기어 웹 강성에 대한 강체 기반의 등가 동역학 모델 개발

Abstract

A gear is an important element that transmits power in a mechanical system, and the vibration characteristics are different depending on the shape of the gear teeth and the shape of the web. Among them, the shape of the web is mainly used to reduce the thickness or to make a hole for reasons such as cost reduction, and many experiments and analysis are in progress to analyze the vibration characteristics according to the shape. When analyzing the vibration characteristics of gears using multi-body dynamics, it is sensitive to even small deformations, so it is necessary to model using a flexible body that can sufficiently consider deformation. Accordingly, there is a problem that it takes a long time because many degrees of freedom must be analyzed during the analysis. In this paper, in order to shorten the analysis time, a rigid body-based equivalent stiffness model that can consider the stiffness according to the shape of the web was developed using DAFUL, a commercial dynamics analysis program. In order to compare the vibration characteristics according to various web shapes, the transmission error of the rigid body-based equivalent stiffness model and the existing flexible body model was compared.|기어는 기계 시스템에서 동력을 전달하는 중요한 요소로 기어 치의 형상과 웹(Web)의 형상에 따라 진동 특성이 다르다. 이 중 웹의 형상은 원가절감 등의 이유로 두께를 줄이거나 구멍을 낸 형상이 주로 이용되고 있고 이러한 형상에 따른 진동 특성을 분석하기 위하여 많은 실험과 해석이 진행되고 있다. 기어의 진동 특성을 다 물체 동역학을 이용하여 해석 시, 작은 변형에도 민감하기 때문에 변형을 충분히 고려할 수 있는 유연체를 이용하여 모델링을 해야 한다. 이에 따라 해석 시 많은 자유도를 해석해야 하므로 시간이 오래 걸리는 문제가 있다. 본 논문에서는 해석 시간을 단축시키기 위하여 웹의 형상에 따른 강성을 고려할 수 있는 강체 기반의 등가 강성모델을 상용 동역학 해석 프로그램인 DAFUL을 사용하여 개발하였다. 다양한 웹의 형상에 따른 진동 특성을 비교하기 위하여 강체 기반의 등가 강성모델과 기존 유연체 모델의 전달오차를 비교하였다.