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고 감속 차동 복합 유성기어 감속 시스템의 구조 안전성 분석
강범준(Beom-jun Kang),유영락(Young-Rak Yoo),박규태(Kyu-Tae Park),김재범(Jae-Beom Kim),정동헌(Dong-Heon Jeong),신슬기(Sul-Gi Shin),이지환(Ji-Hwan Lee) 대한기계학회 2021 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.2021 No.4
해상 물류 시스템 장비, 대형 산업 장비 및 건설 중장비의 높은 초기 기동 토크에 대응하기 위해 유압식 감속 시스템 모듈이 적용되고 있다. 감속 시스템의 구조는 회전력을 발생하는 유압 모터와 회전하는 구동 축을 감속하는 유압 브레이크, 그리고 회전력을 일정한 비율로 감속하고 동력을 전달하는 유성기어 감속기로 구성된다. 본 연구에서는 기존의 다단 유성기어 감속 방식에서 10%이상의 부품 수 감소와 5% 이상의 소형화 및 경량화가 가능한 차동 복합 유성 감속기를 제시하고 있으며 설계 조건으로 DNV Standard 2.22 규격을 적용하였다. 감속 시스템 기어 류에 대해 Lewis 와 Hertz 이론 기반의 굽힘 응력과 면압 응력을 산출하였고 상용 FEM 구조 해석 프로그램을 통해 구조적 안전성을 분석하였다. In order to cope with the high initial starting torque of marine logistics system equipment, large industrial equipment, and heavy construction equipment, hydraulic reduction system modules are being applied. The structure of the reduction system is composed of a hydraulic motor that generates rotational force, a hydraulic brake that decelerates the rotating drive shaft, and a planetary gear reducer that decelerates the rotational force at a constant rate and transmits power. In this study, a differential compound planetary reducer capable of reducing the number of parts by more than 10%, miniaturization and weight reduction by more than 5% in the conventional multi-stage planetary gear reduction method is proposed, and DNV Standard 2.22 standard is applied as a design condition. Bending stress and surface contact stress based on Lewis and Hertz theory were calculated for gears in the reduction system, and structural safety was analyzed through a commercial FEM structural analysis program.