• 대한기계학회논문집A
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• 제39권12호
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• pp.1237-1244
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• 2015

제로터(Gerotor) 오일펌프는 구조가 간단하고 1 회전당 토출량이 많기 때문에 소형화에 유리하며, 자동차의 엔진 윤활유 공급원 및 자동 변속기의 유압원으로 널리 사용되고 있다. 최근 자동차 산업에서는 연비향상 및 소음저감이 가장 중요한 문제로 대두되는데, 내접형 기어펌프 측면에서는 제로터의 치형설계 및 포트형상 설계를 통하여 이를 대처하고 있다. 이에 본 논문에서는 유량맥동이 매우 작은 값을 가지도록 조합된(타원 1-타원형 인벌루트-타원 2) 외부로브 형상에 대하여 치형의 기구학적 조건을 만족하는 식을 유도하여 내부로브 형상을 창출하였으며, 이에 대한 첨점 및 루프가 발생하지 않는 설계인자 범위를 결정하였다. 또한 설계인자의 변화가 치형의 형상 및 성능인자(유량, 유량맥동)에 미치는 영향을 파악하여 최적의 치형을 구하고자 하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제21권9호
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• pp.1364-1372
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• 1997

In this paper, the forging of helical gears has been investigated. Punch is tooth-shaped as is the die insert. The punch compresses a cylindrical billet placed in a die insert. As a consequence the material of billet flows into the tooth region. The forging has been analysed by using the upper-bound method. A kinematically admissible velocity field has been developed, wherein, an involute curve has been introduced to represent tooth profile of the gear. Numerical calculations have been carried out to investigate the effects of various parameters, such as module, number of teeth, helix angle and friction factor on the forging of helical gears. Some forging experimentswere carried out with aluminum alloy to show the validity of the analysis. Good agreement was found between the predicted values of the forging load and obtained from the experimental results.

• 대한기계학회논문집B
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• 제38권1호
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• pp.95-101
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• 2014

본 연구는 고속 회전형(~10,000 rpm) 기어펌프의 질량유량과 효율을 예측하기 위해서 2 차원 immersed solid method(ISM)를 이용한 수치해석을 수행하였다. 기어펌프와 하우징의 순환유동을 고려하기 위하여 유체 유동을 난류 유동으로 가정하였고, 기어 펌프의 입 출구의 일정 압력 조건하에 기어펌프의 회전 속도를 부가하였다. 기어펌프의 다양한 회전 속도 및 기어 끝 단과 하우징 사의의 서로 다른 간극에 대한 질량유량 및 효율을 검토하였다. 해석 결과로서, 회전 속도가 증가할수록 평균 질량유량 및 효율은 증가하였고, 기어펌프와 하우징의 간격이 증가할수록 평균 질량유량 및 효율은 감소하였다. 간격이 없는 조건하의 6,000 rpm, 8,000 rpm, 10,000 rpm 회전속도에의 효율은 각각 85.11 %, 90.94 %, 93.62 % 를 얻었고, 간격이 0 m, 0.00001 m, 0.00003 m 에 대해서 효율은 각각 93.62 %, 93.29 %, 92.74 % 를 얻었다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제40권12호
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• pp.1005-1011
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• 2016

기어소음의 근본적인 원인은 전달오차로 인해 발생하게 된다. 전달오차는 기어가 맞물릴 때 발생하는데 크게 정적전달오차와 동적전달오차가 있다. 이러한 오차들은 기어 이빨의 처짐 또는 치면 마찰에 의해 발생하고 이 요인들이 원인이 되어 기어 시스템에 진동이 발생하게 된다. 그리고 이 진동이 기어의 축으로 이동하게 되어 축을 떠받치고 있는 베어링에 전달되고 베어링에 전달된 가진은 최종적으로 기어의 케이싱으로 이동하게 되어 소음을 방출하게 된다. 본 논문에서는 이러한 전달오차에 의해 발생하는 최대 굽힘응력을 가지는 롤각을 찾기 위한 응력해석을 수행되었다. 본 논문에서는 이론적 바탕으로 설계되어 인볼류트 곡선을 가진 기어와 수정된 치형을 가진 기어의 전달오차에 대한 해석을 진행하였다. 또한, 급작스러운 작동이나 큰 백래쉬로 인해 발생하는 충격강도에 대한 영향을 알아보기 위해 유한요소해석을 통해 각각 정적 최대굽힘응력과 동적 최대굽힘응력의 결과를 이용하여 충격인자 값을 예측해 보았다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제38권3호
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• pp.295-302
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• 2014

내접형 기어펌프의 경우 내구성과 소형화의 장점을 가지고 있으나, 유량증대 및 소음저감의 성능개선이 요구되고 있다. 본 논문에서는 외부로브 형상이 다양한 곡선 조합(타원 1-인볼루트-타원 2)인 경우에 대하여 기구학적 치형 형상 관계식을 유도하고, 창성된 치형에 대해 소음에 관계된 성능인자(압력각, 유량맥동과 미끄럼률)를 예측하여 소음정도를 수치적으로 비교하였다. 또한 이론 해석을 통해 구한 치형형상과 성능인자 예측 알고리즘을 통하여 설계변수와 성능인자간의 영향도를 분석하였고, 분석 결과를 바탕으로 일정한 유량성능을 유지하면서 소음이 저감된 치형의 최적설계를 수행하였다. 해석결과를 바탕으로 제시된 치형의 최적설계에 대한 시제품 제작 및 소음 시험을 통해 설계의 타당성을 검증하였다.

• Journal of Computational Design and Engineering
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• 제1권1호
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• pp.27-36
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• 2014

Similar to the essential components of many mechanical systems, the geometrical properties of the teeth of spiral bevel gears greatly influence the kinematic and dynamic behaviors of mechanical systems. Logarithmic spiral bevel gears show a unique advantage in transmission due to their constant spiral angle property. However, a mathematical model suitable for accurate digital modeling, differential geometrical characteristics, and related contact analysis methods for tooth surfaces have not been deeply investigated, since such gears are not convenient in traditional cutting manufacturing in the gear industry. Accurate mathematical modeling of the tooth surface geometry for logarithmic spiral bevel gears is developed in this study, based on the basic gearing kinematics and spherical involute geometry along with the tangent planes geometry; actually, the tooth surface is a parametric surface defined on a parallelogrammic domain. Equivalence proof of the tooth surface geometry is then given in order to greatly simplify the mathematical model. As major factors affecting the lubrication, surface fatigue, contact stress, wear, and manufacturability of gear teeth, the differential geometrical characteristics of the tooth surface are summarized using classical fundamental forms. By using the geometrical properties mentioned, manufacturability (and its limitation in logarithmic spiral bevel gears) is analyzed using precision forging and multiaxis freeform milling, rather than classical cradle-type machine tool based milling or hobbing. Geometry and manufacturability analysis results show that logarithmic spiral gears have many application advantages, but many urgent issues such as contact tooth analysis for precision plastic forming and multiaxis freeform milling also need to be solved in a further study.

• 한국유체기계학회 논문집
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• 제3권2호
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• pp.50-56
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• 2000

The effects of lobe shapes on the leak flow conductance of Roots-type vacuum pump are studied numerically and experimentally. The modelled lobe shape of Roots-type vacuum pump is two-lobe spur gear. The numerical analyses are performed on leak flows in Roots-type vacuum pump. It is numerically calculated using a 4th-order Runge-Kutta method and is compared with experimental results. Results show that for the case of involute lobe shape the total amount of the leak flow conductance is greater than that of cycloid and Cassini oval lobe shapes.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 1992년도 추계학술대회 논문집
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• pp.52-56
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• 1992

A kinematically admissible velocity field for closed-die forging of spur gear is proposed. The velocity field is divided into three regions of deformation. In the analysis, the involute curve is approximated to be straight line and the upper-bound method is used to calculate energy dissipation rate. A constant frictional factor has been assumed on the contacting surfaces. The effects of root diameter relative pressure is independent of root diameter for the same number of teeth, but increases with the number of teeth on a given root diameter. In the presence of friction, relative forging pressure increases with increasing root diameter at the start of forging, but decreases with increasing root diameter in the processing of forging.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2000년도 춘계학술대회논문집B
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• pp.813-818
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• 2000

The objective of this study is to elucidate the characteristic performance of Roots-type vacuum pump with Cassini oval lobe shape. The modelled lobe shape of Roots-type vacuum pump is two-lobe spur gear. The numerical analyses are performed fer leak flows, using 4th-order Runge-Kutta method and are compared with experimental results. Results show that for the case of involute lobe shape the total amount of the leak flow conductance is greater than that of cycloid and Cassini oval lobe shapes.

• 한국정밀공학회지
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• 제28권5호
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• pp.632-637
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• 2011

A new tooth profile which is adjusted on the amount of addendum modification factor is proposed for reducing vibration and noise of gears. The transmission error of the new profile can be designed more uniformly than that of the standard involute profile. The basic concepts of tooth profile modification are to reduce the load in contact area and to find the appropriate profile modification factor for operation condition. In this study, gears were estimated to constructive safety of bending strength and contact strength durability by using ROMAX program, and were compared with results by design formula of AGMA standard.