필수 기계 부품: 종합 가이드

I. 샤프트

샤프트는 기어, 회전 바퀴, 풀리 등의 기계 부품을 설치 및 고정하여 회전 운동이나 진동을 출력하는 데 사용됩니다.

1. 샤프트의 분류

(1) 부하 유형별 분류

1) 액슬. 작동 중 굽힘 하중만 견디고 토크는 전달하지 않는 축을 말합니다. 액슬은 회전 여부에 따라 고정 액슬(풀리를 지지하는 샤프트, 자전거 앞축 등)과 회전 액슬(철도 차량 차축 등)로 나뉩니다.

2) 구동축. 작동 중에 토크를 전달하지만 지지력이 없거나 매우 적은 샤프트입니다. 굽힘 하중자동차의 기어박스와 리어 액슬 사이의 샤프트와 같은 부품입니다.

3) 스핀들. 작동 중에 굽힘 하중을 견디고 토크를 전달하는 샤프트입니다.

(2) 샤프트 모양에 따른 분류

1) 직선형 샤프트. 플레인 샤프트와 스텝 샤프트로 나뉩니다. 플레인 샤프트는 외경이 같고 모양이 단순하며 가공이 쉽고, 계단식 샤프트는 단면마다 직경이 다르며 기계류에 널리 사용됩니다.

2) 크랭크샤프트. 다양한 내연기관, 증기기관 등의 변속기 메커니즘에 사용됩니다.

3) 플렉시블 샤프트. 회전 운동과 토크를 전달하기 위해 같은 축에 있지 않거나 같은 방향이 아니거나 상대적인 움직임이 있는 두 개의 샤프트를 연결하는 데 사용됩니다.

2. 샤프트 구조

(1) 저널

샤프트의 베어링과 맞물리는 부분의 직경은 베어링 내경 표준을 준수해야 합니다.

(2) 샤프트 끝

허브가 설치되는 샤프트 부분의 직경은 결합 부분의 허브 내경과 일치해야 하며 표준 직경을 채택해야 합니다.

(3) 샤프트 본체

저널과 샤프트 끝을 연결하는 부분입니다.

(4) 샤프트 숄더, 샤프트 칼라

부품의 축 방향 고정에 사용되는 계단식 부분을 샤프트 숄더라고 하고, 고리 모양의 부분을 샤프트 칼라라고 합니다.

참고:

• 조립이 쉽도록 저널 끝과 샤프트 끝에는 모따기가 있어야 합니다.
• 샤프트의 나사산 또는 스플라인 부품의 직경은 나사산 또는 스플라인 표준을 준수해야 합니다.
• 샤프트의 각 섹션의 길이는 결합 부품의 폭, 전체 구조 및 조립/분해 프로세스에 따라 결정됩니다.

3. 샤프트의 부품 고정

샤프트에 부품을 배치하고 고정하는 일반적인 방법에는 원형 너트, 샤프트 숄더 및 칼라, 슬리브, 샤프트 엔드 고정 링, 스냅 링, 샤프트 엔드 플레이트, 고정 나사, 테이퍼 키가 있습니다. 연결, 핀 연결 및 간섭 맞춤.

4. 샤프트의 일반적인 공정 구조

샤프트 구조의 가공성은 가공이 용이하고 샤프트의 부품 조립 및 유지보수가 쉬우며 생산성을 향상시키고 비용을 절감할 수 있어야 하는 샤프트의 구조적 형태를 말합니다. 일반적으로 샤프트 구조가 단순할수록 가공성이 우수합니다. 사용 요구 사항을 충족한다는 전제하에 샤프트의 구조적 형태는 최대한 단순화해야 합니다.

1) 샤프트의 구조와 모양은 가공, 조립 및 유지보수에 편리해야 합니다.

2) 계단식 샤프트의 직경은 샤프트의 부품 조립 및 분해를 용이하게 하기 위해 가운데가 크고 양쪽 끝이 작아야 합니다.

3) 샤프트 끝, 저널, 숄더(또는 칼라) 사이의 전환 영역에는 모따기 또는 필렛 반경이 있어야 샤프트에 부품을 쉽게 조립할 수 있고, 결합 표면이 긁히지 않으며, 응력 집중을 줄일 수 있습니다. 모따기(또는 필렛 반경)는 가공을 용이하게 하기 위해 가능한 한 일정하게 만들어야 합니다.

4) 언제 실을 잘라야 합니다. 또는 샤프트에 연삭을 수행해야 하는 경우 나사산 릴리프 홈과 연삭 휠 오버런 홈이 있어야 합니다.

5) 샤프트에 키홈이 2개 이상 있는 경우 가공이 용이하도록 홈 폭을 최대한 일정하게 하고 동일한 선상에 배열해야 합니다.

II. 스프링

스프링은 외부의 힘에 의해 변형되고 힘이 제거되면 원래 상태로 돌아가는 탄성 재료로 만들어진 부품입니다.

스프링은 하중 지지에 따라 인장, 압축, 비틀림, 굽힘 스프링으로, 형태에 따라 나선형, 링, 디스크, 플랫 스프링으로 분류할 수 있습니다.

(1) 장력 스프링

스프링 저울과 동력계의 스프링과 같은 힘과 토크를 측정합니다.

(2) 압축 스프링

의료용 호흡기 장비, 의료용 모바일 기기, 수공구, 홈케어 장비, 진동 감소, 엔진 밸브 스프링 등에 사용됩니다.

(3) 토션 스프링

클러치, 브레이크, 캠 메커니즘, 밸브 및 거버너의 스프링, 자동차 및 자전거의 브레이크 스프링과 같은 메커니즘의 움직임이나 부품의 위치를 제어합니다.

(4) 벤딩 스프링

차량 서스펜션 및 다양한 충격 흡수 장치의 스프링과 같은 진동을 완충하고 흡수합니다.

(5) 헬리컬 스프링

일반적으로 기계의 밸런싱 메커니즘에 사용되며 자동차, 공작 기계, 전기 제품 및 기타 산업 생산에 널리 적용됩니다.

(6) 링 스프링

공간이 제한되어 있고 강력한 버퍼링이 필요한 상황에 적용됩니다.

(7) 디스크 스프링

중장비, 항공기 등을 위한 강력한 완충 스프링으로 클러치, 압력 릴리프 밸브, 씰링 링, 자동 제어 메커니즘에 널리 사용됩니다.

(8) 플랫 스프링

기계식 시계, 악기, 장난감에 사용되는 메인스프링과 같은 동력원으로 에너지를 저장합니다.

III. 부품 밀봉

다양한 샤프트가 기계, 기어박스, 베어링 또는 밸브 본체의 외벽을 통과합니다. 먼지, 오물, 물, 유해 매체가 기계 본체로 유입되는 것을 방지하고 윤활유나 작동 매체가 기계 본체 밖으로 누출되는 것을 방지하기 위해 씰링 장치가 필요합니다.

회전축, 축, 스핀들은 회전 운동을 수행하고 피스톤은 왕복 운동을 수행합니다. 씰링은 공간을 서로 격리하면서 회전 및 왕복 운동에 영향을 미치지 않아야 합니다.

1. 연락처 씰링

(1) 포장재

주로 스핀들 및 저속 왕복 피스톤 로드 씰링에 사용되며 일반적으로 섬유, 금속 섬유, 연질을 사용합니다. 금속또는 기타 비성형 씰링 재료.

(2) 펠트 링

베어링 오일 챔버를 밀봉하는 데 사용됩니다. 제조가 간단하고 가격이 저렴합니다.

(3) O링 씰

작동 압력이 낮은 피스톤 및 피스톤 로드에 사용됩니다.

(4) 피스톤 링

회주철 또는 비철금속으로 제작되어 고압 피스톤을 효과적으로 밀봉할 수 있으며 내마모성이 우수합니다.

2. 비접촉 씰링

(1) 클리어런스 씰링

움직이는 부품 사이의 작은 간격을 사용하여 밀봉 작용을 제공하므로 먼지와 오물의 유입을 어느 정도 방지할 수 있지만 액체와 가스의 유출을 막을 수는 없습니다.

(2) 오일 홈

조립 시 그리스를 채워야 합니다. 샤프트가 고속으로 회전하면 오일 홈에 와류가 형성되어 효과적인 씰링이 이루어집니다.

(3) 미궁 봉인

그리스로 채워져 먼지 유입과 오일 누출을 방지하는 데 탁월한 씰입니다. 간격은 0.5-0.75mm입니다.

(4) 미로

축 방향 미로는 분할 베어링에 사용되며, 방사형 미로는 일체형 베어링에 사용됩니다.

(5) 오일 스플래시 링

샤프트에 흐르는 오일은 최대 둘레(최대 원주 속도)에서 튀어 나옵니다. 튄 오일은 오일 챔버 하부의 구멍을 통해 케이스로 되돌아갑니다.

IV. 베어링

1. 슬라이딩 베어링

베어링의 기능은 샤프트와 샤프트의 부품을 지지하여 회전하고 일정한 회전 정밀도를 유지하도록 하여 상대적으로 회전하는 부품 간의 마찰과 마모를 줄이는 것입니다.

(1) 마찰과 윤활

1) 건식 마찰

저널의 표면은 연마되고 베어링의 내부 표면은 정밀 가공되었지만 여전히 어느 정도의 거칠기는 존재합니다. 윤활유가 없으면 이러한 표면 사이에 상당한 슬라이딩 마찰이 발생하여 고온과 마모가 발생할 수 있습니다. 실제 사용에서는 건식 마찰이 허용되지 않습니다.

2) 혼합 마찰

슬라이딩 표면에 윤활제를 추가한 후에도 금속 표면의 돌출부가 여전히 서로 접촉하여 약간의 마찰과 마모를 유발합니다. 이는 장시간 작동하는 샤프트에는 허용되지 않습니다.

혼합 마찰은 주로 저널이 회전하기 시작할 때 발생합니다. 정지 상태와 회전 상태를 자주 번갈아 가며 사용하는 베어링은 연속 작동하는 베어링보다 마모가 더 빠릅니다.

3) 유체 마찰

두 마찰 표면 사이에 충분한 윤활유가 있고 특정 조건이 충족되면 두 마찰 표면 사이에 수십 미크론 두께의 압력 유막이 형성될 수 있습니다. 이는 움직이는 두 금속 표면을 분리할 수 있습니다. 이 경우 유체 사이에는 마찰만 발생합니다.

4) 베어링에서 저널의 위치

최대 회전 속도에서 생성되는 쐐기 모양의 유막은 중단되지 않아야 합니다.

5) 윤활유의 힘

F-지지력
ㅏ-윤활 간격
O₁-베어링 센터
O₂-저널 센터

저널과 베어링 표면이 접촉하지 않는 경우, 윤활유는 저널에서 베어링으로 전체 지지력을 전달해야 합니다. 윤활유가 응력 상태인 경우
.

윤활유는 베어링 끝에서 압착되지 않도록 일정한 점도를 가져야 합니다. 고점도 윤활제는 지지력이 높고 속도가 낮으며 온도가 높은 베어링에 적합하고, 저점도 윤활제는 지지력이 낮고 속도가 높으며 온도가 낮은 베어링에 적합합니다.

점도는 액체가 흐를 때 분자 간에 내부 마찰을 일으키는 액체의 특성입니다.

6) 베어링 부시의 오일 홈

베어링에 윤활유를 도입하기 위해 종종 오일 공급 구멍과 홈이 만들어지며, 오일 공급 구멍과 홈은 베어링 부시의 비 하중지지 영역에 배치해야하며 그렇지 않으면 유막의 하중지지 용량이 감소합니다. 축 방향 오일 홈은 오일 홈 끝에서 윤활유가 누출되는 것을 방지하기 위해 베어링 부시의 전체 길이를 따라 열리지 않아야합니다.

(2) 베어링의 종류

슬라이딩 베어링은 힘의 방향에 따라 레이디얼 베어링과 스러스트 베어링으로 분류할 수 있습니다.

레이디얼 베어링은 축의 중간 또는 끝에서 반경 방향의 힘을 견디고 위치를 지지하며, 스러스트 베어링은 일반적으로 수직으로 배치된 축을 지지하며 스러스트 베어링이라고도 합니다.

1) 슬리브 베어링

베어링 재질로 만들어진 부싱이 있는 주조 또는 용접 슬리브입니다.

2) 일체형 베어링

일반적으로 회주철로 주조됩니다. 부싱은 베어링 재질로 만들어지며 프레스 핏을 사용합니다.

3) 분할 슬라이딩 베어링

베이스, 상부 커버, 베어링 부시 및 볼트 어셈블리로 구성됩니다. 이 유형의 베어링은 베어링 부시를 포함하거나 포함하지 않고 만들 수 있습니다. 설치와 제거가 간편하고 마모 후 베어링의 반경 방향 간격을 조정할 수 있어 널리 사용되는 것이 특징입니다.

4) 조정 가능한 슬라이딩 베어링

선반 스핀들 베어링과 같은 일부 슬라이딩 베어링은 베어링 간극이 안정적이어야 합니다. 장기간 사용 후 마모로 인해 간극이 너무 커지면 조정이 필요합니다. 슬롯형 부싱은 왼쪽 너트로 테이퍼형 구멍을 조여 부싱의 보어 직경을 줄입니다. 설치 시 베어링 간극이 너무 작아지면 작동 중 과열이 발생할 수 있으므로 주의해야 합니다.

(3) 베어링 재료

윤활이 잘 되어 있어도 슬라이딩 베어링 표면과 저널 사이에는 금속이 잠깐 접촉할 수 있습니다. 마모를 줄이고 베어링 표면의 고착을 방지하기 위해 샤프트 라이닝과 베어링 부시의 재료에 특정 요구 사항이 적용됩니다. 내마모성, 내식성, 내압성이 있어야 하며 열팽창이 적고 가열 시 열전도율이 좋아야 합니다.

1) 베어링 합금

베어링 합금은 주석, 납, 안티몬, 구리의 합금으로, 주석 또는 납을 매트릭스로 하여 안티몬-주석(Sb-Sn) 또는 구리-주석(Cu-Sn)의 경질 결정을 포함합니다. 단단한 결정은 내마모성을 제공하고 부드러운 매트릭스는 소재의 가소성을 높입니다.

베어링 합금은 강도가 매우 낮기 때문에 베어링 부시를 만드는 데 단독으로 사용할 수 없으며 청동, 강철 또는 주철 베어링 부시에만 베어링 라이닝으로 부착할 수 있습니다. 베어링 합금은 고하중, 중고속 애플리케이션에 적합하며 상대적으로 가격이 비쌉니다.

2) 구리 합금

구리 합금은 상대적으로 강도가 높고 마찰 감소 및 내마모성이 우수합니다. 청동은 황동보다 마찰 감소와 내마모성이 우수하여 가장 일반적으로 사용되는 소재입니다. 청동에는 주석 청동, 납 청동, 알루미늄 청동 등 여러 종류의 청동이 있습니다.

주석 청동은 마찰 감소 및 내마모성이 가장 우수하고 널리 사용되며 고하중 및 중속 응용 분야에 적합합니다. 납 청동은 고착 방지 기능이 강하며 고속, 고하중 베어링에 적합합니다.

알루미늄 청동은 강도와 경도는 높지만 고착 방지 기능이 약해 저속, 고하중 베어링에 적합합니다.

3) 알루미늄 기반 베어링 합금

알루미늄 기반 베어링 합금은 많은 국가에서 널리 사용되고 있습니다. 내식성이 매우 우수하고 피로 강도가 비교적 높으며 마찰 감소 특성이 우수합니다. 알루미늄 기반 베어링 합금은 단일 금속 부품(예: 부싱, 베어링 등) 또는 이중 금속 부품으로 만들 수 있으며, 이중 금속 베어링 부시는 알루미늄 기반 베어링 합금을 베어링 라이닝으로 사용하고 강철을 백킹으로 사용합니다.

4) 회색 주철 및 내마모성 주철

일반 회주철 또는 니켈, 크롬, 티타늄 등의 합금 원소가 첨가된 내마모성 회주철과 구상 주철을 모두 베어링 재료로 사용할 수 있습니다.

이러한 재료의 플레이크 또는 구상 흑연은 재료 표면에 윤활 흑연 층을 형성하여 마찰 감소 및 내마모성을 제공할 수 있습니다. 주철은 부서지기 쉽고 런인 성능이 좋지 않으므로 경부하, 저속 애플리케이션 및 충격 하중이 없는 상황에만 적합합니다.

5) 비금속 재료

비금속 재료 중 페놀 수지, 나일론, 폴리테트라플루오로에틸렌 등 다양한 플라스틱이 가장 널리 사용됩니다. 폴리머의 특징은 많은 화학 물질과 반응하지 않고 내식성이 우수하다는 점입니다.

(4) 윤활유 공급

윤활유 공급의 주요 방법에는 오일 컵 드립 윤활, 오일 링 윤활, 중앙 집중식 윤활이 있습니다.

1) 오일 컵 드립 윤활

손잡이를 수직 위치에 놓으면 니들 밸브가 올라가 오일 구멍이 열려 오일이 공급되고, 손잡이를 수평으로 놓으면 니들 밸브가 원래 위치로 돌아가 오일 공급이 중단됩니다. 조절 너트를 돌리면 공급되는 오일의 양을 조절할 수 있습니다.

2) 오일 링 윤활

오일 링은 저널 위에 장착되어 오일 저장소에 매달려 있습니다. 샤프트가 회전하면 마찰에 의해 오일 링이 회전하면서 윤활유를 저널로 가져와 윤활합니다. 이 윤활 방식은 구조는 간단하지만 마찰에 의존하여 오일 링을 구동하여 오일을 분사하기 때문에 샤프트 속도가 적절할 때만 충분한 오일 공급이 가능합니다.

(5) 베어링 설치 및 유지보수

설치하기 전에 저널과 베어링 보어의 치수를 확인해야 합니다.

베어링은 필요한 회전 정밀도에 따라 다양한 클리어런스 핏을 사용합니다. 베어링 폭은 매우 중요하며, 너무 넓은 베어링에서는 작은 샤프트 오정렬로도 가장자리 측면에 매우 유해한 압력이 발생할 수 있습니다.

1) 부싱 설치

일반적으로 가벼운 프레스 핏을 사용하거나 설치 조건이 열악한 경우 타이트한 트랜지션 핏을 사용할 수 있습니다. 부싱을 설치할 때는 베어링 끝면과 정확히 수직이 되어야 합니다. 설치 후 보어 크기를 확인하십시오. 지나치게 꽉 끼우면 부싱이 압축되어 리밍이 필요할 수 있습니다. 트랜지션 핏이 있는 부싱의 경우 구멍을 뚫고 나사를 삽입하여 풀림이나 회전을 방지할 수 있습니다.

2) 베어링 부시 설치

고정밀 베어링은 스크래핑이 필요할 수 있습니다. 저널에 색을 칠하고 베어링을 장착한 다음 볼트를 조입니다. 저널을 약간의 하중을 가한 상태에서 몇 번 회전시킨 다음 베어링을 열고 베어링 부시가 중간 부분에만 닿을 때까지 접촉점을 긁어냅니다. 이렇게 하면 베어링 부시의 중간 부분이 가장 많은 무게를 견뎌냅니다.

3) 슬라이딩 베어링 유지보수

베어링이 가열되면 고온 작동의 위험이 있습니다. 이 현상은 잘못된 윤활유 사용, 오일 공급 중단, 샤프트 굽힘으로 인한 가장자리 측면 압력, 베어링 중심선 정렬 불량, 베어링 간극이 너무 작거나 잘못된 베어링 재질, 과도한 지지력 등의 원인으로 발생할 수 있습니다.

2. 롤링 베어링

움직이는 물체와 마찰 표면 사이에 롤링 요소를 도입하면 마찰력이 감소하고 마찰을 극복하는 데 필요한 힘도 줄어듭니다. 이론적으로 구형 롤링 요소와 마찰 표면 사이의 접촉은 점 접촉만 이루어져야 합니다.

실제로는 구형 롤링 요소를 평평하게 만들고 마찰 표면으로 누르는 작용력으로 인해 표면 접촉이 발생하여 마찰이 증가합니다.

(1) 구름 베어링의 구조

구름 베어링은 회전하는 부품을 지지하기 위해 주요 구성 요소 간의 구름 접촉에 의존하므로 마찰 특성이 구름 마찰입니다.

주로 내륜, 외륜, 구름 요소, 케이지의 네 부분으로 구성됩니다. 니들 롤러 베어링에만 내륜이 없습니다. 외륜은 베어링과 베어링 하우징 사이의 연결 부품이며 구름 요소의 외부 궤도이기도 합니다. 내부 링은 베어링과 저널 사이의 연결 부품이자 내부 궤도입니다. 롤링 요소에는 볼, 원통형 롤러, 니들 롤러, 테이퍼 롤러, 구형 롤러가 포함되며 케이지에 의해 위치가 유지됩니다.

구름 베어링은 낮은 마찰 저항, 쉬운 시동, 고효율, 작은 축 치수 등의 장점이 있습니다. 또한 표준화된 대량 생산으로 제조 비용이 저렴하다는 장점이 있어 다양한 기계에 널리 사용되고 있습니다.

(2) 구름 베어링의 종류

많은 구름 베어링은 반경 방향 힘과 축 방향 힘을 동시에 전달합니다. 구름 베어링의 선택은 힘의 크기와 방향에 따라 결정됩니다.

구름 베어링은 하중 방향과 구름 요소의 유형에 따라 분류됩니다.

구름 베어링의 종류

(3) 롤링 베어링 코드

구름 베어링의 코드는 접두사 코드, 기본 코드, 접미사 코드의 세 부분으로 구성됩니다.

롤링 베어링 코드

1) 기본 코드

기본 코드는 베어링 유형, 치수 시리즈, 보어 등 베어링의 주요 특성을 나타내는 기본적인 부분입니다.

코드를 입력합니다.

베어링 유형 코드는 숫자 또는 문자로 표시됩니다.

베어링 유형 코드

치수 시리즈 코드.

치수 시리즈 코드는 베어링의 직경 시리즈 코드와 폭(높이) 시리즈 코드의 조합으로, 두 자리 숫자로 표시됩니다.

폭 시리즈는 구조, 보어, 직경은 동일하지만 폭(높이)이 다른 레이디얼 베어링 또는 스러스트 베어링을 의미합니다. 레이디얼 베어링의 경우 폭 코드는 8, 0, 1, ..., 6의 순서로 증가하며 스러스트 베어링의 경우 높이 코드는 7, 9, 1, 2의 순서를 따릅니다. 너비 계열이 0인 경우 대부분의 베어링에서 코드에서 생략할 수 있습니다.

직경 시리즈는 기본 코드에서 오른쪽에서 세 번째 숫자로 표시되는 동일한 유형과 보어의 베어링에 대한 외경 및 폭의 변화 시리즈를 나타냅니다. 외경 크기는 7, 8, 9, 0, 1, ..., 5의 순서로 증가합니다.

보어 코드.

보어 코드는 두 자리 숫자를 사용하여 베어링의 보어를 나타냅니다. 보어 d=10~480mm인 베어링의 경우 보어 표현 방식은 오른쪽 표에 나와 있습니다. 다른 치수의 베어링은 관련 매뉴얼 및 표준을 참조하세요.

보어 코드

2) 접두사 코드, 접미사 코드

접두사 및 접미사 코드는 베어링의 구조, 모양, 치수, 공차 및 기술 요구 사항에 변경이 있을 때 기본 코드의 왼쪽과 오른쪽에 추가되는 보조 코드입니다.

접두사 코드는 문자로 표시되며 전체 베어링 어셈블리의 특성을 설명하는 데 사용됩니다. 이 설명이 필요하지 않은 일반 베어링의 경우 접두사 코드를 생략할 수 있습니다.

접미사 코드는 문자 조합과 문자-숫자 조합을 사용합니다. 상황에 따라 기본 코드 바로 뒤에 배치하거나 "-" 또는 "/" 기호로 구분할 수 있습니다. 그 의미는 관련 표준에서 찾을 수 있습니다.

(4) 구름 베어링의 선택

구름 베어링에는 다양한 유형이 있으므로 구름 베어링을 선택하는 첫 번째 단계는 유형을 선택하는 것입니다. 유형 선택은 각 베어링 유형의 특성을 기반으로 해야 합니다. 구름 베어링을 선택할 때는 다음 요소도 고려해야 합니다.

1) 적용된 부하

순수 레이디얼 하중의 경우 레이디얼 베어링을 선택해야 합니다. 순수 축 방향 하중의 경우 스러스트 베어링을 선택해야 합니다. 레이디얼 하중과 축 방향 하중을 동시에 받는 베어링의 경우 레이디얼 스러스트 베어링 또는 레이디얼과 스러스트 베어링의 조합을 사용하여 레이디얼 하중과 축 방향 하중을 별도로 받는 것을 고려합니다.

2) 회전 속도

일반적인 속도에서는 속도 수준이 유형 선택에 영향을 미치지 않습니다. 속도가 상대적으로 높을 때만 큰 영향을 미칩니다. 볼 베어링은 일반적으로 고속 애플리케이션에 선택됩니다.

3) 자체 정렬 성능 요구 사항

지지 스팬이 커서 강성이 낮은 샤프트 또는 베어링 하우징 보어의 낮은 동심도로 인해 샤프트 처짐이 발생하는 경우, 샤프트 변형을 수용하기 위해 내륜과 외륜 사이의 상대적인 오정렬이 더 큰 자동 정렬 베어링을 선택해야 합니다.

4) 조립의 용이성 및 기타 요인

베어링 유형을 선택할 때는 조립 및 분해의 용이성, 설치 공간 제한, 경제적 고려 사항과 같은 요소도 고려해야 합니다. 예를 들어 반경 치수가 제한되는 경우 동일한 유형과 보어에 중간 및 외경이 작은 베어링을 선택하거나 니들 롤러 베어링을 고려해야 합니다.

볼 베어링은 롤러 베어링보다 저렴하며 요구 사항을 충족할 수 있는 경우 우선적으로 고려해야 합니다. 공차 등급이 다른 동일 모델의 베어링 간에는 상당한 가격 차이가 있으므로 고정밀 베어링은 신중하게 선택해야 합니다.

(5) 구름 베어링의 설치 및 제거

1) 설치

구름 베어링은 원래 포장에 보관하고 설치 시에만 청소해야 합니다. 구름 베어링을 설치할 때는 외부 링에 가해지는 힘이 구름 요소를 통해 내부 링으로 전달되지 않도록 하거나 그 반대로 전달되지 않도록 하는 것이 중요합니다.

그렇지 않으면 롤링 요소와 레이스웨이가 손상될 수밖에 없습니다. 언제 피팅 를 샤프트에 설치할 때는 내부 링에만 닿는 설치 슬리브를 사용합니다. 베어링이 샤프트 끝에서 멀리 떨어져 있는 경우 양쪽 끝이 평평한 슬리브를 사용합니다.

꼭 맞는 경우 오일 욕조나 전기로에서 베어링을 100°C까지 가열합니다(자주 돌리세요). 온도가 높으면 열처리된 베어링 부품에 구조적 변화가 발생할 수 있습니다.

타이트 핏 슬리브 또는 테이퍼 핏으로 베어링을 설치할 때는 내륜의 팽창으로 인해 베어링 간극이 줄어들 수 있으므로 베어링 간극을 자주 확인해야 합니다. 분리할 수 없는 베어링의 간격은 필러 게이지를 사용하여 확인합니다.

분리형 베어링의 경우 마이크로미터를 사용하여 내부 링의 팽창을 측정합니다. 경험적 공식: 축 방향 변위와 베어링 간극 감소의 비율은 15:1로, 축 방향 변위가 1mm 증가할 때마다 베어링 간극이 1mm/15=0.06mm씩 감소합니다.

2) 분해

분해할 때는 롤링 요소를 통해 풀리는 힘이 전달되지 않도록 주의해야 합니다. 분해 도구를 사용하는 것이 가장 좋습니다. 꼭 맞는 큰 베어링의 내부 링을 제거할 때는 오일을 적신 천으로 내부 링을 감싸거나 스팀으로 가열하면 분해가 더 쉬워집니다. 토치나 용접 노즐을 사용하여 가열하지 마세요.

고압 오일을 사용한 설치 및 제거: 작은 매뉴얼 사용 유압 프레스 또는 오일 인젝터를 사용하여 베어링 링과 샤프트 사이의 틈에 오일 압력을 주입하여 정적 마찰을 줄일 수 있는 유막을 형성하여 베어링 링을 쉽게 설치하거나 제거할 수 있습니다.

3) 윤활 및 유지 관리

지정된 윤활유만 사용해야 하며 베어링 크기, 속도, 하중, 작동 온도 및 밀봉에 따라 윤활유를 선택해야 합니다. 윤활유 충전량은 베어링 간극의 절반이 되어야 합니다. 오일 레벨은 롤링 요소 높이의 절반에 도달해야 합니다. 구름 베어링의 분해, 청소 및 윤활유 교체는 일반적으로 1년 작동 후 수행됩니다.

V. 커플링 및 클러치

1. 커플링

커플링은 서로 다른 메커니즘 또는 구성 요소의 두 축을 연결하여 동작과 토크를 전달하고 작동 중에 연결 상태를 유지하는 데 사용됩니다. 커플링으로 연결된 두 개의 샤프트는 기계가 작동을 멈추고 분해된 후에만 분리할 수 있습니다.

(1) 리지드 커플링

리지드 커플링은 단단한 동력 전달 요소로 구성되며 쿠션 특성이 없지만 더 큰 토크를 전달할 수 있습니다. 리지드 커플링은 다시 고정식 리지드 커플링과 이동식 리지드 커플링으로 나뉩니다.

1) 고정 리지드 커플링.

슬리브 커플링.

슬리브 위치는 키로 고정되며, 작은 토크와 저속 상황에서 사용됩니다. 이미 제자리에 있는 샤프트에 설치할 수 있다는 장점이 있습니다.

플랜지 커플링.

볼트를 사용하여 설치되며, 토크는 키 연결을 통해 전달됩니다. 불균형을 방지하려면 볼트를 대칭으로 조여야 합니다. 설치하는 동안 샤프트 사이에 일정한 간격을 유지해야 합니다. 구조가 간단하고 작동이 안정적이며 강성이 좋고 사용 및 유지 관리가 쉬우며 큰 토크를 전달할 수 있지만 샤프트 정렬에 대한 요구 사항이 더 높습니다.

리지드 커플링 설치: 커플링을 조이기 전에 샤프트 저널을 샤프트 중심의 동심도 요건을 충족하도록 정렬해야 합니다. 설치 정확도는 검사 자를 사용하여 플랜지 둘레의 가벼운 간격을 검사하여 확인합니다.

2) 이동식 리지드 커플링.

범용 조인트 커플링.

구조가 간단하고 제조가 쉬우며 두 샤프트 사이의 복합 오프셋을 수용할 수 있습니다. 타코미터, 엔코더, 공작 기계 등과 같은 다양한 애플리케이션에 적합합니다.

기어 커플링.

유니버셜 조인트 커플링에 비해 기어 커플링은 속도가 빠르며 여러 개의 톱니가 동시에 맞물리기 때문에 신뢰성이 높고 하중 지지력이 크지만 제조 비용이 더 높습니다. 일반적으로 시동이 자주 걸리고 전진 및 후진 회전이 잦은 중장비에 사용됩니다.

범용 커플링.

유니버설 커플링은 구조가 콤팩트하고 유지보수가 쉬우며 자동차, 멀티 스핀들 드릴링 머신 및 기타 기계에 널리 사용됩니다.

(2) 유연한 커플링

플렉시블 커플링에는 탄성 요소가 포함되어 있어 완충 및 진동 감소 효과를 제공합니다. 탄성 요소의 작은 변형은 두 샤프트의 상대 변위를 보정하여 이동성을 부여할 수 있습니다. 일반적인 유형으로는 탄성 슬리브 핀 커플링, 탄성 핀 커플링, 타이어 커플링이 있습니다.

1) 탄성 슬리브 핀 커플링.

탄성 슬리브 핀 커플링은 플랜지 커플링과 마찬가지로 볼트 대신 비금속(고무 등) 탄성 슬리브가 있는 핀을 사용합니다. 탄성 슬리브 핀 커플링은 구조가 간단하고 조립 및 분해가 쉬우며 상대적으로 비용이 저렴합니다.

탄성 슬리브의 탄성을 이용해 완충, 진동 감소, 샤프트 정렬 불량을 보정합니다. 일반적으로 비교적 안정적인 하중을 받는 고속 및 중속 샤프트를 연결하거나 정방향 및 역방향 회전 또는 잦은 시동이 필요하고 다양한 로터리 펌프와 같이 중간에서 작은 토크를 전달할 때 사용됩니다.

2) 탄성 핀 커플링.

탄성 요소는 나일론 소재로 만든 핀입니다. 탄성 슬리브 핀 커플링에 비해 토크 전달 능력이 뛰어나고 구조가 간단하며 제조가 쉽고 교체가 편리하며 핀의 내마모성이 우수합니다.

제지, 야금, 광업, 리프팅 및 운송, 석유화학 산업 등과 같이 적당한 속도, 전진 및 후진 회전 또는 잦은 시동, 낮은 쿠션 요구 사항이 있는 상황에서 널리 사용됩니다.

3) 타이어 커플링.

간단한 구조, 안정적인 작동, 우수한 종합 성능, 변위 보상 및 진동 흡수 능력; 반경 방향 치수가 상대적으로 크고 토크가 크면 과도한 비틀림 변형이 추가 축 방향 하중을 생성 할 수 있습니다.

일반적인 전기 모터, 일반 감속기, 진동 기계, 충격 기계 및 기타 작업 조건과 같이 상대 변위가 큰 습하고 먼지가 많은 환경뿐만 아니라 잦은 시동, 충격 및 진동이 있는 상황에 적합합니다.

(3) 커플링의 이동성

제조 및 설치 오류, 하중을 받는 부품의 탄성 변형, 열팽창 차이로 인해 커플링으로 연결된 두 샤프트 사이의 상대적인 오정렬은 불가피합니다.

두 샤프트 사이에 상대적인 정렬 불량이 발생하면 샤프트, 베어링 및 커플링에 추가 하중이 발생하고 심한 진동이 발생할 수도 있습니다. 기계식 변속기 시스템의 진동을 줄이고 최대 충격 하중을 낮추려면 커플링에도 특정 완충 및 진동 감소 특성이 있어야 합니다.

(4) 커플링 선택

기계 장비의 작업 조건 및 사용 요구 사항에 따라 먼저 커플링 유형을 선택한 다음 샤프트 끝 직경, 토크 크기, 회전 속도, 공간 치수 및 기타 요구 사항에 따라 커플링 모델을 결정합니다.

리지드 및 플렉시블 커플링

2. 클러치

클러치는 주로 기계에서 서로 다른 메커니즘이나 구성 요소의 두 축을 연결하여 동작과 토크를 전달하는 데 사용되며, 작동 중 언제든지 두 축을 분리하거나 연결할 수 있습니다.

(1) 클러치 유형

클러치는 작동 원리에 따라 톱니 맞물림 유형과 마찰 유형이 있으며, 각각 톱니 맞물림과 접촉면 사이의 마찰을 이용해 토크를 전달합니다.

1) 치아 맞물림 클러치.

단순하고 컴팩트한 구조, 작은 전체 치수, 클러치 체결 시 두 반쪽 사이에 상대적인 미끄러짐이 없어 열 발생이 없습니다. 구동축과 피동축 간의 엄격한 동기화가 필요한 고정밀 공작 기계에 적합하지만 충격으로 인한 톱니 파손을 방지하기 위해 저속 또는 정지 상태에서만 맞물릴 수 있습니다.

2) 단일 플레이트 마찰 클러치.

두 개의 마찰 디스크의 조임 또는 풀림을 사용하여 두 개의 결합 표면 사이에 마찰력을 생성하거나 제거하여 두 샤프트의 결합 또는 분리를 달성합니다. 구조가 간단하고 풀림이 완전하지만 반경 치수가 상대적으로 큽니다. 작은 토크를 전달하는 경량 기계에 적합합니다.

3) 멀티 플레이트 마찰 클러치.

멀티 플레이트 마찰 클러치는 마찰 표면이 더 많아 토크 전달이 크게 증가하고 반경 방향 치수는 상대적으로 감소하지만 구조가 더 복잡합니다. 더 큰 토크를 전달해야 하는 상황에 적합합니다.

(2) 클러치 선택

대부분의 클러치는 표준화 또는 규격화되어 있으므로 설계 시 관련 설계 매뉴얼을 참조하여 비교 설계하거나 선택하기만 하면 됩니다. 클러치를 선택할 때는 몇 가지 요구 사항이 있습니다:

• 기계의 작업 특성 및 작동 조건과 다양한 클러치의 성능 특성을 기반으로 클러치 유형을 결정합니다.
• 유형이 결정되면 연결할 두 축의 직경, 계산된 토크 및 회전 속도에 따라 관련 설계 매뉴얼에서 적절한 모델을 선택합니다.
• 필요한 경우 약한 링크에 대한 하중 지지력 검사를 수행합니다.

VI. 기어 변속기

두 개 이상의 기어가 함께 작동하는 것을 기어 변속 메커니즘이라고 합니다.

1. 기어의 종류

1) 기어는 톱니 모양에 따라 인벌 류트 기어, 사이클로이드 기어, 원형 아크 기어 등으로 분류할 수 있습니다. 인벌 류트 기어는 제조가 쉽고 널리 사용되는 반면 사이클로이드 기어와 원형 아크 기어는 덜 일반적입니다.

2) 기어는 모양에 따라 원통형 기어, 베벨 기어, 랙 앤 피니언, 웜 기어 변속기로 분류됩니다.

2. 스퍼 원통형 기어의 치수

(1) 스퍼 원통형 기어의 다양한 부품의 이름과 기하학적 치수

표준 스퍼 원통형 기어의 다양한 부품 이름

(2) 스퍼 원통형 기어의 주요 파라미터

1) 치아 수 z.

모듈이 고정된 경우 톱니가 많을수록 기어의 기하학적 치수가 커지며, z로 표시되는 기어의 총 톱니 수입니다.

2) 모듈 m.

톱니 피치 p와 파이의 몫을 모듈이라고 하며, 단위는 mm로 m, 즉 m=p/π로 표시됩니다. 모듈은 기어의 기본 파라미터입니다. 톱니 수가 같을수록 모듈이 클수록 기어의 크기가 커지고 하중 지지력이 강해집니다. 피치 원 직경이 동일한 기어의 경우 모듈이 클수록 하중 지지력이 강해집니다.

표준 모듈 시리즈(단위: mm)

참고: 1. 이 표준은 인벌 류트 원통형 기어에 적용됩니다. 헬리컬 기어의 경우 일반 모듈을 의미합니다.
2. 모듈을 선택할 때는 첫 번째 시리즈에 우선순위를 부여해야 합니다.

3) 압력 각도.

압력 각은 기어의 끝면 톱니 프로파일의 임의의 점 K를 통과하는 방사형 선과 기어의 끝면 평면에서 톱니 프로파일의 해당 지점에 있는 접선 사이의 예각입니다. 또한 기어 변속 시 톱니 프로파일 곡선과 피치 원의 교차점에서의 속도 방향과 해당 지점의 법선 방향(즉, 힘의 작용 방향) 사이의 예각으로 피치 원 압력 각도라고도 합니다.

인벌루트 원통형 기어의 피치 원에 대한 압력 각도 αk

cosa_k = r_b/ r

어디

• a_k - 압력 각도(°);
• r_b - 기본 원 반경(mm);
• r - 피치 원 반경(mm).

중국 표준은 인벌루트 원통형 기어의 피치 원에서 압력 각도 α를 20°로 지정하고 있습니다.

4) 부록 계수.

모듈에 대한 부록의 비율을 부록 계수라고 하며, h로 표시됩니다. _a ^* 즉, h _a = h _a ^* M, 표준 H _a ^* = 1.

5) 클리어런스 계수.

한 쌍의 기어가 맞물릴 때 한 기어의 톱니 상단이 다른 기어의 톱니 공간 하단과 연결될 수 있도록 하려면 부칙이 부칙보다 커야 합니다. 즉, 상단 간극이라고 하는 일정한 방사형 간격이 있어야 하며, C로 표시되는 간격이 있어야 합니다.

모듈에 대한 상단 간극의 비율을 간극 계수라고 하며, c로 표시됩니다. ^* . 상단 간격 c = c ^* m. 국가 표준 지정: 표준 기어 c ^* = 0.25.

(3) 표준 스퍼 원통형 기어의 기하학적 치수 계산

표준 스퍼 원통형 기어는 표준 모듈 m, 압력 각도 α = 20°, 부록 계수 h를 사용합니다. _a ^* = 1, 간격 계수 c ^* = 0.25.

표준 스퍼 원통형 기어의 기하학적 치수

참고: 부속 원 지름, 부속 원 지름 및 표준 중심 거리의 계산 공식은 내부 기어와 외부 기어에 따라 다릅니다.

3. 기어의 사용 및 처리

(1) 기어 재질

일반적인 소재는 단조강, 주강, 주철입니다.

1) 단조 스틸.

치아 표면 경도에 따라 크게 두 가지 범주로 나뉩니다:

부드러운 치아 표면 기어: 치아 표면 경도 ≤ 350HBW, 일반적인 재료: 45, 35SiMn, 40Cr, 40CrNi, 40MnB.

특징: 전반적인 성능이 우수하고 치아 표면의 강도와 경도가 높으며 치아 코어의 인성이 우수합니다. 열처리 후 치아 절단 정밀도는 8 등급, 간단하고 경제적 인 제조, 높은 생산성, 높은 정밀도 요구 사항이 아닌 높은 생산성에 도달 할 수 있습니다.

경화 톱니 표면 기어: 톱니 표면 경도 >350HBW, 일반적으로 사용되는 재료: 45, 40Cr, 40CrNi.

특징: 높은 치아 표면 경도(48-55HRC), 높은 접촉 강도, 우수한 내마모성. 치아 코어는 담금질 및 템퍼링 후에도 인성을 유지하고 내충격성이 우수하며 상대적으로 높은 하중 지지력을 유지합니다. 더 높은 정밀도, 7 등급 정밀도에 도달 할 수 있습니다. 자동차, 공작 기계 및 기타 중속 중하중 기어 박스 기어와 같은 대량 생산에 적합합니다.

2) 저탄소강.

일반적인 재료: 20Cr, 20CrMnTi, 20MnB, 20CrMnTo.

특징: 높은 치아 표면 경도, 강력한 하중 지지력. 우수한 코어 인성, 내 충격성, 고속, 중부 하, 과부하 전송에 적합, 우수한 내 충격성, 고속, 중부 하, 과부하 전송 항공 기어에 적합합니다.

3) 주철.

기어 직경이 400mm를 초과하거나 구조가 복잡하고 단조가 어려운 경우 주강을 사용할 수 있습니다. 재질 선택 ZG45, ZG55, 정규화 처리.

4) 주철.

접착 및 피팅에 대한 저항력이 강하지만 내충격성과 내마모성이 떨어집니다. 안정적인 작동, 저전력, 저속 또는 더 큰 크기, 복잡한 모양에 적합합니다. 오일이 부족한 조건에서 작동할 수 있으며 개방형 전송에 적합합니다.

5) 비금속 재료.

고속 경부하에 적합한 직물, 목재, 플라스틱, 나일론 등의 소재를 선택하세요.

(2) 기어 구조 형태

주로 기어 샤프트, 솔리드 기어, 웹 기어, 스포크 기어가 포함됩니다.

(3) 기어 고장 모드

1) 치아 파손.

기어 톱니는 캔틸레버 빔과 같으며, 하중을 받는 톱니 뿌리에서 최대 굽힘 응력이 발생합니다. 이 응력 값이 재료의 굽힘 피로 한계를 초과하면 치아 뿌리에서 피로 균열이 발생하고 지속적으로 팽창하여 치아가 파손될 수 있습니다. 갑작스러운 과부하, 심한 마모, 설치 또는 제조 오류도 치아 파손의 원인이 될 수 있습니다.

솔루션: 루트 필렛 반경을 늘리고, 가공 공구 자국을 제거하여 치근의 응력 집중을 줄이고, 샤프트와 지지대의 강성을 높여 국부적 과부하 정도를 줄이고, 기어 톱니에 표면 처리를 수행하여 표면 경도를 높입니다.

2) 치아 표면 패임.

기어 톱니의 작업 표면의 고정된 지점에서 대략 맥동하는 가변 응력의 작용으로 인한 피로로 인해 발생하는 펑크 마크와 같은 박리 손상 현상입니다. 피팅은 폐쇄형 변속기에서 흔히 발생하는 고장 모드입니다. 초기에는 기어에 마모로 인한 피팅이 거의 나타나지 않습니다. 피팅은 피치 라인 근처에서 처음 나타납니다.

솔루션: 치아 표면 경도 증가, 치아 표면 경도 감소 표면 거칠기 치아 표면의 값을 높이고 윤활유 점도를 높이며 적절한 프로파일 시프트를 채택합니다.

3) 치아 표면 접착력.

고속 중장비 변속기에서는 치아 표면 사이의 높은 압력과 높은 순간 온도로 인해 윤활유 막이 파괴되어 치아 표면이 서로 달라붙을 수 있습니다. 이로 인해 미끄러지는 방향을 따라 치아 표면에 띠 모양의 상처가 생기는데, 이를 유착이라고 합니다.

솔루션: 치아 표면 경도 증가, 치아 표면의 표면 거칠기 값 감소, 윤활유 점도 증가, 오일 온도 제한.

4) 치아 표면 마모.

기어 톱니 사이에 먼지, 모래 입자, 금속 입자 등이 떨어지면 치아 표면 사이에 마찰과 마모가 발생할 수 있습니다. 심한 경우 치아 표면이 과도하게 얇아져 치아가 파손될 수 있습니다. 마모는 개방형 변속기의 주요 고장 모드입니다.

솔루션: 폐쇄형 변속기를 사용하고, 치아 표면 경도를 높이고, 치아 표면의 표면 거칠기 값을 낮추고, 깨끗한 윤활유를 사용합니다.

5) 소성 변형.

무거운 하중과 높은 마찰이 발생하면 부드러운 기어 톱니의 표면은 마찰 방향을 따라 소성 변형이 발생합니다.

솔루션: 치아 표면 경도를 높이고 윤활유 점도를 높입니다.

(4) 기어 제조 방법

방법	양식 절단	세대 간 절단
	기어 밀링	기어 쉐이핑	기어 호빙	기어 쉐이빙	기어 연삭
일러스트레이션
설명	절단할 기어의 톱니 슬롯 모양과 동일한 축 방향 프로파일 모양의 커터를 사용하여 일반 밀링 머신에서 기어를 절단합니다.	공작물과 공구 사이의 생성 절삭 동작을 사용하여 가공하는 방법

4. 기어 변속기 유형

기어 변속기는 기어 쌍을 사용하여 운동과 동력을 전달하는 기계식 변속기의 일종입니다. 기어 변속기에는 여러 유형이 있습니다. 기어 변속기 축의 상대적 위치에 따라 기어 변속기는 평면 기어 변속기와 공간 기어 변속기의 두 가지 범주로 나눌 수 있습니다.

기어 변속기 유형

5. 기어 트레인

(1) 기어 트레인의 분류

가장 간단한 형태의 기어 변속기는 한 쌍의 맞물림 기어로 구성된 메커니즘입니다.

그러나 기계에서 매우 큰 변속비를 얻거나 여러 가지 이유로 하나의 입력축 속도를 여러 출력축 속도로 변환하기 위해서는 변속을 위해 일련의 연속적인 맞물림 기어 메커니즘이 필요합니다. 일련의 맞물리는 기어들로 구성된 변속기 시스템을 기어 트레인이라고 합니다.

기어 트레인의 모든 기어의 기하학적 축선이 변속 시 공간에 고정되어 있는지에 따라 기어 트레인은 고정축 기어 트레인, 유성 기어 트레인, 복합 기어 트레인의 세 가지 주요 카테고리로 나눌 수 있습니다.

1) 고정축 기어 트레인.

모든 기어의 기하학적 축 위치가 고정된 기어 트레인을 고정축 기어 트레인이라고 합니다.

2) 행성 기어 트레인.

적어도 하나의 기어의 기하학적 축 위치가 고정되어 있지 않고 다른 기어의 고정 축을 중심으로 회전하는 기어 트레인을 유성 기어 트레인이라고 합니다.

3) 복합 기어 트레인.

고정축 기어 트레인과 유성 기어 트레인을 모두 포함하거나 여러 개의 유성 기어 시스템을 포함하는 변속기를 복합 기어 트레인이라고 합니다.

(2) 기어 트레인의 적용

1) 큰 전송 비율 얻기. 변속을 위해 한 쌍의 메시 기어를 사용하는 경우, 변속비는 구조적 제약에 의해 제한됩니다. 기어 트레인을 사용하면 저속 작동 요구 사항을 충족하기 위해 매우 큰 변속비를 달성할 수 있습니다.

2) 장거리 전송 가능. 두 축 사이의 중심 거리가 큰 경우, 변속기에 한 쌍의 기어를 사용하면 기어 크기가 매우 커져 재료가 낭비될 뿐만 아니라 변속기 메커니즘이 부피가 커집니다. 기어 트레인을 사용하면 컴팩트한 구조를 구현할 수 있어 장거리 전송이 가능합니다.

3) 다단 변속이 가능합니다. 기어 시스템에서 슬라이딩 기어 및 기타 속도 변경 메커니즘을 사용하여 변속비를 변경함으로써 다단 변속을 실현할 수 있습니다.

4) 회전 방향을 변경할 수 있습니다. 기어 시스템의 베벨 기어, 아이들러 기어 및 기타 메커니즘을 사용하여 구동축의 회전 방향을 변경하여 구동축의 정방향 및 역방향 회전을 달성 할 수 있습니다.

5) 모션 합성 또는 분해가 가능합니다. 차동 기어 트레인을 사용하면 두 개의 독립적인 회전 모션을 하나의 회전 모션으로 결합하거나 하나의 회전 모션을 두 개의 독립적인 회전 모션으로 분해할 수 있습니다.

VII. 체인 드라이브

1. 체인 드라이브의 종류

(1) 리프팅 체인

리프팅 기계에서 무거운 물체를 들어 올리는 데 사용됩니다.

(2) 트랙션 체인

주로 무거운 물체를 이동하는 데 사용됩니다. 체인 컨베이어.

(3) 전송 체인

일반 기계에서 동작과 동력을 전송하는 데 사용됩니다.

2. 체인 드라이브의 특성 및 응용 분야

미끄러짐 없음, 정확한 평균 전송률, 낮은 장력, 샤프트의 낮은 부하, 높은 전송 효율, 동일한 조건에서 다른 전송 구조보다 더 콤팩트하며 열악한 환경에서도 작동할 수 있습니다.

낮은 제조 및 설치 정밀도, 더 큰 중심 거리, 충격 및 소음. 큰 부하 변화와 급격한 반전 상황에는 적합하지 않습니다. 동력 전달에 사용되는 주요 체인은 롤러 체인과 사일런트 체인입니다.

3. 스프라켓 구조

스프라켓의 직경에 따라 솔리드, 웹, 용접 및 복합 유형으로 분류됩니다.

4. 스프라켓 재질

스프로킷 재료

5. 롤러 체인

(1) 롤러 체인의 구조

롤러 체인은 내부 플레이트, 외부 플레이트, 핀, 부싱, 롤러로 구성됩니다. 외판은 핀에 고정되고, 내판은 부싱에 고정되며, 롤러는 부싱과 핀을 기준으로 회전할 수 있습니다. 따라서 체인과 스프라켓 사이의 결합은 주로 구름 마찰에 의해 이루어집니다.

(2) 롤러 체인의 분류

단일 가닥 체인과 다중 가닥 체인으로 분류됩니다. 롤러 체인은 단일 가닥 또는 여러 가닥을 병렬로 사용할 수 있으며, 다중 가닥을 병렬로 사용하면 더 큰 전력을 전달할 수 있습니다.

(3) 롤러 체인 연결 방법

체인의 길이는 링크의 수로 표현됩니다. 링크 수가 짝수인 경우 내부 플레이트와 외부 플레이트가 번갈아 가며 코터 핀 또는 스프링 클립으로 조인트에 연결됩니다. 링크 수가 홀수인 경우 연결을 위해 트랜지션 링크가 필요합니다. 트랜지션 링크는 제조가 복잡하고 응력 조건이 좋지 않으므로 가능하면 생산에서 피해야 하며 실제 적용 시에는 짝수 링크를 사용해야 합니다.

6. 롤러 체인의 주요 파라미터

(1) 피치 p

인접한 두 링크 핀의 중심 사이의 이론적 거리입니다.

(2) 총 체인 링크 수 L _p

전체 체인의 총 링크 수로, L로 표시됩니다._p . 다중 가닥 체인은 단일 가닥 체인으로 계산됩니다.

(3) 총 체인 길이 l

총 체인 길이 L은 링크 수 L의 곱입니다._p 와 피치 p, 즉 l=L_p p.

(4) 스트랜드 간격 p_t

이중 가닥 또는 다중 가닥 체인에서 인접한 가닥의 중심면 사이의 거리입니다.

7. 롤러 체인 모델 번호

롤러 체인은 표준화되어 A 시리즈와 B 시리즈로 나뉘며, A 시리즈는 설계용, B 시리즈는 유지보수용으로 사용됩니다. A 시리즈가 더 일반적으로 사용됩니다. 롤러 체인의 모델 번호는 체인 번호 + 시리즈 코드 A 또는 B로 표시됩니다.

체인 번호 - 가닥 수 - 총 체인 링크 수 표준 번호

예: 08B-2-80 GB/T 1243-2006은 체인 번호 08B, 2가닥, 80링크의 롤러 체인을 나타냅니다. 롤러 체인의 매개변수는 관련 표준에서 확인할 수 있습니다.

VIII. 마찰 휠 드라이브

1. 마찰 휠 드라이브의 작동 원리

마찰 휠 드라이브는 두 개의 마찰 휠이 서로 밀착되어 두 바퀴가 직접 접촉하면서 발생하는 마찰력을 이용해 운동과 동력을 전달하는 방식입니다. 외부 원통형과 내부 원통형으로 구분할 수 있습니다.

2. 마찰 휠 드라이브의 변속비

구동 휠 1과 피동 휠 2를 함께 누르면 접촉점 P에서 누르는 힘이 발생하고, 구동 휠 1이 시계 반대 방향으로 회전하면 마찰력에 의해 피동 휠 2가 시계 방향으로 회전하게 됩니다. 미끄러짐이 없는 경우, 점 P에서 두 바퀴의 원주 속도는 동일해야 합니다(즉, v ₁ =v ₂ (m/s).

왜냐하면

v ₁ =πD₁ n₁ /1000×60, v₂ =πD₂ n₂ /1000×60

따라서

i₁₂=n₁/n₂=D₂/D₁

어디

• i₁₂ - 두 마찰 휠의 변속비입니다;
• n₁ , n₂ - 구동 및 피구동 바퀴의 회전 속도(r/min);
• D₁ , D₂ - 구동 및 피구동 바퀴의 직경(mm).

3. 마찰 휠 드라이브의 유형

두 바퀴 축의 상대적 위치에 따라 마찰 휠 드라이브는 평행 축과 교차 축의 두 가지 유형으로 분류할 수 있습니다.

(1) 평행 축

원통형 마찰 휠과 홈이 있는 마찰 휠이 포함됩니다.

1) 원통형 마찰 휠.

구조가 간단하고 제조가 용이하며 누르는 힘이 높으며 외부형과 내부형으로 구분됩니다. 기기 조정 장치와 같은 저전력 전송에 사용됩니다.

2) 홈이 있는 마찰 휠.

홈 각도가 2β인 이 제품은 측면 접촉이 있어 동일한 누르는 힘에서 접선 마찰력을 증가시켜 전송력을 향상시킬 수 있습니다. 그러나 가열 및 마모가 발생하기 쉽고 전송 효율이 낮으며 더 높은 제조 및 설치 정밀도가 필요합니다. 선반 구동 시스템과 같은 메커니즘에 사용하기에 적합합니다.

(2) 교차 축

원뿔형 마찰 휠과 면 마찰 휠이 포함되어 있습니다.

1) 원뿔형 마찰 휠.

설계 및 설치 시 축의 상대적 위치가 정확해야 하며 원뿔 끝이 일치해야 합니다. 축은 수직 또는 비수직일 수 있습니다. 일반적으로 고출력 마찰 프레스에 사용됩니다.

2) 얼굴 마찰 휠.

간단한 구조, 제조하기 쉽고, 높은 가압력, 가열 및 마모되기 쉽고, 효율이 낮으며, 가공 및 설치에 대한 요구 사항이 높습니다. 원통형과 원뿔형 마찰 휠로 나뉩니다. 마찰 프레스 및 이와 유사한 용도로 사용됩니다.

4. 마찰 휠 드라이브의 특성

• 구조가 간단하고 제조가 쉽습니다.
• 과부하 시 미끄러져 구성 요소를 보호합니다.
• 다양한 애플리케이션에서 연속적이고 부드러운 무단 속도 변화를 쉽게 구현할 수 있습니다.
• 작동 중에 미끄러짐이 발생하여 전송 효율이 낮아지고 정확한 전송 비율을 유지할 수 없습니다.
• 구조적 치수가 크고, 샤프트와 베어링에 가해지는 하중이 높으며, 과부하와 충격을 견디는 능력이 떨어지므로 전력 전송이 적은 애플리케이션에만 적합합니다.

IX. 벨트 드라이브

벨트 드라이브는 마찰 연결을 사용하여 두 샤프트 사이에 토크를 전달합니다.

1. 벨트 드라이브의 유형

벨트 드라이브는 벨트와 풀리로 구성되며 마찰 드라이브와 메시 드라이브로 분류할 수 있습니다.

마찰 구동용 벨트의 주요 유형은 플랫 벨트, V 벨트, 원형 벨트 및 멀티 V 벨트이며, 맞물림 구동용 벨트는 동기식 타이밍 벨트입니다.

2. 플랫 벨트 드라이브

(1) 플랫 벨트 드라이브의 형태

오픈형, 십자형, 반십자형, 앵글 드라이브 유형이 있습니다.

• 개방형. 두 바퀴의 축이 평행하고 두 바퀴 폭의 대칭 평면이 일치하며 같은 방향으로 회전합니다.
• 교차형. 두 바퀴의 축이 평행하고 두 바퀴 폭의 대칭 평면이 일치하며 반대 방향으로 회전합니다.
• 세미 크로스 타입. 두 바퀴의 축이 공간적으로 비뚤어져 있으며, 일반적으로 비뚤어진 각도는 90°입니다.
• 앵글 드라이브. 도르래의 축이 교차합니다.

(2) 플랫 벨트의 종류

플랫 벨트의 주요 유형에는 캔버스 코어 플랫 벨트, 직조 플랫 벨트, 나일론 라미네이트 복합 플랫 벨트 등이 있습니다.

1) 캔버스 코어 플랫 벨트.

여러 겹의 고무 코팅 캔버스를 접착하여 제작하며, 오픈 엣지 및 랩 엣지 스타일로 제공됩니다. 인장 강도가 높고 온도 저항성이 우수하며 비용이 저렴하며 내열성 및 내유성이 떨어지고 오픈 엣지 스타일이 더 유연합니다. 중심 거리가 더 먼 전송에 사용됩니다.

2) 직조 플랫 벨트.

고속 전송을 위한 면직, 울직, 스티치 면 벨트는 물론 실크, 대마, 나일론 직조 벨트가 포함됩니다. 벨트 표면은 고무 코팅 또는 비코팅이 가능합니다. 유연성이 우수하고 동력 전달이 적으며 느슨해지기 쉽습니다. 중/소형 동력 전송에 사용됩니다.

3) 나일론 라미네이트 복합 플랫 벨트.

하중 지지층은 나일론 시트(단일 또는 다중 레이어)로 만들어지며 크롬 태닝 가죽, 고무 코팅 캔버스 또는 특수 직물이 작업 표면에 접착되어 있습니다. 강도가 높고 마찰 계수가 크며 유연성이 우수하고 풀림에 강합니다. 고출력 전송에 사용되며, 얇은 버전은 고속 전송에 사용할 수 있습니다.

(3) 플랫 벨트의 결합 방법

가죽 플랫 벨트용 접착 본딩, 가죽 레이스 스티칭, 캔버스 플랫 벨트용 접착 본딩, 거트 스트링 스티칭, 힌지 벨트 패스너가 포함됩니다.

(4) 플랫 벨트 드라이브의 특성 및 응용 분야

전송 시 충격이 적고 고속으로 작동할 수 있으며, 전송 속도가 빠를 경우(v≥25m/s) 가볍고 얇은 고속 플랫 벨트를 사용할 수 있고, 저전력 전송에는 직조 플랫 벨트를 사용할 수 있으며, 고전력 전송에는 나일론 시트 또는 폴리에스테르 코드를 하중 지지층으로 하고 작업 표면에 크롬 무두질 가죽 또는 고무 코팅 캔버스를 사용한 이음매 없는 복합 벨트를 사용할 수 있습니다.

힌지 버클 벨트는 더 큰 동력을 전달하지만 전달 속도가 느립니다. 고속에서는 강한 진동을 발생시킬 수 있습니다.

(5) 플랫 벨트 전송의 매개변수

1) 랩 각도 α.

벨트와 풀리 사이의 접촉 호에 해당하는 중심 각도입니다. 랩 각도의 크기는 벨트와 풀리 림 표면 사이의 접촉 호 길이를 반영하며, 이는 접촉 표면 사이의 마찰과 관련이 있습니다. 랩 각도가 너무 작으면 미끄러짐이 발생합니다.

랩 각도 계산:

• 개방형 전송: α ₁ =180°-(d₂ -d₁ )/a×57.3°
• 교차 전송: α ₁ =180°-(d₂ +d₁ )/a×57.3°
• 반 교차 전송: α ₁ =180°+d₁/a×57.3°
• 플랫 벨트 전송의 경우 일반적으로 랩 각도 α는 150° 이상이어야 합니다.

어디

• d ₁ , d ₂ - 크고 작은 도르래의 직경(mm);
• a - 두 풀리 사이의 중심 거리(mm).

2) 벨트 길이 L.

플랫 벨트 길이는 플랫 벨트의 안쪽 둘레입니다. 실제 적용 시 벨트 길이를 계산할 때는 풀리에서 플랫 벨트의 장력, 처짐량, 플랫 벨트의 조인트 길이도 고려해야 합니다.

벨트 길이 L 계산

• 개방형 전송: L=2a+π/2(d₁ +d₂ )+(d₂ -d₁ ) ² /4a
• 교차 전송: L=2a+π/2(d ₁ +d₂ )+(d₂ +d₁ ) ² /4a
• 반 교차 전송: L=2a+π/2(d₁ +d₂ )+(d₂ ² +d₁ ² )/2a

3) 전송 비율 i.

변속기의 탄성 슬립을 고려하지 않고 플랫 벨트 변속비를 계산하는 경우. 작은 풀리 랩 각도와 벨트 중심 거리의 한계로 인해 플랫 벨트 변속기의 변속비는 일반적으로 i≤5입니다.

전송률 계산 i:

i₁₂=n₁/n₂=d₂/d₁

어디

• d₁ , d₂ - 소형 및 대형 벨트 풀리의 직경(mm);
• n₁ , n₂ - 소형 및 대형 벨트 풀리의 회전 속도(r/min).

4) 중심 거리 a.

벨트에 장력이 가해졌을 때 두 풀리의 축 사이의 거리를 중심 거리라고 합니다.

중심 거리 계산 a:

개방형 전송의 실제 중심 거리입니다:

a=A+√(A²-B)

어디

A=L/4-π(d₁ +d₂ )/8, B=(d₂ -d₁ ) ² /8

3. V-벨트 전송

(1) V-벨트의 구조 및 표준

1) V-벨트의 구조.

일반적으로 사용되는 V 벨트의 단면 구조는 캔버스 구조와 코드 구조의 두 가지 범주로 나뉘며 상단 고무, 하중지지 층, 하단 고무 및 커버 패브릭 층의 네 부분으로 구성됩니다. 커버 패브릭 재질은 캔버스이며 V 벨트의 보호 층입니다. 상단 및 하단 고무 재질은 고무이며 상단 고무는 늘어나고 하단 고무는 압축 될 수 있으며 하중지지 층은 주로 인장력을 견뎌냅니다.

2) V-벨트에 대한 표준.

V-벨트는 표준화되었습니다. 일반적으로 사용되는 V-벨트에는 주로 쐐기 각도 α가 40°인 일반 V-벨트, 좁은 V-벨트, 넓은 V-벨트, 반폭 V-벨트가 있습니다. 일반 V벨트가 가장 널리 사용됩니다.

GB/T11544-2012는 7가지 유형의 일반 V벨트를 지정합니다: Y, Z, A, B, C, D, E. 코드 구조는 4가지 유형만 있습니다: Z, A, B, C.

일반 V-벨트의 단면 치수

3) 기준 길이 L_d 의 V벨트 수입니다.

V-벨트는 이음매 없는 루프 벨트입니다. 지정된 장력 하에서 일정한 길이와 폭을 유지하는 섬유층을 중성층이라고 합니다. 중성층을 따라 측정된 길이를 피치 길이 L이라고 합니다. _d 기준 길이 또는 공칭 길이라고도 합니다.

V-벨트의 표시는 유형, 기준 길이, 표준 번호의 세 부분으로 구성됩니다.

V-벨트 표시 B1560GB/T11544-2012는 기준 길이가 1560mm인 B형 V-벨트를 나타냅니다.

V-벨트 유형 및 길이 시리즈(단위: mm)

(2) V-벨트 풀리의 구조 및 재질

1) V-벨트 풀리의 구조.

V-벨트 풀리의 구조는 일반적으로 림, 허브, 스포크로 구성됩니다. 림은 변속기 벨트를 설치하는 데 사용되며, 림에는 벨트 유형과 번호에 해당하는 홈이 있습니다.

V-벨트 풀리는 제조가 쉽고, 가볍고 균일하게 분산되어야 하며, 설치 시 정렬이 쉽고, 주조 또는 용접 시 발생하는 응력이 최소화되어야 합니다.

V-벨트 풀리 테두리 및 홈의 치수(단위: mm)

V-벨트 풀리의 구조

2) V-벨트 풀리의 재질.

V-벨트 풀리의 재질은 V-벨트 풀리의 직경 또는 속도에 따라 선택됩니다.

V-벨트 풀리의 재질

(3) V-벨트 전송의 특성 및 응용 분야

장점: 부드러운 전송, 저소음, 완충 및 진동 흡수 가능, 간단한 구조, 낮은 설치 정밀도, 쉬운 유지 보수, 과부하 시 벨트가 풀리에서 미끄러져 안전 보호 기능 제공. 단점: 벨트에 탄성이 있고 탄성 슬라이딩이 존재하며 전송 비율이 부정확하며 전체 치수가 크고 전송 효율이 낮습니다.

애플리케이션 시나리오: 원활한 전송이 필요한 상황, 정밀한 전송 비율이 필요하지 않은 경우, 또는 중/소형 전력 및 더 큰 중심 거리의 경우.

X. 유압 및 공압 변속기

1. 유압식 변속기

유압식 변속기는 액체를 작동 매체로 사용하는 변속기의 일종으로, 액체의 압력 에너지를 활용하여 동력을 전달하고 제어를 수행하는 방식입니다.

(1) 유압식 변속기의 특성 및 응용 분야

장점: 기계식 및 전기식 변속기에 비해 유압식 변속기는 콤팩트한 구조, 높은 전달력, 정밀한 위치 지정, 부드러운 움직임, 쉬운 자동화, 우수한 부품 윤활 및 긴 서비스 수명을 제공합니다.

단점: 상대적으로 낮은 전송 효율, 장거리 전송에 적합하지 않음, 고온 또는 저온 조건에서 작업하기에 적합하지 않음, 유압 부품에 대한 고정밀 요구 사항, 높은 비용 등이 있습니다.

애플리케이션: 기계 산업, 야금 산업, 석유 산업, 엔지니어링 건설, 조선, 군사, 항공, 항공 우주 및 기타 산업 분야.

(2) 유압 변속기의 작동 원리 및 유압 변속기 시스템의 구성

1) 유압식 변속기의 작동 원리

유압 시스템은 유압 펌프를 사용하여 원동기의 기계적 에너지를 유체의 압력 에너지로 변환합니다. 유체 압력 에너지의 변화를 통해 에너지를 전달합니다. 다양한 제어 밸브와 파이프 라인을 통해 전송 한 후 유압 실린더 또는 유압 모터 및 기타 유압 액추에이터를 사용하여 유체 압력 에너지를 기계 에너지로 변환하여 선형 왕복 운동과 회전 운동을 달성하기 위해 작업 메커니즘을 구동합니다.

사용되는 유체를 작동 매체라고 하며, 일반적으로 광유를 사용하며 기계식 변속기의 벨트, 체인, 기어와 같은 변속기 요소와 유사한 기능을 합니다. 유압 펌프는 유체를 전달하고 압력을 생성하는 데 사용되며, 유압 실린더는 직선 운동을 얻는 데 사용되며, 유압 모터는 회전 운동을 얻는 데 사용됩니다. 아래는 유압 잭의 개략도입니다.

2) 구성 유압식 변속기 시스템

간단하고 완벽한 유압 변속기 시스템은 다음 네 가지 부품으로 구성됩니다:

• 동력 요소(유압 펌프). 이 요소의 기능은 유압 시스템에 가압된 오일을 공급하여 시스템의 동력원 역할을 하는 것입니다.
• 작동 요소(유압 실린더 또는 모터). 그 기능은 가압된 오일의 작용으로 외부 작업을 수행하는 것입니다.
• 제어 요소. 릴리프 밸브, 스로틀 밸브, 방향 밸브 등의 기능은 시스템의 압력, 유량 및 방향을 각각 제어하여 힘, 속도 및 동작 방향에 대한 작동 요소의 요구 사항을 충족하는 것입니다.
• 보조 요소. 오일 탱크, 파이프, 파이프 피팅, 필터, 어큐뮬레이터 등과 같은 보조 요소.

2. 공압식 변속기

공압식 변속기는 압축 공기를 작동 매체로 사용하는 변속기의 한 형태로, 에너지 전달을 위해 공기압을 활용합니다. 자전거 및 자동차 타이어 공기 주입, 자동차 도장 등 생산 및 일상 생활에서 널리 사용됩니다.

(1) 공압 변속기 시스템의 기본 구성

공압 전송 시스템은 공기 공급 장치, 구동 구성 요소, 제어 구성 요소, 보조 구성 요소의 네 가지 부품으로 구성됩니다.

공압 변속기 시스템의 구성

공압 변속기 시스템이 켜지면 실린더의 피스톤이 자동으로 앞뒤로 움직이며, 단방향 스로틀 밸브가 동작에 감쇠 효과를 제공합니다.

(2) 공압식 변속기의 특성

공압식 변속기는 기계식, 전기식, 유압식 변속기와 비교하여 다음과 같은 특징이 있습니다.

장점:

• 작동 매체는 공기로, 에너지를 절약하고 사용 후 환경을 오염시키지 않고 대기로 배출할 수 있습니다.
• 공기의 특성은 온도에 영향을 덜 받고 고온에서도 작동할 수 있으며 타거나 폭발하지 않습니다.
• 공기는 유동성이 좋아 중앙 집중식 공급 및 장거리 전송에 편리합니다.
• 공압식 변속기는 빠른 동작, 빠른 응답, 공압 부품의 높은 신뢰성, 긴 서비스 수명을 제공합니다.
• 공압식 전송 장치는 구조가 간단하고 비용이 저렴하며 표준화, 직렬화 및 범용화가 용이합니다.

단점:

• 공기는 압축성이 높기 때문에 시스템 작동의 안정성이 떨어집니다.
• 작동 압력이 상대적으로 낮기 때문에(일반적으로 0.3~1MPa) 더 큰 출력이나 토크를 얻기가 어렵습니다.
• 소음이 상대적으로 높기 때문에 배기 소음기가 필요합니다.

(3) 공압 전송 기술의 응용 분야

1) 자재 취급 장비.

클램핑, 운반, 위치 지정, 방향 설정, 자재 흐름 분배 등이 이에 해당합니다.

2) 일반 애플리케이션.

포장, 충전, 측정, 잠금, 샤프트 구동, 자재 이송, 부품 방향, 부품 분류, 부품 적재, 부품 스탬핑 또는 성형 마킹, 도어 제어 등이 이에 해당합니다.

3) 자료 처리.

드릴링, 터닝, 밀링, 톱질, 연삭, 마무리 작업 등.

다음 그림은 자동 화물 적재 및 하역과 공압 조작기에 사용되는 공압 변속기 시스템의 예를 보여줍니다.