유성기어 감속기의 기어 치형 최적화에 관한 연구

국문 초록 (Abstract)

기계시스템의 구성요소 중 감속기는 동력전달과 동력전환을 하는 요소로 모든 산업부문에 걸쳐 널리 사용되고 있다. 최근 산업시장을 변화시키는 주요 원인으로 환경 규제 강화 및 변화가 부각되고 있다. 특히 강화되는 환경 규제 및 에너지 문제는 동력전달장치 계통에 대한 효율 증대와 경량화 등을 요구하고 있다. 1 열의 구조로 높은 감속비와 좁은 공간에서 사용 및 설치가 가능한 장점을 가진 기어 감속기 시스템은 동력전달을 필요로 하는 모든 분야에서 널리 사용되고 있는 기술로, 콤팩트한 구조설계가 가능하다. 산업시장에서의 주요 변화에 따른 요구에 대응하기 위하여 콤팩트하고 고효율적인 기어에 대한 연구가 필수적이다. 유성기어 장치의 기본 구성요소는 태양기어, 유성기어, 캐리어, 링기어이며 입력축과 출력축을 어느 요소가 담당하느냐에 따라 여러 형식이 있다. 단순유성기어장치(Simple Planetary Gear)에서 각각의 구성요소 고정 및 회전 방식에 따라 Planetary, Solar, Star 의 세 타입이 존재하며 본 연구에서는 Planeatary Type 을 기본으로 하였다. 기어의 치형를 최적화하기 위한 방법으로 Macro Geometry 와 Micro Geometry 가 있다. Micro Geometry 는 기어 치면의 윤곽을 미세하게 가공할 수 있으므로 기어 치형의 최적화 하기 위한 방법으로 적절하다. Micro Geometry 의 치형 수정에는 Transmission Error (전달오차)를 줄일 수 있는 전달오차식에 의해 계산되어진다. 기어 제조에 의한 오차 및 동하중에 의한 오차로 인해 기어의 물림에서 발생하는 입력기어와 출력기어 사이의 속도 차이로 정의되는 전달오차는 전달오차식에 의해 최댓값과 최솟값의 크기보다는 두 값의 차이가 실제 기어 물림상에 내부 가진을 일으킨다는 것을 확인하였다.