부산대학교 도서관

기어는 다양한 농업 기계의 동력을 전달하는 요소이다. 농업 기계 분야에서는 주로 스퍼 기어, 유성 기어, 베벨 기어 등이 활용되고 있다. 이 중 가장 많이 사용되는 기어는 원통형 스퍼 기어로, 주로 트랙터 변속기에 활용되고 있다. 스퍼기어는 헬리컬 기어에 비해 제작이 간단하지만, 물림율이 작고 NVH 성능이 떨어진다는 단점이 있다. 그러나 변속기를 구성하는 스퍼 기어를 헬리컬 기어로 바꾸기 위해서는 헬리컬 기어의 나선 각으로 인해 발생하는 축 방향 하중을 려해야 하며, 이를 위해서는 전체 변속기 구조를 변경해야 한다는 어려움이 있다. 최근 기어 가공 기술의 발전으로 비대칭 기어의 사용율이 증가하고 있다. 비대칭 기어는 스퍼 기어와 같이 추력을 발생시키지 않으면서도 강도, 효율, NVH 성능을 개선시킬 수 있어 자동차, 항공, 풍력 분야에서 적용되고 있다. 그러나 기어 강도 및 강성을 평가하는 ISO 표준은 대칭 기어에만 적용되며, 비대칭 기어에는 적용이 불가능하다. 따라서 비대칭 기어의 성능을 평가하기 위해 부하 상태의 치 접촉 해석(loaded tooth contact analysis) 모델을 개발하였다. 개발된 모델을 바탕으로 기어 물림 강성을 평가하였으며, 추가로 기어의 주요 고장 모드 중 하나인 치 뿌리 파손에 따른 물림 강성을 해석하였다. 해석 결과 선행 연구 결과와 유사한 치 물림 강성 경향을 확인하였으며, 치 뿌리 파손이 발생하였을 때의 물림 강성 저하를 확인할 수 있었다.