I. 웜 기어 감속기의 기본 매개변수:
매개변수는 다음과 같습니다: 모듈 m, 압력각, 웜 직경 계수 q, 리드각, 웜 나사산 수, 웜 휠 톱니 수, 애더넘 계수(1로 가정), 간극 계수(0.2로 가정). 이 중 모듈 m과 압력각은 웜 축면의 모듈과 압력각, 즉 웜 휠 축면의 모듈과 압력각을 의미하며, 둘 다 표준값입니다. 웜 직경 계수 q는 웜의 피치 원 직경과 모듈 m의 비율입니다.
II. 기하학적 치수 계산은 기본적으로 원통형 기어의 경우와 동일하지만, 몇 가지 사항에 주의해야 합니다.
웜 리드 각(θ)은 웜의 피치 실린더에 있는 나선의 접선과 웜의 끝면 사이의 각도입니다. 스크류 나선 각과의 관계는 웜 휠 나선 각과 같습니다. 나선 각이 클수록 전달 효율이 높아집니다. 나선 각이 맞물리는 톱니 사이의 마찰각보다 작으면 메커니즘이 자체적으로 잠깁니다.
웜 직경 계수 q는 웜 휠 호브의 개수를 제한하여 웜 피치 원 직경을 표준화하기 위해 도입되었습니다. m이 일정할 때, q 값이 클수록 웜 축이 커져 웜 축의 강성과 강도가 증가합니다. 반대로 q 값이 작을수록 리드 각도가 커지고 그에 따라 전달 효율이 증가합니다.
권장 웜 기어 개수는 1, 2, 4 또는 6개입니다. 값이 작을수록 변속비가 크고 자체 잠금 기능이 있으며, 값이 클수록 변속 효율이 높습니다.
원통형 기어 변속기와 달리 웜 기어 메커니즘의 변속비는 가 아니라 이고, 웜 기어 메커니즘의 중심 거리는 가 아니라 입니다.
웜 기어 변속기에서 웜 기어의 회전 방향을 결정하는 방법은 맞물림점 K에서의 방향, 나선축에 평행한 접선 방향, 그리고 웜 기어 축에 수직인 속도 벡터 삼각형을 이용하는 방법이나, "왼손으로 오른손잡이 웜을, 오른손으로 왼손잡이 웜을 잡고 네 손가락과 엄지손가락을 이용하여" 결정하는 방법이 있다.
III. 웜 기어와 웜의 정확한 맞물림 조건
1. 중간 평면에서 웜과 웜 휠의 모듈과 압력각은 동일합니다. 즉, 웜 휠의 단면 모듈은 웜의 축면 모듈과 같고 표준값입니다. 웜 휠의 단면 압력각은 웜의 축면 압력각과 같고 표준값입니다. 즉, ==m, ==
2. 웜 기어와 웜 사이의 교차각이 일 때, 웜 기어와 웜의 나선 방향이 동일해야 한다는 점도 확인해야 합니다.
IV. 웜 기어 및 웜 메커니즘의 특징: 이들은 높은 전달비를 달성할 수 있으며, 크로스 축 헬리컬 기어 메커니즘보다 더 소형입니다.
두 기어의 맞물리는 톱니면은 일직선으로 접촉하며, 그 하중 지지력은 엇갈린 축 헬리컬 기어 메커니즘보다 훨씬 높습니다.
웜 기어 드라이브는 헬리컬 드라이브와 유사하며, 여러 개의 톱니가 맞물리는 구동 방식으로 부드러운 동력 전달과 매우 낮은 소음을 제공합니다.
이 메커니즘은 자체 잠금 특성을 가지고 있습니다. 웜의 리드 각도가 맞물리는 기어 톱니 사이의 등가 마찰 각도보다 작을 때, 메커니즘은 자체 잠금 특성을 나타내어 역방향 자체 잠금이 가능합니다. 즉, 웜만 웜 휠을 구동할 수 있고, 웜 휠은 웜을 구동할 수 없습니다. 중장비 등에서 자체 잠금 웜 메커니즘의 역방향 자체 잠금 특성은 안전 보호 기능으로 활용될 수 있습니다.
웜 기어는 전달 효율이 낮고 마모가 심합니다. 웜 기어가 맞물릴 때 맞물리는 톱니 사이의 상대적인 미끄러짐 속도가 높아 마찰 손실이 크고 효율이 떨어집니다. 또한, 높은 상대 미끄러짐 속도는 톱니 표면의 마모와 열 발생을 심화시킵니다. 열을 발산하고 마모를 줄이기 위해 마찰 감소 및 내마모성이 우수한 비교적 고가의 재료와 우수한 윤활 장치가 흔히 사용되는데, 이는 비용 증가와 웜에 작용하는 큰 축 방향 힘을 초래합니다.
V. 응용 분야:
웜 기어 메커니즘은 두 개의 교차하는 축 사이에서 운동과 동력을 전달하는 데 일반적으로 사용됩니다. 웜 휠과 웜은 중간 평면에서 기어와 랙에 해당하며, 웜은 모양이 나사와도 유사합니다.