スターターの重要な構成では、減速機構は重要な役割を果たしており、その性能の優劣はスターターが効率的に動作できるかどうかに直接関係している。遊星歯車減速機構と外接噛合歯車減速機構は2つの一般的なタイプとして、それぞれ長所がある。本文はそれらの長所と短所を深く比較し、スタータの電力、トルク需要と設置空間などの重要な要素を結合し、合理的な減速機構の選択と設計戦略を検討する。
遊星歯車減速機構
構造原理
遊星歯車減速機構は主に太陽歯車、遊星歯車、キャリア、リングギヤから構成されている。太陽歯車は中心に位置し、複数の遊星歯車がその周りを公転するとともに、遊星歯車自体も自転しており、遊星歯車をキャリアが支持し、歯車は遊星歯車と噛合している。動力は太陽輪から入力され、惑星輪を介して伝達され、最終的にはキャリアまたはリングギヤから出力される。この独特な構造は、複数の遊星ホイールに負荷を共通に担持させ、動力の均一な分配を実現する。
利点
伝動効率が高い：遊星歯車間の噛合方式は科学的で、摺動摩擦が少なく、エネルギー損失が低く、伝動効率は通常90%-95%に達することができ、エネルギー利用上の優位性が明らかである。
構造がコンパクト：複数の遊星ホイールが均一に分布し、空間を有効に利用し、小さい体積内で大きな伝動比を実現し、設置空間に制限のあるスターターに適している。
荷重能力が強い：複数の遊星歯車が共に荷重を分担し、各遊星歯車の荷重が小さいため、遊星歯車減速機構は大きなトルクに耐えられ、大電力スタータに適している。
欠点
製造技術が複雑：遊星歯車減速機構の部品が多く、精度要求が高く、製造と組み立てが難しく、生産コストが上昇した。
修理の難易度は比較的に高い：内部構造が複雑で、故障が発生すると、修理員は問題の調査と修復の難易度が高く、修理時間とコストが増加する。
アウタ噛合歯車減速機構
構造原理
外歯噛合歯車減速機構はドライブ歯車と従動歯車からなり、両歯車の直接噛合により減速を実現する。ドライブギヤは入力軸に接続され、ドライブギヤは出力軸に接続され、動力はドライブギヤからドライブギヤに伝達され、両ギヤの歯数が異なるため、回転数の低下とトルクの増大を実現する。
利点
構造が簡単：2つの相互に噛み合う歯車だけがあり、構造がはっきりしており、製造と組み立てプロセスが比較的容易で、コストが低い。
修理の便利さ：構造が簡単なため、故障点が探しやすく、修理操作が比較的簡単で、有効に修理コストと時間を下げることができる。
欠点
伝動効率は相対的に低い：外噛合歯車は噛合過程中、歯面間の摺動摩擦が大きく、エネルギー損失が多く、伝動効率は一般的に80%-85%前後である。
占有空間が大きい：大きな伝動比を達成するためには、歯車のサイズを大きくする必要があり、これにより、外噛合歯車減速機構は大きな設置空間を占有し、空間が制限されたスタータには適用されない。
荷重能力は限られている：一対の歯車だけが噛合して動力を伝達し、単一の歯車が受ける荷重は大きく、大電力スタータへの応用を制限している。
減速機構の選択と設計戦略
電力要件に応じた選択
小型自動車やオートバイのスターターなどの小出力スターターに対して、外歯歯車減速機構はその構造が簡単でコストが低い特徴のため、基本的な需要を満たすことができる。大出力スターターは、大型トラックや建設機械のスターターのように、大きなトルクを伝達する必要があり、遊星歯車減速機構の高負荷能力と高効率がより適切である。
トルク要求に応じた設計
スタータが大きなトルクを出力する必要がある場合、遊星歯車減速機構はより良い選択である。遊星ホイールの数、太陽ホイールとリングギヤの歯数比を調整することでトルク出力を最適化することができる。トルク要求が高くないスタータに対して、外歯歯車減速機構は歯車モジュール、歯数を合理的に設計することによってトルク要求を満たすことができる。
設置空間の設計と組み合わせる
スターターの設置スペースが限られていると、遊星歯車減速機構のコンパクト構造の優位性が際立ち、内部レイアウトを最適化することでさらに体積を減らすことができる。取り付けスペースに余裕がある場合には、外歯歯車減速機構は減速要求を満たすと同時に、歯車サイズを適切に増大させ、信頼性を高めることができる。
遊星歯車減速機構と外噛合歯車減速機構はそれぞれ長短がある。スタータ減速機構の選択と設計において、電力、トルク需要と設置空間などの要素を総合的に考慮し、メリットとデメリットを考慮し、最適な減速機構を選択し、スタータの効率的、信頼性のある運行を確保し、設備の安定した起動に有力な保障を提供する必要がある。
