초록 ▼

고속 고부하에 많이 사용되는 축, 베어링이 있는 치차장치에 있어서 운전시의 진동 소음은 심각한 문제로 대두되고 있다. 치차장치의 진동 소음의 저감에대한 연구로서, 1단 평치차계의 진동문제와 그 계의 동적거동을 다루는 연구는 많이 진행되고 있으나, 일반적으로 1단 평치차장치보다는 다단평치차장치가 많이 사용된다. 다단평치차장치에서는 기진력을 발생시키는 요인이 상당히 많으므로 이러한 계의 진동을 해석하는 것은 그리 용이하지 않다.본 연구에서는 물림주기를 갖는 2단평치차장치의 굽힘과 비틀림의 연성진동을 해석하였다. 본 연구에서는

고속 고부하에 많이 사용되는 축, 베어링이 있는 치차장치에 있어서 운전시의 진동 소음은 심각한 문제로 대두되고 있다. 치차장치의 진동 소음의 저감에대한 연구로서, 1단 평치차계의 진동문제와 그 계의 동적거동을 다루는 연구는 많이 진행되고 있으나, 일반적으로 1단 평치차장치보다는 다단평치차장치가 많이 사용된다. 다단평치차장치에서는 기진력을 발생시키는 요인이 상당히 많으므로 이러한 계의 진동을 해석하는 것은 그리 용이하지 않다.본 연구에서는 물림주기를 갖는 2단평치차장치의 굽힘과 비틀림의 연성진동을 해석하였다. 본 연구에서는 진동계의 진동해석방법중 전달매트릭스법을 사용하여 고유치 해석 및강제진동해석을 수행하였다.우선, 치차축계의 진동해석을 하기위해서 치차쌍의 물림해석을 통하여 치차의 진동거동을살펴보았다. 가공오차, 치형수정, 치의 변형을 고려하여 해석적으로 치차쌍의 물림주기 동안의 치의 강성의 형태와 치면상의 하중분포를 구하기 위하여 치차쌍의 물림해석을 하였다.치의 스프링강성은 치면의 오차가 적은 경우에는 오차가 없을 때의 스프링강성과 거의 차이가 없지만 치의 접촉이 치면 전체에 걸쳐서 이루어지지 않게 되면 급격히 떨어지는 것을 알았다. 그리고, 이 물림해석을 통하여 치차의 진동을 야기시키는 전달오차와 진동기진력의관계를 명확히 하고 치차쌍의 진동레벨을 평가할 수 있는 방법을 제시하였다. 또한, 치차쌍의 물림해석을 통하여 구한 치의 스프링강성을 이용하여 오차가 있는 치차로 연결된 탄성축을 가지는 치차계의 고유치 해석을 진행하였다. 그 결과, 오차로 인하여 스프링강성이 줄어들었기 때문에 고유치도 약간의 감소를 보이는 것을 알았다. 본 연구는 산업계에 널리 이용되고 있는 치차의 진동거동과 2단평치차계의 진동거동을 명확하게 함으로써 그 결과는 앞으로의 저진동 저소음 다단치차장치의 설계에 유용할 것이다.

Abstract ▼

Noise and vibration are serious problems in the operation of thegeared systems with shafts and bearings which are commonly used at high speed andhigh load. As the study on the reduction of vibration of geared systems, there aremany studies dealing with the vibration of single-stage spur

Noise and vibration are serious problems in the operation of thegeared systems with shafts and bearings which are commonly used at high speed andhigh load. As the study on the reduction of vibration of geared systems, there aremany studies dealing with the vibration of single-stage spur gear system and itsdynamic behavior. But in general, a multi-stage spur gear system is used morecommonly than a single-stage spur gear system. A multi-stage spur gear system hasmany sources of exciting force and an analysis on its vibration is very difficult.This study deals with the coupled lateral torsional vibration of a two-stage spurgear system. Among many general analytical method of vibration system, a transfermatrix method is used in this study. First, for vibration analysis of a geared-shaftsystem, the vibration behavior of gear is analyzed by the contact analysis of gear teeth.Tooth stiffness in meshing period and load distribution on tooth flank are obtained bytooth contact analysis considering manufacturing errors, profile modifications, toothdeformation. Tooth stiffness of gear with small errors is nearly the same with that ofgear with error free, but if tooth contact is not found through the every tooth flank ithas been greatly down. Also, it is clarified that the relation of vibrational exciting forceand transmission error causing vibration of gear. An evaluating method is proposed forthe vibration level of a pair of gears. Finally for the geared system which is composedof the gears with tooth error and elastic shaft, an analysis of natural values has been.Because tooth stiffness is reduced for the gear tooth errors, natural values are down asmall amount.As this study clarifies the gear vibration and the vibratory behavior of a two-stagespur gear system which is often used in industrial fields, this results are available indesigning of a multi-stage spur gear system with low vibration level and low noiselevel.

목차 Contents

• 1. 서론...7
• 2. 전달매트릭스의 개념...7
• 3. 치차계의 진동모델...17
• 4. 해석결과 및 검토...29
• 5. 결론...35
• 참고문헌...36
• 연구수행관련 논문발표목록서...38
• 자체평가서...39