• 한국전산구조공학회논문집
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• 제36권2호
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• pp.121-130
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• 2023

기어의 구조 안정성 및 치물림 성능을 분석하기 위하여 유한요소해석이 널리 사용된다. 본 연구에서는 스퍼 기어의 유한요소 모델링 조건이 해석 결과 및 간소화 효과에 미치는 영향을 분석하였다. 기어 구조 해석의 간소화 방법으로 기어 몸체 및 잇수 간소화, 요소망 생성 방식, 접촉 및 마찰 조건, 해석 조건 등을 선정하였다. 기어의 성능해석 지표로써 1주기의 기어 치물림 사이클 동안의 정전달 오차를 계산하였고, 간소화 지표로써 해석 소요 시간을 측정하였다. 유한요소해석을 통해 치물림 주기에 따른 접촉 응력 분포 및 변화 양상을 확인하였다. 모델링 조건에 따라 최대 전달 오차와 해석 소요 시간에 차이를 확인하고 원인을 분석하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제35권11호
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• pp.1477-1482
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• 2011

기어열의 입력축이나 출력축에 원웨이클러치를 설치하면 기어열의 진동을 효과적으로 감소 시킬 수 있다고 보고된 바 있으나, 아직까지 수치적 해석만이 행하여졌고 실험에 의한 검증이 이루어지지 않았다. 따라서 본 연구에서는 원웨이클러치를 가지는 기어열을 대상으로 동특성 실험을 수행하여, 원웨이클러치가 진동 감소에 효과적인지 여부의 타당성을 검증하였다. 클러치 설치 유무와 설치 위치에 따른 차이를 비교하기 위하여, 입력축과 출력축에 각각 클러치 설치 조건을 달리하면서 넓은 속도 범위에 걸쳐서 동특성을 측정 비교하였다. 실험 결과에 의해, 클러치가 기어물림 진동뿐만 아니라 입력축에서 전달되는 진동을 감소 시킴으로써, 기어열의 비틀림 진동 감소에 효과적임을 확인하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제29권1호
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• pp.37-44
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• 2016

본 연구는 2.5MW급 풍력발전기용 기어박스의 동특성 분석에 관한 것으로서, 유연핀(flexible pin) 채용에 따른 유성기어축의 미스얼라인먼트(misalignment) 개선여부와 충격하중에 따른 기어박스의 동응답 특성을 유한요소해석을 통해 고찰하였다. 내부의 복잡한 기어시스템의 하중전달을 정확하게 그리고 효과적으로 반영하기 위해 치접촉을 등가 치강성계수를 갖는 스프링요소와 물림률을 이용하여 모델링하였다. 기어의 등가 치강성계수는 기어치에 대한 변형해석을 통해 계산하였으며, 동특성 분석을 위해 기어박스 입력단에 충격 토오크를 부과하였다. 수치실험을 통해 등가 치강성모델의 타당성을 검증하였으며, 양단 그리고 일단 고정축과의 상대 비교를 통해 유연핀 적용에 따른 유성기어축의 미스얼라인먼트 개선여부를 확인할 수 있었다.

• 소음진동
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• 제11권1호
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• pp.82-88
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• 2001

In a transmission or geared rotor system a coupled phenomenon of lateral and torsional vibrations may occur due to the gear meshing effect. Particularly, in high speed or low vibration and low noise applications of geared rotor systems a coupled rotordynamic analysis is required to precisely predict their dynamic characteristics. In this paper a generalized finite element model of a gear pair element is developed, which actively couples the lateral and torsional vibrations due to the gear meshing effect. In the modeling the generalized forces due to the transmission error. geometrical eccentricities. and unbalances in the gear system are also considered. Then. using the developed gear pair element model a coupled unforced rotordynamic analysis is performed with a prototype 800 RT turbo-chiller rotor-bearing system having a hull-pinion speed increasing gear. Results show that the torsional vibration characteristics experience some changes due to the gear meshing and lateral dynamic coupling effect, but that they have no adverse effect and the lateral ones have no practical changes in an operating speed range.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제12권2호
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• pp.116-123
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• 2002

Applying a general coupled lateral and torsional vibration finite element model of gear pair element, this paper intends to look into in detail the coupled lateral and torsional vibration characteristics of a turbo-chiller rotor bearing system, having a bull-pinion speed increasing gear. Investigations have been carried out systematically by comparing the uncoupled and coupled natural frequencies and their mode shapes upon varying the gear mesh stiffness with considerations on rotating speeds, and also by comparing the strain energies of lateral and torsional vibration modes. Results hale shown that some modes may hale the coupled lateral and torsional mode characteristics as the gear mesh stiffness Increases over a certain value, and moreover that their associated dominant modes may be different from their initial modes, j.e., a certain dominant mode may change from an initial torsional one to a lateral one or from an initial lateral one to a torsional one.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2000년도 춘계학술대회논문집
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• pp.1034-1039
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• 2000

In turbo-machines operated at high speeds through gear speed increasers a precise coupled analysis of lateral and torsional vibrations is required to achieve highly reliable designs with low vibration and low noise levels, where the vibration coupling is due to the gear pair mesh stiffness. In this paper, applying the generalized coupled lateral-torsional finite element model of a gear pair element, has been analyzed a coupled lateral-torsional vibration of the prototype 800 RT turbo-chiller rotor-bearing system with a bull-pinion gear speed increaser. Results have shown that the coupled torsional natural frequencies have decreased due to the coupling effect of lateral vibration and particularly, the 2nd torsional natural frequency and its mode shape have had big changes. However, changes of lateral vibration characteristics have been noticed only at high lateral whirl natural frequencies above 15,000 rpm.