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유성 기어 변속기의 기어 맞물림에 대한 힘 분석

유성기어 변속기는 컴팩트한 구조, 높은 출력 밀도, 큰 변속비 및 부하 분산이라는 장점으로 인해 풍력, 자동차, 항공우주 및 산업 기계 분야에 널리 적용됩니다. 핵심 장점은 다중 유성 기어를 통한 동력 분할 전달에 있으며, 이 병렬 구조는 시스템의 힘 분석을 더욱 복잡하게 만듭니다. 유성 기어 변속기의 맞물림력 분석을 마스터하는 것은 유성 변속기 시스템의 설계, 강도 확인 및 결함 진단을 위한 이론적 기초입니다.

1 기본 구조 및 용어

1.1 주요 구성 요소

썬 기어: 시스템의 중앙에 위치하며, 일반적으로 변속기 시스템의 입력축으로 사용됩니다.
유성기어: 선기어와 링기어가 동시에 맞물립니다. 일반적으로 3~6개의 유성기어가 시스템 내에 고르게 분포되어 있으며, 작동 시 회전운동과 공전운동을 모두 수행합니다.
링기어: 내부 기어 링은 일반적으로 대부분의 작업 조건에서 고정되며 다양한 전송 방식에 따라 동력의 입력 또는 출력 끝 역할을 할 수도 있습니다.
행성 캐리어: 모든 유성기어를 연결하고 지지하는 구조부품으로 유성변속기 시스템의 출력축으로 흔히 사용된다.

1.2 메싱 관계

태양기어와 유성기어 사이의 맞물림은 다음에 속합니다.외부 메싱.
유성기어와 링기어 사이의 맞물림은 다음과 같습니다.내부 메싱.

1.3 일반적인 전송 방식 및 비율

유성 기어 시스템의 변속비는 구동, 피동 및 고정 부품의 다양한 조합에 따라 달라집니다. 여기서 매개변수 a는 링 기어와 태양 기어의 잇수 비율, 즉 a = Zr/Zs이고, Zr은 링 기어의 잇수를 나타내고 Zs는 태양 기어의 잇수를 나타냅니다.

선기어가 구동부, 유성캐리어가 피구동부, 링기어가 고정된 경우 변속비는 1+a로 감속 및 토크 증가를 실현합니다. 링기어가 구동부이고, 유성캐리어가 피동부이고, 선기어가 고정된 경우 변속비는 (1+a)/a가 됩니다. 선기어가 구동부, 링기어가 피동부, 유성캐리어가 고정된 경우 변속비는 -a가 됩니다.

유성캐리어가 구동부, 링기어가 피동부, 선기어가 고정된 경우 변속비는 a/(1+a)가 되어 가속 및 토크 저감을 실현합니다. 유성캐리어가 구동부, 선기어가 피동부, 링기어가 고정된 경우 변속비는 1/(1+a)이다. 링기어가 구동부이고, 선기어가 피동부이고, 유성캐리어가 고정된 경우 변속비는 -1/a이다.

두 개의 구성 요소를 전체적으로 연결하면 변속비가 1이 되며 이는 직접 기어 모드입니다. 제동된 구성 요소가 없고 두 구성 요소가 함께 연결되지 않은 경우 시스템은 세 구성 요소가 자유롭게 회전하고 변속비가 고정되지 않은 중립 기어에 있습니다.