동력전달용 치차의 신뢰성 설계

전문가 제언

○ 치차의 손상은 굽힘응력에 의한 이뿌리 부분에서의 절손(breakage)과 치면에 작용하는 접촉응력에 의한 손상(pitting)으로 대별되며, 대표적인 설계규격은 AGMA)이다. 이 규격은 안전한 사용시간 등에 대한 정보를 얻기 어려움으로 치차의 신뢰도 향상을 위해서는 손상발생확률에 따른 확률설계가 필요하다. 이 해설은 치차의 P-S-N 곡선 등에 관한 연구의 필요성과 확률설계에 관한 것이다.

○ 치차의 요구조건은 동력의 증대, 소형화, 경량화, 부하능력의 향상 그리고 설계의 능률화 등이다. 이에 관한 내용으로는 ① AGMA와 ISO 규격에 의한 굽힘강도와 면압강도 평가를 위한 프로그램개발, ② FEM에 의한 응력해석 프로그램, ③ 피로강도 및 수명 예측 등이며 국내,외에서 많은 연구가 수행되고 있다. 그러나 치차의 신뢰도 설계구축을 위해서는 기존의 연구 외에 손상발생확률을 고려한 P-S-N 곡선 곡선 등에 관한 연구가 필요하나 이에 대한 연구가 부족하다.

○ P-S-N 곡선은 임의의 응력 수준에 대한 수명분포, 피로한도 분포 그리고 파괴(파손)확률로 구성되어 있다. 치차의 신뢰도 설계를 위해서는 피로시험을 하기 위한 많은 시간과 경제적 비용이 요구되며, 실험방법의 구현이 쉽지 않지만 이에 대한 실험을 수행하여 데이터를 축적하여야 한다.

○ 적은 수의 데이터로부터 물리적 현상을 위배하지 않고 보수적인 설계에 적합한 확률론적 모델을 얻기 위해서는 최적화기법을 이용한 3모수 와이불분포 P-S-N 곡선 의 평가가 필요하다. 그리고 적은 피로수명 데이터로 부터 신뢰성 있는 P-S-N 곡선 을 얻기 위해서는 통계적 방법을 사용하며, 이의 대표적인 것으로 일본기계학회 출판 ‘통계적 피로시험방법(JSME S002, 개정판, 1994)’ 등이 있다.

저자

S.Matsumoto, T.Koide

자료유형

학술정보

원문언어

일어

기업산업분류

일반기계

연도

2011

권(호)

56(11)

잡지명

トライボロジスト

과학기술
표준분류

일반기계

페이지

680~685

분석자

김*규

분석물

• 동력전달용 치차의 신뢰성 설계.pdf [321,912 byte]

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