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표제지

요약

목차

I. 서론 10

1. 연구배경 10

2. 연구 목적 11

II. 기본 이론 12

1. 기어의 소음특성 12

2. 기어 진동 소음의 원인 12

3. 기어 소음의 발생조건 및 영향 14

3.1. 모듀율(Module) 15

3.2. 물림율 15

3.3. 치형의 수정 15

3.4. 크라운(Crown) 16

3.5. 치폭 16

3.6. 치의 정밀도 16

3.7. 나선각(Helix Angle) 17

3.8. 치면의 조도 17

3.9. 백래쉬 17

3.10.열처리관리 17

4. 기어오차의 종류 및 측정방법 18

4.1. 기어의 피치오차 18

4.2. 기어의 형상오차 19

4.3. 치형의 측정원리 및 방법 20

4.4. 치형의 측정결과 처리 21

4.5. 기어치형의 출력 데이터 26

4.6. 기어 피치오차의 데이터 27

5. 기어 소음 진동 분석 28

5.1. 주파수 분석(Fourier Transform) 28

5.2. FFT(Fast Fourier Transform)분석 29

6. 기어 절삭기계 및 가공이론 30

6.1. Hobbing의 절삭원리 30

6.2. 치차의 형상에 따른 치절공구 선택 30

6.3. HOB의 Protuberance 31

6.4. HOB의 선정 32

6.5. Gear Shaving 33

6.6. 기어 디버링(Gear Deburring) 34

6.7. 기어 호닝(Gear Honing) 34

6.8. 기어 그라인딩(Gear Grinding) 35

6.9. 기어 치수검사 테스터(Gear Testing) 40

7. 자동변속기 구조 41

7.1. 자동변속기의 구조도 41

7.2. 자동변속기 기능 41

7.3. 자동변속기 주요 구성 부품 42

III. 실험 43

1.실험장치의 구성도 43

1.1. 시스템 구성도 43

1.2. 소음테스트 측정 Flow 43

2. 실험방법 44

2.1. 측정방법 44

2.2. 실험 대상 변속기 45

2.3. 실험 기준값 설정 46

2.4. 소음테스트 오더계산 및 분석항목 48

IV. 실험결과 및 분석 49

1. 정상기어 구동시의 실험결과 49

2. 치형오차로 인한 구동시의 실험결과 54

3. 실험결과 Data 비교분석 65

V. 결론 66

참고문헌 67

Abstract 68

감사의 글 70

표목차

[표1] Grinding Stock 32

[표2] Shaving stock 32

[표3] 측정모드별 테스트 조건 47

[표4] 정상기어 Data 결과 65

[표5] 치형오차기어 Data 결과 65

그림목차

[그림1] 기어박스의 소음 진동 원인 13

[그림2] 모듀율 14

[그림3] 물림율 14

[그림4] 치형의 수정 14

[그림5] 크라우닝 14

[그림6] 치폭 14

[그림7] 나선각 14

[그림8] 백래쉬 14

[그림9] 기어의 피치오차 19

[그림10] 기어의 잇줄오차(리드오차) 19

[그림11] 기어의 치형오차 20

[그림12] CNC 기어측정기 21

[그림13] 압력각 오차가 있는 치형기록선도 22

[그림14] 편심이 있을 때의 치형측정의 결과 23

[그림15] 맞물림길이 24

[그림16] 치형기록선도의 치형검사범위 24

[그림17] 회전각도의 표시 25

[그림18] 기어 치형의 출력 데이터 26

[그림19] 기어 피치오차 출력 데이터 27

[그림20] 일반적인 주파수 분석의 예 28

[그림21] 기어 노이즈 품질현상 29

[그림22] 기어절삭 Hobbing M/C 30

[그림23] Hob의 표준치형(Involute) 31

[그림24] 기어 Finishing Shaving M/C 33

[그림25] 기어 Deburring M/C 34

[그림26] 기어 Honing M/C 35

[그림27] 기어 Grinding M/C 36

[그림28] Worm의 Dressing 37

[그림29] 맞물림 압력각 및 Curve값 변화 37

[그림30] 연마 입자의 미립분쇄 38

[그림31] Worm의 Shifting 방법 39

[그림32] 치수검사 테스터 및 측정원리 40

[그림33] 자동변속기 구조도 41

[그림34] 자동변속기 주요 기어 부품 42

[그림35] 실험 장치의 구성도 43

[그림36] 가속도계 부착위치 44

[그림37] 4단 자동변속기 45

[그림38] 실험 기준값 설정 46

[그림39] 항목별 검출원리 47

[그림40] 평가 Order Spectrum 48

[그림41] Gear Order 계산 48

[그림42] 1단 소음 SPEC 50

[그림43] 2단 소음 Spec 50

[그림44] 3단 소음 Spec 51

[그림45] 4단 소음 Spec 51

[그림46] 4단 High Speed 소음 Spec 52

[그림47] Ramp Down 소음 Spec 52

[그림48] Ramp Up 소음 Spec 53

[그림49] R단 소음 Spec 53

[그림50] T/F Drive Profile Test 결과 55

[그림51] T/F Drive 부분 미 그라인딩 Test 결과 56

[그림52] T/F Drive 미 그라인딩 Test 결과 57

[그림53] T/F Drive Bearing 압입이상 Test 결과 58

[그림54] T/F Driven Profile Test 결과 59

[그림55] T/F Driven 미 그라인딩 Test 결과 60

[그림56] T/F Driven Lead 이상 Test 결과 61

[그림57] T/F Driven Nick Test 결과 62

[그림58] O/P Shaft 미 그라인딩 Test 결과 63

[그림59] O/P Shaft Nick Test 결과 64

초록보기

최근 들면서 산업이 고도로 성장됨에 따라 보다 편안한 삶을 추구하게 되었고 그에 따라 새로이 자동차 변속기(Transmission)에 장착하는 기어가공에 있어서 치형의 절삭방법에 따라 고정밀도, 고 내구성, 소형 경량화 등을 요구함에 따라 수반되는 여러가지 문제에 직면하게 되었으며 기어로 동력을 전달하는 자동차용 변속기 또한 소음 및 진동문제에 예외는 아니다. 특히, 소음을 감소시키기 위한 기어의 정도를 높이는 것이 필요하게 되었다.

기어소음을 발생시키는 여러 인자중 제작공정에서 발생하는 치형(Profile)변화를 최소화 하기 위한 특수한 가공기계가 필요하며 정밀도 측정에도 특수한 측정 장비가 필요하다. 기어의 가공정밀도는 기어의 성능에 직접적인 영향을 미치기 때문에 기어의 정밀도를 효율적이고 경제적으로 관리하는 것은 아주 중요한 문제이다.

따라서 본 논문에서는 치형 정밀도 향상을 위해 자동차용 변속기에 널리 사용중인 전위 헬리컬 기어에 대해 치형오차, 피치오차, 치면조도 및 기타 가공불량에 따른 제해되는 요인을 분석하였다. 또한 소음검사 시스템을 적용하여 자동변속기에 장착되는 기어의 소음검사 강화로 제품의 품질에 악영향을 주는 요인을 제거하고 경제적이고 현실적인 적용이 가능하도록 본연구의 목표를 제시하였다.

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