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Gear Whine Analysis with Virtual Power Train. 저 자 : Tadashi TAKEUCHI Kazuhide TOGAI 발표자 : 손유선 (2006210139). Introduction -Gear whine 은 기어와 기어를 사용하는 설비에 있어 품질과 수명에 커다란 영향을 미침 - 트랜스 미션과 다른 동력 전달 장치의 INPUT 은 엔진 토크와 그에 동반되는 fluctuation 을 포함
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Gear Whine Analysis with Virtual Power Train 저 자: Tadashi TAKEUCHI Kazuhide TOGAI 발표자: 손유선(2006210139)
Introduction-Gear whine은 기어와 기어를 사용하는 설비에 있어 품질과 수명에 커다란 영향을 미침-트랜스 미션과 다른 동력 전달 장치의 INPUT은 엔진 토크와 그에 동반되는fluctuation을 포함 -기어의 형상을 최적화 시키고 기어 meshing이 완벽하다면 Frequency component의 발생을 막을 수 있음 -하지만 기어박스를 완전히 만들어서 가동 시켜보아야 기어 화인의 결과를 알 수 있기 때문에 기어 와인을 줄이기 위한 설계 방법은 극히 제한 되어 있음-완전한 동력전달 시스템은 축과 베어링, 케이스 등을 포함하고 이들의 강성은 gear meshing에 영향을 미침저 소음 설계를 어렵게 만드는 요인-CAE를 이용해여 기어박스를 디자인하고 해석하면 조금 더 쉽게 GEAR WHINE의 발생을 예측하고 조치를 취할 수 있음
Introduction-실제 gear meshing에서 발생하는 meshing error는 vibromotive force를 발생 vibromotive force 진동 -Meshing vibromotive force가 최대가 되는 주파수대에서 공진이 발생하면 심각한 Whine이 발생 -Meshing vibromotive force가 최대가 되는 주파수대를 알면 그 주파수대를 트랜스미션의 공진 주파수와 비교하여, 공진이 일어나지 않게 설계 가능
2.Creation of power train model -축과 기어는 GUI를 사용해서 모델링 되었고 베어링 역시 가능한 한 Database에 있는 것을 사용 -Database에 사용 가능한 베어링이 없을 경우 특정 값(Preload, Rigidity 등)을 직접 입력하여 Custom 베어링을 제작하여 사용 -이런 입력 값을 입력하여 프로그램이 자동적으로 Spring-Mass 시스템을 제작
3. Analysis of NVH using virtual power train model-기어에 작용하는 응력과 예상 수명 계산 -Load-based meshing transmission error 와 dynamic vibration mode의 계산을 통하여 gear meshing vibromotive force 의 예측
3.1 Vibromotive force source and vibration transmission system (1)T.E(Transmission Error) -T.E가 발생하지 않을 조건-완벽한 치형과 Meshing, 충분한 강성 -tooth shape error, deflection, deformation 등과 같은 변수에 의해 T.E가 발생 (2)Vibration transmission concept
3.2 Gear whine analysis process -CAE model축의 처짐과 베어링의 틸트 계산T.E -CAE model시스템의 진동 모드 계산
3.3 Static analysis -input 토크에 의해 축의 변형과 변위 발생 -Differential case의 강성은 Mesh misalignment의 양에 영향을 미침 -Mesh misalignment
3.3 Dynamic analysis -베어링의 강성이 하중에 따라 진동 모드를 다양하게 만듬 -축, 베어링, 기어는 완전히 결합된 하나의 내부 시스템으로 보고 진동모드 계산
4.Comparison of experimental and simulated results -동적 하중이 작용하는 베어링 의 최고 주파수가 시물레이션 값과 실제 값에서 거의 일치
5. Conclusion • 이 시물레이션에서 다음 사항을 확인할 수 있었다. • 토크가 주어진 조건에서 탄성 시스템의 변형에 의해 gear meshing T.E가 증가 • 축과 기어에서 나타나는 dynamic 진동 모드 • 진동이 차체로 전달되는 위치에 있는 베어링에서 동적 하중의 발생 과정 • - 여기서 사용한 시물레이션은 gear whine 문제를 해결하는 데 있어 효과적인 수단으로 확인되었다.
