• 제목/요약/키워드: 기어비

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토크 변동에 의한 백래시를 가진 헬리컬 기어의 비선형 동적 해석 (Nonlinear Dynamic Analysis of Helical Gears with Backlash by Torque Fluctuation)

  • 박찬일
    • 한국소음진동공학회논문집
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    • 제20권7호
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    • pp.677-684
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    • 2010
  • Backlashes of gears provide gears for good lubrication and for removal of the interference between teeth by the wear and manufacturing errors. The backlash is the strong nonlinear factor to gears. This study deals with nonlinear modeling of helical gears with backlash. Excitation of helical gears comes from torque variation, the tooth surface error, and the periodical change of mesh stiffness. To study the effect of torque fluctuation, equation of motion for the single degree of freedom torsional model of helical gears with the periodical change of mesh stiffness and the backlash was derived. The Newmark beta method and the Newton-Raphson method were used to obtain the nonlinear behaviors of mesh forces of helical gears. All excitation frequencies initially caused the tooth separation and single-sided impacts of the gear pair and eventually led to the normal tooth contact. However, some special excitation frequencies caused the single-sided impacts in the entire time as well as the initial time. Damping increase reduced the duration of single-sided impacts, and the backlash increase caused those in the entire time domain.

영구자석 커플링의 비틀림 강성에 의한 토크 특성 (Torsional Stiffness Effect of Applied Magnetic Coupling Systems)

  • 신현재;최장영
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2015년도 제46회 하계학술대회
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    • pp.746-747
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    • 2015
  • 전동기와 부하시스템은 직결, 혹은 커플링을 통하여 연결이 된다. 이때의 동력을 전달하는 커플링, 기어, 벨트 등의 특성에 따라 전달되는 토크의 특성이 달라진다. 본 논문에서는 동력 축과 부하 축을 기구적으로 분리가 가능한 영구자석 커플링을 적용한 구동 전동기-부하시스템에 축계 시스템 해석을 위하여 유한요소 해석을 통하여 비틀림 각도 변화에 따른 전달 토크를 얻고, 이를 활용하여 기구 해석 모델에 적용해 보고, 전동기-부하 시스템의 토크 변동 가능성에 대해 알아본다.

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전기자동차 레인지익스텐더를 위한 초소형 가스터빈 파워팩의 전기 부하 및 동력전달 기어비에 따른 성능 실험 (Measurement of Micro Gas Turbine Power Pack Performance for Electric Vehicle Range Extenders Under Various Electrical Loads and Gear Ratios)

  • 심규호;박지수
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제39권4호
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    • pp.371-378
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    • 2015
  • 전기자동차 레인지 익스텐더는 소형 엔진으로 구동되는 발전기 시스템(초소형 파워팩)으로서 자동차 운행 중 지속 충전을 통하여 운전 거리 및 시간을 연장한다. 기존 가솔린 엔진 파워팩은 복잡한 구조와 낮은 에너지 밀도로 인하여 고출력 소형 시스템 구현에 한계가 있다. 반면, 가스터빈 파워팩은 출력밀도가 매우 높고 고속화를 통해 시스템의 소형화가 가능하다. 본 연구에서는 전기자동차 레인지 익스텐더로 활용하기 위하여 초소형 가스터빈, 자동차용 알터네이터, 배터리를 사용한 초소형 가스터빈 파워팩 실험장치를 개발하고, 무부하 및 부하 조건에서 동력전달 기어비 및 알터네이터 전기부하에 따른 운전 특성 및 발전 성능을 측정하였다. 실험 결과, 부하 변화에 따른 발전 성능의 변화는 없었으며, 코어터빈 속도가 150 krpm 일 때 최대 전기적 출력은 0.8 kW 로 측정되었다. 또한, 동력축의 3:1 감속을 통해 전기적 출력은 1.5 kW 로 88% 증가하였다. 따라서, 본 연구의 초소형 가스터빈 파워팩은 배터리 부하변동에 대해 안정적인 전력생산이 가능하며, 전기자동차용 레인지 익스텐더로 적용가능함을 확인하였다.

홀 이펙트 센서를 이용한 유성기어 감속기모터의 동력 모니터링 시스템 개발 (Development of the Power Monitoring System for the Planetary Geared Motor using Hall Effect Sensor)

  • 장인훈;심귀보;오세훈
    • 한국지능시스템학회논문지
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    • 제14권7호
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    • pp.914-919
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    • 2004
  • 모터가 회전할 때 감속기에 연결되어 있는 구동부의 부하나 구동부의 상태변화에 따라 모터의 토크, 회전수 등이 함께 변한다. 역으로 모터의 토크, 회전수 등을 측정하면 부하의 변동이나 구동부의 상태를 감시 할 수 있다. 이를 위해 스트레인게이지와 브릿지회로를 이용한 토크측정방법이 가장 일반적인데 이것은 접촉식 방법이어서 회전 속도와 사용시간에 따른 수명을 가진다. 그래서 이 방법을 이용한 시스템은 부품의 일부 또는 전체를 교체하는 유지보수론 필요로 하게 된다. 그리고 이러한 장비는 크기가 크고 고가이며 계측기를 연결하고 측정하는 과정이 매우 번거롭다. 본 논문에서 우리는 홀 이펙터 센서를 이용하여 토크와 회전수를 측정하는 비 접촉식 방법을 제안하고자 한다. 이를 위해서 홀 센서를 유성기어에 부착하고 이를 이용한 기어드 모터와 모니터링 시스템을 제작하였다. 모니터링 시스템은 측정 데이터(토크, 회전수)와 연산되어진 데이터(전달 동력)를 화면표시하며 블루투스 통신 프로토콜을 이용한 네트워킹 기능을 가진다. 제안된 방법은 기존방법에 비해 매우 저렴한 방법이고 토크와 회전수를 측정하는 매우 간단한 방법이다.

중형저상버스 병렬형 하이브리드화를 위한 동력전달계 용량매칭 (Components sizing of powertrain for a Parallel Hybridization of the Mid-size Low-Floor Buses)

  • 김기수;박영일;노윤식;정재욱
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제17권8호
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    • pp.582-594
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    • 2016
  • 그 동안 하이브리드 버스에 대한 연구로 플러그인 하이브리드, 직렬형, 병렬형 하이브리드 등에 대한 연구가 많이 진행되어져 왔다. 하지만 연구가 진행된 대부분의 차량들은 대형 버스이며 현재 국내에는 중형저상버스에 대한 연구는 전무한 실정이다. 또한 중형저상버스의 하이브리드화에 대한 연구 역시 미미한 실정이다. 본 논문은 MATLAB을 이용한 시뮬레이션을 통해 디젤 중형저상버스의 연비 평가를 수행하였으며, 이를 하이브리드화하였을 경우에 대한 최적의 용량 조합과 기어비를 제시하고 내연기관 시뮬레이션 연비 결과와 비교 분석하였다. 하이브리드화를 위한 구조로 전륜과 후륜이 독립적으로 동력을 전달하는 병렬형 하이브리드 시스템을 선택하였다. 동력원 용량 설계를 위해 목표 성능을 만족하는 요구파워를 계산하여 적용 가능한 동력원 용량 영역을 설계하였다. 설계 영역을 만족하는 각 단품들의 용량은 스케일링하여 구성하였으며, 엔진과 모터에 대한 동력 전달계의 용량 설계 알고리즘을 제시하고 동적 계획법을 이용하여 최적화를 수행하였다. 최종적으로 본 연구를 통해 내연기관 차량인 중형저상버스를 하이브리드화하였을 경우에 대한 연비 향상률과 최적의 동력원 용량, 기어비를 제시하였다.

항암약물요법후 골수억제가 수반된 진행암환자에서 rhGM-CSF의 제2상 임상연구: rhGM-CSF의 용량에 대한 효과비교

  • 라선영;이경희;정현철;이혜란;유내춘;김주항;노재경;한지숙;김병수
    • 한국응용약물학회:학술대회논문집
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    • 한국응용약물학회 1994년도 춘계학술대회 and 제3회 신약개발 연구발표회
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    • pp.313-313
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    • 1994
  • 대상환자는 40예중 37예에서 평가가 가능하였고 남녀비는 11:26. 중앙연령 42세 이었으며 대상질환은 위선암 12에, 유방암 10예. 골옥종 5예등 이었다. rhGM-CSF에 의한 부작용은 150.250 $\mu\textrm{g}$/$m^2$/d 용량군에서는 Grade I-II의 전신쇠약감, 근육통.심계항진등이 관찰되었으나 특별한 조치없이 회복되었다. 350$\mu\textrm{g}$/$m^2$/d 용량군에서는 8예에서 WHO grade II-III의 전신쇠약, 전신열감, 흉부압박감, 호흡곤란 등을 호소하였고 1예에서 투여 1일러 WHO gradeIII의 피부반응이 나타났으며, 이 중 2예에서는 rhGM-CSF를 250 $\mu\textrm{g}$/$m^2$/d로 감량투여후 상시 증상이 소실되었다. rhGM-CSF 투여전의 대조기와 투여기의 혈액학적 소견 비교시. 평균 중성구 최저치는 세 용량군에서 모두 관찰기에 비해 시험기어서 증가하였고. 평균 총 백혈군 최저치는 150.350 $\mu\textrm{g}$/$m^2$/d 용량군은 차이가 있었고 250 $\mu\textrm{g}$/$m^2$/d 용량군은 차이가 있었으나 통계적 유의성은 없었다. 비혈구치가 최저치에서 4.000/㎣ 이상으로 회복되는 평균일수와 호중구치가 최저치에서 2.000/㎣ 이상으로 회복되는 평균일수는 세 용량군 모두에서 관찰기어 비해 시험기에서 증가하였다. 고용량 항암약물요법후 중성구 감소에 의한 발열은 rhGM-CSF 비투여기에서 18예. rhGM-CSF 투여기에서 8예 관찰되었다고 발열기간은 각각 5-7일. 2-3일 이었다. 임상 양상은 세 용량군 간 차이가 없었으나, 시험기에서 발열의 발현율이 낮았으며, 발열일 수와 항생제 사용일 수가 짧았다. 결론: 골수억제 조절 효과는 용량에 따른 혈액소견에 미치는 영향, 부작용, 감염의 빈도, 감염발생에 따른 항생제 사용기간 등을 고려하여 그 임상 유효성 평가시, 제 3상 시험에 사용할 권장량 (recommended dose) 은 250 ug/$m^2$/d $\times$ 10d 으로 관찰되었다.

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초소형 날갯짓 비행체의 최적 날갯짓 속도 분포 연구 (Velocity Profile Optimization of Flapping Wing Micro Air Vehicle)

  • 조선규;이준희;김종암
    • 한국항공우주학회지
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    • 제48권11호
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    • pp.837-847
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    • 2020
  • 본 논문에서는 20g급 날갯짓 초소형 비행체의 정지 비행 시의 날갯짓 효율을 증가시키기 위한 날갯짓 속도 분포 최적화를 진행하였다. 비원형 기어를 이용하여 다양한 날갯짓 속도 분포를 나타내는 메커니즘을 설계하였으며, 실증 기체를 이용하여 실험적으로 날갯짓 속도 분포 최적화를 진행하였다. 최적화 모델은 노이즈를 포함한 Kriging을 사용하였으며 불확실성에 의한 오차를 반영하였다. 날갯짓 속도 분포를 네 개의 파라미터로 나타내어 각 파라미터에 대한 최적화를 진행하였고. 최적화 결과 추력-파워비가 11.3% 증가하였다. 추력-파워비가 증가한 이유에 대해 탄성력에 의해 이전 스트로크에서의 각운동에너지가 일부 보존되어 다음 스트로크에서 사용되어 효율이 높아진 것으로 분석하였다.

소형 전기자동차용 감속기 설계 (Design of a Reducer Gear for Small Electric Vehicles)

  • 이재구;김성훈;한성길;신유인;송철기
    • 한국기계가공학회지
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    • 제19권9호
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    • pp.116-121
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    • 2020
  • In recent times, fuel economy enhancement and environmental regulation compliance have become the main topics of interest in the automobile industry. Electric vehicles are desirable alternatives to the existing cars that employ internal combustion engines. Specifically, electric vehicles are equipped with inverters, motors, and a gearbox instead of engines and transmission mechanisms. The gearbox is a key component, used to transmit power from the electric motor to the wheel. Therefore, the design of the gearbox is critical. However, most engineers design gears based only on their experience because no standards pertaining to the design factor exist, other than those for the gear ratios. To overcome this problem, the structural stabilities must be examined considering the design factors of the gears. In this study, we considered the module and number of teeth as the main factors. The constraints corresponded to the final gear ratio and fixed distance between each axle of the shafts. Moreover, a structural analysis was conducted, and the variation trend of the maximum equivalent stress against changes in the gear module and number of teeth was examined. By performing such an analysis, the structural stability in the design of a gear system could be effectively investigated.

마찰을 고려한 노즈 랜딩기어의 비선형 쉬미 해석 (Non-linear Shimmy Analysis of a Nose Landing Gear with Friction)

  • 이미선;배재성;황재혁
    • 한국항공우주학회지
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    • 제39권7호
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    • pp.605-611
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    • 2011
  • 쉬미는 항공기의 이착륙 시 랜딩기어가 주행도중 측방향 및 조향방향의 진동이 발생하는 현상이다. 쉬미 현상은 스트럿의 낮은 강성, 랜딩기어 내부의 유격, 휠의 불균형이나 마모된 부품 등으로 인해 발생하며, 항공기의 안정성을 저하시킨다. 본 연구는 소형항공기의 쉬미 안정성 검토를 위해 수행되었다. 수치해석을 위하여 소형항공기의 전방 착륙장치를 선형시스템으로 모델링하고 상태방정식을 수립하였다. 근궤적 기법을 이용한 주파수 영역 해석과 4차 Runge-Kutta 방법을 이용한 시간영역 해석을 통해 쉬미 현상을 예측하였고 주요 변수의 설계범위를 검토하였다. 현 착륙장치는 와셔의 압축력을 이용하여 조향 방향 마찰을 가함으로써 쉬미현상을 저감하는 기법을 채택하고 있으므로 마찰을 기술함수를 이용하여 선형화시키고 상태방정식에 적용하여 해석을 수행함으로써 쉬미의 발생이 저감되는 결과를 확인하였다.

고속 4행정 디젤엔진을 갖는 선박 추진시스템에서 토크변동에 의한 감속기어 안정성 평가 (Reduction Gear Stability Estimation due to Torque Variation on the Marine Propulsion System with High-speed Four Stroke Diesel Engine)

  • 김인섭;윤현우;김준성;버광다오;이돈출
    • 한국소음진동공학회논문집
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    • 제25권12호
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    • pp.815-821
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    • 2015
  • Maritime safety has been more critical recently due to the occurrence of shipboard accidents involving prime movers. As such, the propulsion shafting design and construction plays a vital role in the safe operation of the vessel other than focusing on being cost-efficient. Smaller vessels propulsion shafting system normally install high speed four-stroke diesel engine with reduction gear for propulsion efficiency. Due to higher cylinder combustion pressures, flexible couplings are employed to reduce the increased vibratory torque. In this paper, an actual vibration measurement and theoretical analysis was carried out on a propulsion shafting with V18.3L engine installed on small car-ferry and revealed higher torsional vibration. Hence, a rubber-block type flexible coupling was installed to attenuate the transmitted vibratory torque. Considering the flexible coupling application factor, reduction gear stability due to torque variation was analyzed in accordance with IACS(International Association of Classification Societies) M56 and the results are presented herein.