베벨 기어 중에 스파이럴 베벨 기어가 왜 속도가 더 빠른 조건에서 성능이 좋은가요?
베벨 기어는 스트레이트 베벨기어, 스파이럴 베벨 기어가 있는데요. 회전속도가 스트레이트 베벨 기어는 10m/s조건까지 활용하는데 문제가 없다면 스파리럴 베벨 기어는 이 보다 높은 속도 조건에서도 좋다고 하는데 왜 그런가요?
안녕하세요. 서종현 전문가입니다.
이는 두기어의 톱니 형태와 맞물림 방식의 차이에서 비롯됩니다.
스파이럴 베벨 기어는 이름 그대로 톱니가 나선형으로 가공되어 있습니다. 이 나선형 톱니가 고속 조건에서 우수한 성능을 발휘하는 핵심적인 이유는 다음과 같습니다.
부드러운 맞물림
스트레이트 베벨 기어의 톱니는 직선 형태로, 맞물리는순간 전체 면적이 동시에 접촉하여 충격과 소음이 발생하기 쉽습니다. 고속에서는 이 충격이 더 커집니다.
바면 스파이럴 베벨 기어는 톱니가 나선형이어서 맞물림이 시작될때 부터 점진적으로 접촉이 이루어집니다. 이는 마치 면도칼이 종이를 비스듬히 자르듯 부드럽게 미끄러지면서 맞물리는 방식입니다. 이 부드러운 접촉 덕분에 고속에서도 충격과 진동, 소음이 훨씬 적습니다.
동시 맞물림 증가
나선형 톱니 덕분에 스파이럴 베벨 기어는 스트레이트 베벨 기어보다 동시에 맞물리는 톱니수가 많아집니다. 이처럼 맞물림률이 높아지면 하중이 여러 톱니에 분산되어 더 큰 하중을 전달할수있으며, 진동과 소음도 추가적으로 줄어듭니다.
윤활 조건 개선
부드러운 맞물림과 넓은 접촉 면적은 윤활조건 개선으로 이어져 마모를 줄이고 기어 수명을 연장하는데 도움이 됩니다. 이는 고속에서 발생하는 열과 마찰을 줄이는데 필수적입니다.
이러한 특성들 덕분에 스파이럴 베벨 기어는 자동차의 차동 장치 등 고속 및 고하중 환경에서 부드럽고 조용하며 효율적인 동력 전달이 요구되는 곳에 주로 사용됩니다.