초록
기어소음의 근본적인 원인은 전달오차로 인해 발생하게 된다. 전달오차는 기어가 맞물릴 때 발생하는데 크게 정적전달오차와 동적전달오차가 있다. 이러한 오차들은 기어 이빨의 처짐 또는 치면 마찰에 의해 발생하고 이 요인들이 원인이 되어 기어 시스템에 진동이 발생하게 된다. 그리고 이 진동이 기어의 축으로 이동하게 되어 축을 떠받치고 있는 베어링에 전달되고 베어링에 전달된 가진은 최종적으로 기어의 케이싱으로 이동하게 되어 소음을 방출하게 된다. 본 논문에서는 이러한 전달오차에 의해 발생하는 최대 굽힘응력을 가지는 롤각을 찾기 위한 응력해석을 수행되었다. 본 논문에서는 이론적 바탕으로 설계되어 인볼류트 곡선을 가진 기어와 수정된 치형을 가진 기어의 전달오차에 대한 해석을 진행하였다. 또한, 급작스러운 작동이나 큰 백래쉬로 인해 발생하는 충격강도에 대한 영향을 알아보기 위해 유한요소해석을 통해 각각 정적 최대굽힘응력과 동적 최대굽힘응력의 결과를 이용하여 충격인자 값을 예측해 보았다.
The fundamental reason for gear noise is transmission error. Transmission error occurs because of STE (static transmission error) and DTE (dynamic transmission error), while a pair of gears is meshing. These errors are generated by the deflection of the teeth and the friction on the surface of the teeth. In addition, the vibration generated by transmission error leads to excited bearings. The bearings support the shafts, and the noise is radiated after exciting the gear casing. The analysis of the contact stress in helical gear tooth flanks indicates that it is due to impact loading, such as the sudden engagement and disengagement of a gear. Stress analysis is performed for different roll positions, in order to determine the most critical roll angle. Dynamic analysis is performed on this critical roll position, in order to evaluate variation in stresses and tooth contact force, with respect to time. In this study, transmission error analysis was implemented on a spur and helical gear with involute geometry and a modified geometry profile. In addition, in order to evaluate the intensity of impact due to sudden engagement and significant backlash, the impact factor was calculated using the finite element analysis results of static and dynamic maximum bending stresses.
