기어의 구조 안정성 및 치물림 성능을 분석하기 위하여 유한요소해석이 널리 사용된다. 본 연구에서는 스퍼 기어의 유한요소 모델 링 조건이 해석 결과 및 간소화 효과에 미치는 영향을 분석하였다. 기어 구조 해석의 간소화 방법으로 기어 몸체 및 잇수 간소화, 요소 망 생성 방식, 접촉 및 마찰 조건, 해석 조건 등을 선정하였다. 기어의 성능해석 지표로써 1주기의 기어 치물림 사이클 동안의 정전달 오차를 계산하였고, 간소화 지표로써 해석 소요 시간을 측정하였다. 유한요소해석을 통해 치물림 주기에 따른 접촉 응력 분포 및 변화 양상을 확인하였다. 모델링 조건에 따라 최대 전달 오차와 해석 소요 시간에 차이를 확인하고 원인을 분석하였다.

In this paper, classification of spall and crack faults of gear teeth is studied by applying the ensemble empirical mode decomposition(EEMD) for the gear transmission error(TE). Finite element models of the gears with the two faults are built, and TE is obtained by simulation of the gears under loaded contact. EEMD is applied to the residuals of the TE which are the difference between the normal and faulty signal. From the result, the difference of spall and crack faults are clearly identified by the intrinsic mode functions(IMF). A simple test bed is installed to illustrate the approach, which consists of motor, brake and a pair of spur gears. Two gears are employed to obtain the TE for the normal, spalled, and cracked gears, and the type of the faults are separated by the same EEMD application process. In order to quantify the results, crest factors are applied to each IMF. Characteristics of spall and crack are well represented by the crest factors of the first and the third IMF, which are used as the feature signals. The classification is carried out using the Bayes decision theory using the feature signals acquired through the experiments.