《대학에서는 사회주의강국건설에서 나서는 리론실천적, 과학기술적문제들을 원만히 해결하며 기초과학부문을 발전시키고 첨단과학기술분야를 개척하는데 중심을 두고 과학연구사업을 진행하여야 합니다.》
치차전동은 각종 기계와 기계설비에서 동력전달과 변속을 실현하는데 가장 널리 응용되는 전동방식이다. 과학기술이 발전하는데 따라 변속기를 비롯한 치차전동장치들이 전달하는 동력은 부단히 증가하고 치차의 작업회전속도도 높아져 진동이 커지고 그에 의하여 발생하는 소음문제는 점점 더 중시되고있다. 이것은 치차의 맞물림과정을 해석적으로 엄밀하게 고찰할것을 요구하고있다. 이와 관련하여 많은 연구들에서는 경사이발원통치차에 대하여 접촉선길이합의 변화과정과 관련한 연구들이 진행되고있다.
이 과정에 알고리듬에 의한 계산과 도식적으로 시간에 따라 변하는 접촉선길이합을 계산하는 방법 등이 제안되였으나 맞물림의 각이한 경우에 대하여 고찰하지 못하고 최대값 및 최소값유지구간을 해석적으로 얻어내지 못하였다. 또한 접촉선길이의 합이 일정하기 위한 조건에 대하여서는 구체적으로 언급된것이 없다.
우리는 경사이발원통치차의 접촉선에 대한 연구를 심화시키는 과정에 인볼류트라선치차의 맞물림형태를 3가지로 분류하기 위한 착상을 제기하고 접촉선방정식과 인볼류트라선치차파라메터들사이의 해석적관계를 해명하여 접촉선의 최대 및 최소길이를 결정하는 새로운 공식과 접촉선길이의 합이 일정하기 위한 조건을 주는 공식을 얻어내여 합리적인 경사각을 결정하기 위한 새로운 방법을 연구하였다.
우리는 데카르트자리표계에서 경사이발원통치차의 맞물림과정을 해석하고 직선으로 표시되는 접촉선의 방정식을 얻고 극한상태에서 파라메터들의 한계값들을 얻어내여 리론적해석에 따라 MATLAB프로그람을 리용하여 경사이발원통치차쌍의 맞물림과정에 접촉선과 그 길이들의 합의 변화과정을 고찰하였다. 이에 의해 접촉선길이합이 최대값 혹은 최소값으로 변하거나 최대값 혹은 최소값을 유지하는 3가지의 맞물림형태로 나누고 접촉선길이합의 변화과정을 고찰하여 접촉선길이의 합과 그 변화구간을 결정하였다.
접촉선길이의 합은 주기적으로 변하며 길이합이 일정한 경사각의 주위로 경사각이 증가함에 따라 최대값과 최소값의 차가 작아지다가 다시 커지며 최대값과 최소값이 유지되는 각도구간은 같지 않다는것을 밝히였다. 또한 경사각이 커질수록 접촉선길이의 총합은 커진다고는 할수 없다는것을 밝히였다.
얻은 경사치차쌍에서 접촉선길이합이 일정하기 위한 너비와 경사각, 모듈사이의 관계식으로부터 합리적인 치차파라메터를 결정할수 있다.
너비가 일정한 조건에서 우리가 얻은 공식에 의한 경사각을 취하면 접촉선길이합이 일정하지 않은 다른 경사각일 때보다 변위가 고르롭고 억세기가 높아지게 된다. 또한 같은 너비에 대하여 접촉선길이합이 일정한 경사각이 여러개일 때에는 축방향힘을 고려하여 경사각이 작은것이 보다 합리적이다.
이 결과들은 경사이발원통치차의 경사각과 너비를 합리적으로 결정하여 고속치차전동장치설계에서 진동과 소음을 줄일수 있는 효과적인 대책을 주게 될것이다.
우리의 연구결과는 잡지《Mechanism and Machine Theory》에 《Research on the engagement process and contact line of involute helical gears》(https://doi.org/10.1016/j.mechmachtheory.2022.104778)의 제목으로 발표되였다.
