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5MW 풍력용 피치드라이브의 유성기어 Micro-geometry 최적화에 관한 연구
A Study on Tooth Micro-geometry Optimization of Planetary Gear for 5MW Wind Turbine Pitch Drive 원문보기

한국기계가공학회지 = Journal of the Korean Society of Manufacturing Process Engineers, v.13 no.1, 2014년, pp.85 - 91  

이인범 (경상대학교 기계항공학부) ,  김동영 (경상대학교 기계항공학부) ,  허철수 (경상대학교 기계항공학부) ,  이도영 (경상대학교 기계항공학부) ,  류성기 (경상대학교 기계항공학부)

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

The rotation of a spindle unit must be accurate for high-quality machining and to improve the quality of the machine tools. Therefore, the proper measurement of the rotation accuracy and ensuring a proper analysis are very important. Separate processes are necessary because spindle errors and roundn...

주제어

#유성기어   #전달 오차   #하중 분포   #풍력   #치형 수정  

AI 본문요약
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* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

  • 앞의 하중분포결과를 보면 모든 기어의 하중분포가 기어이의 한쪽으로 편중되어 있는 것을 볼 수 있는데, 이러한 경우 기어의 파손이 일어날 확률이 높다. 따라서 치형수정을 통해 기어의 하중분포를 최적화 하고 전달오차를 최소화 하는 연구를 수행 하였다. 치형수정은 Romaxdesigner를 통해서 기어의 Profile과 Lead를 수정하고 시뮬레이션을 반복적으로 수행하여 최적의 기어의 수정값을 찾아내었다.
  • 본 연구에서는 5 MW 풍력용 피치 드라이브의 최적설계를 위해서 피치 드라이브의 모델링과 시뮬레이션을 수행하였다. 시뮬레이션을 통해서 치형의 프로파일과 리드의 수정을 고찰함으로써 다음과 같은 결론을 얻었다.
  • 본 연구에서는 5 MW 해상풍력용 피치드라이브 모델의 기어를 시뮬레이션을 통해 치형수정을 반복적으로 수행하여 하중분포를 최적화하고 전달오차를 최소화하는 Micro-geometry를 찾아내어 실제 피치 드라이브를 제작할 때 생기는 시행착오를 최대한 줄일 수 있는 피치드라이브의 유성기어 설계를 목적으로 한다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
피치드라이브는 무엇인가? 본 연구의 모델은 5 MW 해상풍력용 피치드라이브이다. 피치드라이브는 풍력발전기 블레이드의 각도를 조절하는데 사용되며, 바람과의 받음각을 조절하여 효율을 높이거나 과도하게 강한 바람이 불 경우 받음각을 최소화 시켜 풍력발전기의 파손을 방지하는 부품이다. 해상이라는 작동조건에 따라 부식 등의 악조건과 지형에 따른 유지·보수의 어려움이 많기 때문에 파손 등의 작동을 멈출 수 있는 요인을 줄여야 한다.
전달오차는 무엇인가? 전달오차란 기어의 실제 회전각도와 이상적인 회전각도의 편차이다.[6] 즉, Fig.
해상이라는 작동조건에 따라 피치드라이브에 파손 등의 작동을 멈출 수 있는 요인을 줄여야 하는 이유는 무엇인가? 피치드라이브는 풍력발전기 블레이드의 각도를 조절하는데 사용되며, 바람과의 받음각을 조절하여 효율을 높이거나 과도하게 강한 바람이 불 경우 받음각을 최소화 시켜 풍력발전기의 파손을 방지하는 부품이다. 해상이라는 작동조건에 따라 부식 등의 악조건과 지형에 따른 유지·보수의 어려움이 많기 때문에 파손 등의 작동을 멈출 수 있는 요인을 줄여야 한다.
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참고문헌 (8)

  1. Houser, D. R., Gear Noise Sources and Their Prediction Using Mathematical Model, Gear Design, pp. 213-222, 1990. 

  2. Mark, W. D., Analysis of the vibratory excitation of gear systems, II: tooth error representations, approximations, and application, The Journal of the Acoustical Society of America, Vol. 66, Issue 6, pp. 1758-1787, 1979. 

    상세보기 crossref

  3. Munro, R. G., Yildirim, N., hall, D. M., Optimum Profile Relief and Transmission Error in Spur Gears, Proceedings of Institution of Mechanical Engineers, Vol. 404, No. 13, pp. 35-42, 1990. 

  4. S.H. Oh, S.W. Oh, J.H. Kang, I.B. Lee, S.K. Lyu, A Study on Modeling and Optimization of Tooth Micro-geometry for a Helical Gear Pair, IJPEM, Vol. 14, No. 3, pp. 423-427, 2013. 

  5. S.W Oh, Q. Zhang, I.B. Lee, S.K Lyu, Tooth Modification for Spur Gear for Articulated Hauler's Final Drive, Journal of the Korean Society of Manufacturing Process Engineers, Vol. 11, No. 5, pp. 42-47, 2012. 

    상세보기

  6. Smith, J. D., Gears and Their Vibration, Marcel Dekker Inc., 1983. 

  7. Houser, D. R. and Singh, R., Gear Noise Basic Short Course, Gearlab-The Ohio State University, pp. 2-42, 2003. 

  8. Houser, D. R. and Harianto, J. H., The Effect of Micro-Geometry and Load on Helical Gear Noise Excitations, SAE 2005 Noise and Vibration Conference and Exhibition, No. 2005-01-2295, pp. 1-12, 2005. 

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