A Study on Design Process of Rim and Web Geometry in Lightweight Aerospace Helical Gears

항공용 기어는 경량화를 통한 payload 극대화를 위해 블랭크의 림과 웹이 매우 얇은 형태로 설계되는 것이 특징이다. 이런 형태의 기어는 부하로 인한 탄성변형에 의해 성능 저하 또는 파손이 발생할 수 있으므로 체계적인 설계 방법이 요구된다. 본 연구는 경량화를 위해 림 두께, 웹 두께, 웹의 위치 및 방향을 설계 변수로 고려하고 성능 지표로 정렬오차, 하중분포계수, 전달오차 진폭, 웹 구조 강도 및 기어 동적 성능을 고려한 설계 프로세스를 구축하였다. 프로세스는 해석 모델 생성과 기어 성능 해석을 자동으로 수행하고, 성능 해석 결과를 분석하여 중량이 낮은 설계안들을 선정한 후, 추가 성능을 검토하고 중량 및 성능 지표를 고려한 최종 설계안을 선정하도록 구성하였다. 이를 통해 요구 성능 및 강도를 만족하는 가장 경량화된 림과 웹 형상을 설계하였다.