기어 베어링 및 기어

Jan 27, 2024

고다드 우주 비행 센터

기어 베어링은 기어, 롤러 및/또는 스러스트 베어링으로 ​​기능하기 때문에 개념적인 기계 구성 요소로 명명되었습니다. 기어 베어링은 차세대 소형, 대형 기계적 이점 기어 드라이브의 필수 구성 요소가 될 것입니다.

그림 1은 직경 1.25인치 x 0.75인치에서 70/1 이득을 갖는 작동 중인 기어 베어링 변속기를 보여줍니다. (직경 3.18cm x 1.91cm) 패키지. 기어 베어링은 롤러 기어 베어링과 위상 변이 기어 베어링이라는 두 가지 기본 유형의 스퍼 기어 또는 헬리컬 기어 변형으로 존재합니다. 간결함을 위해 여기서는 스퍼기어 변형만 설명합니다. 헬리컬기어 변형의 작동 원리가 비슷하다고만 말하면 충분합니다.

그림 2(a)는 롤러 스퍼기어 베어링과 롤러 스퍼기어 베어링을 포함하는 부분 유성 조립체의 선택된 측면을 보여줍니다. 각 롤러 스퍼기어 베어링의 롤러 부분의 직경은 스퍼기어 부분의 피치 직경과 같습니다. 기어 톱니는 롤러 끝 부분에 크라운 모양으로 되어 있어 각 톱니 크라운의 정점이 롤러 직경/피치 직경에 위치합니다. 이러한 배열은 스러스트 베어링 강도와 속도 일치를 제공하여 효율성을 제공합니다.

행성 집합체는 다른 구조에 의해 지지되지 않고 본질적으로 서로 결합됩니다. 예를 들어, 단면도에 표시된 유성 롤러 기어 베어링이 아래쪽으로 밀면 링 및 태양 기어 치형에 대한 치형의 축방향 미끄러짐은 유성 롤러 기어 베어링의 크라운에 대한 접합에 의해 중지됩니다. 링기어 이빨. 동일한 유성 기어가 위쪽으로 밀릴 때, 링 롤러에 대한 유성 톱니의 접합에 의해 축 방향 슬라이딩이 차단됩니다. 유사한 상호 작용은 태양과 유성 롤러 기어 베어링 사이의 톱니/롤러 접촉으로 인해 부과된 한계를 넘어서는 태양 롤러 기어 베어링의 축방향 미끄러짐을 방지합니다.

추가적인 이점은 원하는 기어의 상대 위치를 보다 정확하게 적용함으로써 롤러를 통합하면 (단순한 스퍼 기어에 비해) 스퍼 기어 톱니 맞물림의 정확도가 높아진다는 것입니다. 동시에 기어는 롤러의 매우 효율적이고 정밀한 케이지 및 캐리어 역할을 합니다. 최종 결과는 우수하고 단순하며 상대적으로 저렴한 조립품입니다.

그림 2(b)는 위상 변이 스퍼기어 베어링의 간단한 예를 보여줍니다. 상부 및 하부 절반의 톱니는 정확히 절반 톱니 간격만큼 서로에 대해 각도로 이동됩니다. 이 기어 베어링은 자체 복사본과 맞물립니다. 윗니와 아랫니는 경사져 있고 만나는 곳에서 부분적으로 서로 맞물려 있습니다. 상부 및 하부 톱니의 경사면 사이의 접촉은 롤러 기어 베어링의 크라운과 롤러 사이의 접촉과 유사한 방식으로 스러스트 베어링 기능을 제공합니다. 더욱이, 위상 변이 기어를 포함하는 유성 조립체는 위에서 설명한 롤러 기어 베어링을 포함하는 조립체와 유사한 방식으로 자체적으로 결합됩니다.

이 작업은 John M. Vranish가 수행했습니다.고다드 우주 비행 센터.

이 발명품은 NASA의 소유이며 특허 출원이 제출되었습니다. 상업적 개발을 위한 비독점적 또는 독점적 라이선스에 관한 문의사항은 다음 주소로 문의하시기 바랍니다.

GSC-14207을 참조하세요.

이 기사는 Motion Control Tech Briefs Magazine 2002년 4월호에 처음 게재되었습니다.

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