• Journal of the Korean Society for Precision Engineering
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• v.18 no.6
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• pp.102-108
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• 2001

This paper addresses an analytical approach to the mechanical error analysis of gear train and tolerance design and manufacture of gear train in restricted space considering motor driving torque, driving system inertia, motor acceleration, motor rotor inertia and friction torque. The gear train is designed to have optimum gear ratio in restricted space and each gear is manufactured to have the lowest weight and each gear tooth is heat-treated to have robustness. Based on the small difference between the mechanical error analysis and measurement, gear train design with optimum gear ratio and restricted space and robustness is proposed.

• Journal of the Korean Society of Fisheries and Ocean Technology
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• v.39 no.4
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• pp.276-283
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• 2003

While designing a torsional shafting with various gear-branched systems, it is very important for system designers to obtain critical speeds accurately and easily. The author has studied the transfer stiffness coefficient method (TSCM) as a structural analysis algorithm. In this paper, the TSCM is applied to the computation of critical speeds for torsional shafting with gear-branched systems. The accuracy of the present method is confirmed by comparing with the results of the finite element method.

• Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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• 1995.10a
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• pp.803-806
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• 1995

The vibration and nosic of gears is causeed by manufacting error,alignment error in assembly, and thr meshing stiffness of gears which changes periodically as the meshing of teeth process. On a pair of power transmission helical gears with profile error, the relation between the characteristics of gear vibration and the profile error type have been investigated by simulating the vibrational acceleration level and calculating the natural frequency. The results show that the profile error decrease the natural frequency by reducing the tool stiffness and that the concave error type increase the vibrationsl level. And this paper describes the effect of the tip relief on the vibrational acceleration level which a pair of helical gears with concave error generates.

• Journal of the Korea Institute of Military Science and Technology
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• v.2 no.1
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• pp.132-138
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• 1999

This paper addresses an analytical approach to the mechanical error analysis of gear train and tolerance design and manufacture of gear train in restricted space considering motor driving torque, driving system inertia, motor acceleration, motor rotor inertia and friction torque. The gear train is designed to have optimum gear ratio in restricted space and each gear is manufactured to have the lowest weight and each gear tooth is heat-treated to have robustness. Based on the small difference between the mechanical error analysis and measurement, gear train design with optimum gear ratio and restricted space and robustness is proposed

• Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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• 1995.10a
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• pp.221-226
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• 1995

터빈 익렬, 펌프 익차, 원형 냉각탑, 치차 등과 같이 동일한 형상이 원주 방향으로 반복되어 있는 순환 대칭 구조물의 진동특성을 유한 요소법을 사용하여 해석하는 경우에 전체구조를 모델링하는 대신에 구조물을 동일한 형상의 부분구조로 분할하여 부분구조 한개만을 모델링하고 분할된 경계에서 적절한 경계조건을 부과하여 진동해석을 수행함으로서 컴퓨터 기억용량을 절감시키고 계산시간을 단축할 수 있는 방법이 널리 사용되고 있다. Orris and Petyt[1]는 부분구조의 양쪽 분할 경계면, 즉 연결 경계상에 있는 절점변위의 상관관계를 복소파동전파식을 이용해서 구하여 부분구조의 감소된 복소강성행렬 및 질량행렬을 만들고 실수부와 허수부를 분리하여 유한요소해석을 수행하는 방법을 제안하였다. 유한요소 프로그램 ANSYS[2]에서는 이와 같은 방법을 사용하고 있다. Thomas[3]는 순회 정규모드를 이용하였고, 참고문헌[4]에서는 순회행렬을 이용하였다. 또한 유한요소 프로그램 MSC/NASTRAN[5]에서는 푸리에 급수를 이용하고 유한요소 절점의 위치 및 변위를 원통 좌표계를 표현하여 순환대칭구조물의 유한요소해석을 수행할 수 있도록 되어있다. 본 논문에서는 순환 대칭구조물의 형상의 주기성과 순환성을 고려하여 이산퓨리에 변환을 이용함으로써 순환대칭구조물의 유한요소진동해석을 체계적으로 저용량의 컴퓨터에서 신속하고 정확하게 수행할 수 있는 방법을 제안하고자 한다.

• Journal of the Korean Society for Precision Engineering
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• v.13 no.4
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• pp.129-135
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• 1996

The area of gear vibration and noise, has recently been the focus of many studies. The proper kinematic and geometric design of gears, the mathematical modeling of gear system are essential for a good design. This work present a gear disign for reducing noise, and practical approaches used for machinery noise reduction slong with the summary of methods available for predicting gear noise in terms of the transmis- sion error, and show a comparative study with other methods. A new tooth profile modification is proposed for reducing vibration and noise of involute gears. The method is based on the use of cubic spline curves. The tooth profile is constrained to assume an involute shape during the loaded operation. Thus the new gear profile assures conjugate motion at all points along the line of action. The new profile is found to result in a more uniform static transmission error compared to not only standard involute profile but also modificated profile therby contributing to the improvement of vibration and noise characteristics of the gear.

• Journal of KSNVE
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• v.7 no.1
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• pp.6-12
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• 1997

물리계에서 일어나는 동적 현상들은 선형해석 만으로 설명하기에는 불충분한 점이 많이 있다. 이는 기계구조물과 같은 실제 계의 진동이 기하학적 비선형성, 강성 의 비선형성 또는 경계조건의 비선형성 등의 영향으로 비선형적인 거동을 하기 때문 이다. 비선형 진동을 하는 기계 계는 우리 주변에서 쉽게 찾아 볼 수 있는데, 그 예로써 진자운동을 포함하여 동흡진기, 회전체계, 공작기계의 절삭운동, 건마찰 (dry friction) 관련 기계장치, 치차 및 기차의 바퀴와 레일 간의 접촉에서 볼수 있는 구분적 선형(piecewise linear) 진동계, 충격 진동계 등을 들 수 있다. 비선형 진동 연구는 limit cycle, 준주기운동(quasiperiodic motion), 점프현상(jump phenomena) 등의 인식에서 시작되어, 과거에는 설명이 안되어 회피되 왔던 랜덤(random) 형태의 비주기운동에 대한 연구로 까지 발전하고 있다. 비선형 진동을 다루는데 있어서 정규모드(normal mode)를 이용하는 방법이 있다. 일반적으로 선형계는 선형 정규모드 (linear normal mode)가 존재하는 것과 같이 비선형계에도 이와 유사한 정규모드가 존재한다는 사실이 연구 보고된 바 있다. 비선형계에 존재하는 정규모드는 계의 매개 변수(system parameters)에 따라 그 안정성이 바뀔 수 있으며, 만일 안정한 정규모드 가 어떤 매개변수에서 그 안정성이 바뀐다면 선형이론으로는 설명될 수 없는 새로운 운동이 일어나고 이러한 운동을 분기모드(bifurcation mode)라고 한다. 안정한 정규 모드 및 분기모드를 포함하여 비선형계를 다류는 것을 "정규모드 동역학(normal mode dynamics)"이라고 한다. 정규모드 동역학은 앞에서 언급된 비선형 현상들의 원인규명, 예측, 안정성해석 및 강제진동 해석을 가능하게 한다. 또한 최근에 활발히 연구되고 있는 혼돈운동(chaotic motion)의 해석도 가능하다. 이 글에서는 비선형 진동해석을 위한 정규모드 동역학에 대한 연구동향 및 기본 이론을 살펴 보았고, 그 적용 예를 통하여 실험결과와 비교 고찰 함으로써 정규모드 동역학의 적용성을 서술하여 보았다. 선형이론으로 이해하기 어려운 현상들에 대하여는 비선형의 관점에서 새롭게 접근하 려는 노력이 필요하며 비선형 이론에 대한 연구가 지속적으로 진행되어야 한다. 진행되어야 한다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.41 no.8
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• pp.771-782
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• 2017

This paper describes the development of a wearable robot to assist ankle power for the elderly. Previously developed wearable robots have generally used motors and gears to assist muscle power during walking. However, the combination of motor and reduction gear is heavy and has limitations on the simultaneous control of stiffness and torque due to the friction of the gear reducer unlike human muscles. Therefore, in this study, Mckibben pneumatic muscle, which is lighter, safer, and more powerful than an electric motor with gear, was used to assist ankle joint. Antagonistic actuation using a pair of pneumatic muscles assisted the power of the soleus muscles and tibialis anterior muscles used for the pitching motion of the ankle joint, and the model parameters of the antagonistic actuator were experimentally derived using a muscle test platform. To recognize the wearer's walking intention, foot load and ankle torque were calculated by measuring the pressure and the center of pressure of the foot using force and linear displacement sensors, and the stiffness and the torque of the pneumatic muscle joint were then controlled by the calculated ankle torque and foot load. Finally, the performance of the developed ankle power assistive robot was experimentally verified by measuring EMG signals during walking experiments on a treadmill.