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기계유압식 무단변속기용 기어트레인에 대한 위험속도 해석
The Critical Speed Analysis of Gear Train for Hydro-Mechanical Continuously Variable Transmission 원문보기

드라이브ㆍ컨트롤 = Journal of drive and control, v.14 no.4, 2017년, pp.71 - 78  

배명호 (Dept. of Aviation Maintenance, Changwon Moonsung University) ,  배태열 (Dept. of Mechatronics, Changwon Moonsung University) ,  최성광 (R. & D. Dept., DIC)

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

The power train of hydro-mechanical continuously variable transmission (HMCVT) for 8-ton class forklift includes hydro-static units, hydraulic multi-wet disc brake & clutches and complex helical & planetary gears. The helical & planetary gears are key components of HMCVT's power train wherein streng...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 또한 주요 가진원인 기어류의 맞물린 기어쌍에서 발생하는 치합전달오차4)에 기인한 1차 가진주파수인 치통과주파수를 산출한 뒤 고유진동수와 치통과주파수가 일치할 때 공진현상을 발생시키는 위험속도1),2)를 캠벨선도로 해석한다. 지게차의 실제 작업 시 기계 유압식 무단변속기의 헬리컬 및 유성기어류에 걸리는 실제 작동 회전수 범위와 공진이 발생하는 위험속도를 비교 분석하여 제시된 무단변속기용 기어류의 제원에 대한 위험속도에 의한 공진 회피 여부를 예측한다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
기계 유압식 무단변속기의 특징과 적용 분야는 무엇인가? 유압모터 및 펌프로 구성된 정유압장치(HSU, Hydro-static unit)를 변속기에 포함시켜 차량의 작업 조건에 맞는 최적의 기어비로 연속적으로 변환시켜 우수한 동력성능과 획기적인 연비 향상을 달성할 수 있는 기계 유압식 무단변속기(HMCVT, Hydro-mechanical continuously variable transmission)는 높은 출력과 저속 구간에서 무단변속제어의 효율이 높아 군사용 차량, 산업용 차량, 건설 중장비 및 농업용 트랙터에의 적용이 활발히 진행되고 있다. 지게차용 기계 유압식 무단변속기의 파워 트레인은 각종 헬리컬 기어류 및 2열의 유성기어 세트로 구성되는데 가혹한 작업 조건으로 기어 치 파손현상이 많이 발생한다.
지게차용 기계 유압식 무단변속기의 파워 트레인은 어떻게 구성되는가? 유압모터 및 펌프로 구성된 정유압장치(HSU, Hydro-static unit)를 변속기에 포함시켜 차량의 작업 조건에 맞는 최적의 기어비로 연속적으로 변환시켜 우수한 동력성능과 획기적인 연비 향상을 달성할 수 있는 기계 유압식 무단변속기(HMCVT, Hydro-mechanical continuously variable transmission)는 높은 출력과 저속 구간에서 무단변속제어의 효율이 높아 군사용 차량, 산업용 차량, 건설 중장비 및 농업용 트랙터에의 적용이 활발히 진행되고 있다. 지게차용 기계 유압식 무단변속기의 파워 트레인은 각종 헬리컬 기어류 및 2열의 유성기어 세트로 구성되는데 가혹한 작업 조건으로 기어 치 파손현상이 많이 발생한다. 원인은 기어류의 굽힘 및 면압강도의 부족에 의한 기어 치 손상에 의한 파손과 공진에 의한 파손으로 예상된다.
기계 유압식 무단변속기의 1단 전/후진 최대토크 모드는 어떻게 작동하는가? 5) 기계 유압식 무단변속기의 기어트레인은 정유압장치, 최대 토크 발생을 위한 습식다판식 유압브레이크(B1), 2단 전·후진 작동을 위한 습식다판식 유압 클러치(C1, C2) 및 각종 헬리컬 기어와 1, 2열의 단일 유성기어로 구성된 기어트레인 부품으로 구성되어 있는데, 주요 작동 모드는 1단 전/후진 최대토크 모드, 2단 전/후진 불연속변속 모드, 2단 전/후진 최대효율 모드, 2단 전/후진 최대속도 모드이다. 1단 전/후진 최대토크 모드는 엔진에 의하여 구동되는 정유압장치의 최대압력(420bar)에서 발생하는 최대 토크가 습식다판식 유압브레이크(B1)가 작동하여 링기어가 고정되는 조건으로 1열 유성기어 장치의 캐리어를 통하여 출력되며 전진과 후진은 정 유압장치의 스트로크(Stroke) 변환으로 작동된다. 1단과 2단간의 변속을 위한 2단 불연속변속 모드는 습식다판식 전, 후진 작동을 위한 유압 클러치(C1, C2) 및 역방향 작동 정유압장치와 1, 2열 유성기어장치를 통한 동력순환으로 1열 유성기어장치의 캐리어를 통하여 출력된다.
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참고문헌 (7)

  1. M. H. Bae, H. W. Lee and N. G. Park, "An Investigation on Vibration Characteristics of Vehicle Transmission", Transactions of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering, Vol. 10 No. 1, pp. 107-116, 2000. 

  2. A. Kahraman, H. N. Ozguven, D. R. Houser, and J. J. Zakrajsek, "Dynamic Analysis of Geared Rotors by Finite Elements", Journal of Mechanical Design, Transactions of the American Society of Mechanical Engineers, Vol. 114, pp. 507-514, 1992. 

  3. S. V. Neriya, R. B. Bhat and T. S. Sankar, "On the Dynamic Response of a Helical Geared System Subjected to a Static Transmission Error in the Form of Deterministic and Filtered White Noise Input", ASME Journal of Vibration, Acoustics, Stress, and Reliability in Design, Vol. 110, pp. 501-506, 1988. 

  4. M. H. Bae, and N. G. Park, "A Study on Vibration Characteristics by Gear Transmission Error of Vehicle Transmission", Transactions of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering, Vol. 11. No. 8, pp. 364-373, 2001. 

  5. M. H. Bae, T. Y. Bae and S. K, Choi, "The Strength Analysis of Gears on Hydro-Mechanical Continuously Variable Transmission for Forklift", Journal of Drive and Control, Vol. 12, No. 4, pp. 45-51, 2016. 

  6. A. Kahraman, "Dynamic Analysis of a Multi-Mesh Helical Gear Train", Journal of Mechanical Design, Transaction of the ASME, Vol. 116, pp. 706-712, 1994. 

  7. S. H. Joo, O. H. Roh, D. H. Chung, M. H. Bae, and N. G. Park, "Modeling of Transmission Error of A Gear Pair with Modified Teeth", Transactions of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering, Vol. 8, No. 5, pp. 841-848, 1998. 

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