 변형-을 제거하고 필요한 치수 정확도를 보장하려면 정밀 마무리 작업(예: 기어 연삭)이 필요합니다.
침탄 및 담금질 기어는 일반적으로 침탄 전에 탄소 함량이 0.2%~0.3%인 합금강을 사용합니다. 결과적으로 기어 톱니의 표면 경도는 일반적으로 58~62HRC 범위에 속합니다. 표면 경도가 57HRC 미만으로 떨어지면 치면 강도가 크게 감소합니다. 반대로 62HRC를 초과하면 재료의 취성이 증가합니다. 기어 톱니 코어의 경도는 일반적으로 310~330HBW 범위 내에서 최적으로 간주됩니다. 침탄 및 담금질 기어의 경우 경도는 톱니 표면에서 내부로 갈수록 점차 감소해야 합니다. "유효 침탄 깊이"는 표면으로부터 경도가 52.5HRC에 도달하는 깊이로 정의됩니다.
기어 톱니의 굽힘 피로 강도에 대한 침탄 및 담금질의 기여와 관련하여 이 공정은 코어 재료의 경도를 향상시킬 뿐만 아니라 표면층 내에 잔류 압축 응력을 유도합니다. 이러한 잔류 응력은 기어 톱니의 최대 인장 응력의 임계 영역 내에서 인장 응력의 크기를 줄이는 역할을 합니다. 따라서 기어 연삭 공정 중에 이뿌리 부분을 연삭해서는 안 됩니다. 따라서 호빙 시에는 연삭 여유분을 남기도록 설계된 호브를 사용해야 합니다.

3. 질화
질화 처리를 사용하면 기어 치형이 최소한의 변형으로 높은 표면 경도와 내마모성을 얻을 수 있습니다. 이 열처리 후에는 최종 정밀 마무리가 필요하지 않으므로 하중-지탱 능력이 향상됩니다. 이는 본질적으로 연삭이 어려운 내부 기어에 특히 중요합니다.

4. 상대 기어의 경도 조합
크고 작은 기어 모두 부드러운 치면을 가지고 있는 경우, 작은 기어의 표면 경도는 큰 기어의 표면 경도보다 높아야 합니다. 반대로, 두 기어 모두 단단한 톱니 표면을 특징으로 하는 경우-특히 높은 경도 수준에서-두 기어의 경도는 동일하게 설정되어야 합니다.
유성 기어 감속기에 적합한 재료를 선택하는 것은 기어 감속기의 부하 전달 용량과{0}}사용 수명을 모두 향상시키는 데 중요합니다.