KR101552299B1 - Power train test system - Google Patents

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KR101552299B1
KR101552299B1 KR1020140064254A KR20140064254A KR101552299B1 KR 101552299 B1 KR101552299 B1 KR 101552299B1 KR 1020140064254 A KR1020140064254 A KR 1020140064254A KR 20140064254 A KR20140064254 A KR 20140064254A KR 101552299 B1 KR101552299 B1 KR 101552299B1
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임종순
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주식회사 글로비즈
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Abstract

A power delivery test system according to the present invention comprises a driving part arranged to rotate a first driving shaft to one side, and rotate a second driving shaft to the other side; a first and second spur gear box having input shafts connected to each of the first driving shaft and the second driving shaft; a first and second connection gear box receiving each rotatory force output from the first and second spur gear boxes and connected to each output shaft; a first torque shaft having one end connected to the output shaft of the first connection gear box and a second torque shaft having one end connected to the output shaft of the second connection gear box; and a torque generating part connected to the other end of the first torque shaft and the one end of the second torque shaft, and forming a rotatory torque between the first torque shaft and the second torque shaft. A rotatory force transferring route is formed through the driving part, the first and second spur gear boxes, the first and second connection gear boxes, and the torque generating part.

Description

동력전달계 시험 시스템{POWER TRAIN TEST SYSTEM}[0001] POWER TRAIN TEST SYSTEM [0002]

본 발명은 동력전달계를 시험하기 위해서 회전력을 발생시키고, 손실되는 회전력을 최소화함으로써 구동축의 회전용량을 줄이고 테스트 비용을 절감할 수 있는 동력전달계 시험 시스템에 관한 것이다. The present invention relates to a power transmission system test system capable of reducing the rotational capacity of the drive shaft and reducing the test cost by generating a rotational force for testing the power transmission system and minimizing the lost rotational force.

현대의 동력전달계들에 대한 요건들을 충족하기 위하여 여러 가지의 요구조건이 있었다. 동력전달계는 효율적이어야 하고, 내구성이 우수해야 하며, 충분히 작아야 하며, 조용하고, 조작하기 용이해야만 한다. 또한, 동력전달계는 비용적으로도 경제성이 있어야 한다. There were several requirements to meet the requirements for modern powertrain systems. The powertrain must be efficient, durable, small enough, quiet, and easy to operate. In addition, the power transmission system must be economical in terms of cost.

최근 몇 년 동안 분석 및 시뮬레이션이 발전했음에도 불구하고, 여전히 실험이 필수적이다. 동력전달계의 부하용량(load carrying capacity)를 초과하는 경우에 다양한 오류모드(mode of failure)가 발생할 수 있다. Despite the evolution of analysis and simulation in recent years, experimentation is still essential. Various modes of failure may occur when the load carrying capacity of the power transmission system is exceeded.

톱니 파손, 과도한 마모뿐만 아니라 피팅(pittings) 및 마이크로-피팅(micro-pittings) 또는 심지어 흠자국(scuffing) 까지도 잠재적인 문제가 될 수 있다. 부하용량뿐만 아니라, 효율과 동적거동(dynamic behavior)과 같이 실험적으로 조사될 필요가 있는 중요한 인자들도 있다. 따라서, 동력전달계를 기설정된 속도 및 토크 환경 하에서 작동하도록 하는 테스트 리그가 필요하다.Not only tooth breakage, excessive wear but also pittings and micro-pittings or even scuffing can be potential problems. In addition to load capacity, there are important factors that need to be investigated experimentally, such as efficiency and dynamic behavior. Therefore, a test rig is needed that allows the power transmission system to operate under a predetermined speed and torque environment.

이러한 테스트 리그를 설계하는 간단한 방법은 동력전달계를 모터와 브레이크 사이에서 테스트 되도록 위치시키는 것이다. 다만, 이러한 방식은 많은 단점을 가진다. A simple way to design such a test rig is to position the power transmission system to be tested between the motor and the brake. However, this method has many disadvantages.

첫번째로, 모터는 동력전달계의 테스트 하에서 동력이 공급되도록 설계되어야만 한다. 두번째로, 브레이크는 모든 동력을 받아들일 수 있도록 설계되어야 한다. 높은 설비비용과 높은 에너지 소모량이 발생한다. First, the motor must be designed to be powered under the test of the power transmission system. Second, the brakes must be designed to accept all power. High equipment costs and high energy consumption occur.

동력전달계를 테스트하기 위한 다른 좋은 방법으로는 폐동력루프 내에 동력전달계를 테스트하는 것을 포함하며, 이는 전기적 방식 또는 기계적 방식 중 어느 하나가 될 수 있다. Another good way to test a powertrain includes testing the powertrain in a closed power loop, which can be either electrical or mechanical.

첫번째 케이스에서는 테스트 하에서 전기모터가 동력전달계의 입력축을 구동하고 전기회로망(electric network)으로 동력이 반송되도록 동력전달계의 출력축은 제너레이터와 연결된다. 이러한 방식에서는, 총 에너지 소모량은 매우 감소한다. 그러나, 최대 테스트 동력에 따라 설계되어야 함에 따라 모터와 제네레이터 둘 모두의 크기가 큰 문제가 있다. In the first case, under test, the output shaft of the power transmission system is connected to the generator so that the electric motor drives the input shaft of the power transmission system and the power is returned to the electric network. In this way, the total energy consumption is greatly reduced. However, there is a problem in that both the motor and the generator are large in size as they are designed according to the maximum test power.

두번째 케이스에서는, 테스트 리그는 동력전달계의 입력축과 출력축에 연결되는 기어시스템과 동력전달축으로 구성되므로 테스트되는 동력전달계 및 동력전달축을 통하여 기계식 동력이 폐동력루프 내에서 이송될 수 있다.In the second case, the test rig is comprised of a gear system coupled to the input shaft and the output shaft of the power transmission system and a power transmission shaft, so that mechanical power can be transferred through the power transmission system and the power transmission shaft under test in the closed power loop.

구동모터가 시스템을 회전시키는데 이용된다. 기계식 폐동력루프에 기반한 테스트 리그는 큰 장점을 제공한다. 제네레이터 또는 브레이크가 필요 없고, 구동모터는 기계식 폐동력루프 내에서 발생하는 기계식 동력의 손실만을 고려하여 설계되어야 하므로 설비비용이 매우 감소한다. A drive motor is used to rotate the system. Test rigs based on mechanical pulsed power loops offer great advantages. Generators or brakes are not required, and drive motors are designed to take into account only the loss of mechanical power generated within the mechanical pulsed power loops, thus significantly reducing equipment costs.

무엇보다, 기계식 폐동력루프에 기반하는 테스트 리그는 크기, 중량 및 테스트 되는 동력전달계와 함께 기계식 폐동력루프에 공급되기 위한 동력전달 메커니즘의 비용과 관련된다.Above all, a test rig based on a mechanical pulsed power loop is concerned with the size, weight and cost of the power transfer mechanism to be fed into the mechanical pulsed power loop with the power transmission system being tested.

공보 US3112643은 기계식 폐동력루프에 기반한 테스트 리그를 개시한다. 이러한 테스트 리그의 기어 시스템 및 동력전달축은 테스트 되는 동력전달계의 최대 테스트 동력에 맞게 설계되어야 한다. Publication No. US3112643 discloses a test rig based on a mechanical pulsed power loop. The gear system and power transmission axis of these test rigs must be designed to match the maximum test power of the power transmission system under test.

한편, 테스트될 동력전달계의 입력축으로 일정한 회전속도를 입력하고, 출력축에는 일정한 부하(토크)를 주어야 하기 때문에, 이러한 토크의 정밀한 제어가 힘들고, 동력전달계의 출력축에 일정한 부하(토크)를 발생시키기 위해서 입력축에 전력부하가 지속적으로 발생하여 전체적인 테스트비용이 상승될 수 있다. On the other hand, since it is necessary to input a constant rotational speed to the input shaft of the power transmission system to be tested and to give a constant load (torque) to the output shaft, it is difficult to precisely control such torque and to generate a constant load (torque) on the output shaft of the power transmission system The power load is continuously generated on the input shaft, which may increase the overall test cost.

본 발명의 목적은 동력전달계의 입력축으로는 일정한 회전을 입력하고, 출력축에 부여되는 부하를 정밀하게 조절하되, 토크를 발생시키기 위해서 발생되는 손실동력을 최소화하여 전체적인 테스트비용을 절감할 수 있는 동력전달계 시험 시스템을 제공하는 것이다. SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a power transmission system which can input a constant rotation to an input shaft of a power transmission system and precisely control a load applied to the output shaft while minimizing a loss power generated for generating torque, And a test system.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 동력전달계 시험 시스템에 의하면, 한쪽으로는 제1구동축을 회전시키고, 다른쪽으로 제2구동축을 회전시키도록 배치되는 구동부, 상기 제1구동축과 상기 제2구동축에 각각 그 입력축이 연결되는 제1, 2스퍼기어박스, 상기 제1,2스퍼기어박스에서 출력되는 회전력을 각각 입력받아서 각각 그 출력축으로 연결하는 제1,2연결기어박스, 일단이 상기 제1연결기어박스의 출력축에 연결되는 제1토크축 및 타단이 상기 제2연결기어박스의 출력축에 연결되는 제2토크축, 및 상기 제1토크축의 타단과 상기 제2토크축의 일단에 각각 연결되어, 상기 제1토크축과 상기 제2토크축 사이에 회전토크를 형성하는 토크발생부를 포함하고, 상기 구동부, 상기 제1,2스퍼기어박스, 상기 제1,2연결기어박스, 및 상기 토크발생부를 통해서 회전력 전달 루트가 형성될 수 있다. As described above, according to the power transmission system test system of the present invention, the drive unit is arranged to rotate the first drive shaft on one side and rotate the second drive shaft on the other side, First and second spur gearboxes to which input shafts are connected, first and second spur gearboxes for receiving rotational forces output from the first and second spur gearboxes, respectively, and connecting the first and second spur gearboxes to the output shaft, And a second torque shaft connected to the output shaft of the second connection gear box, and a second torque shaft connected to the other end of the first torque shaft and one end of the second torque shaft, And a torque generating portion for generating a torque between the torque shaft and the second torque shaft, wherein the rotational force is transmitted through the driving portion, the first and second spur gearboxes, the first and second connecting gearboxes, Moon may be the root formation.

상기 제1토크축 또는 상기 제2토크축에 배치되어 상기 토크발생부에서 형성되는 토크를 감지하는 토크감지부를 포함할 수 있다. And a torque sensing portion disposed on the first torque axis or the second torque axis to sense a torque generated in the torque generating portion.

상기 토크발생부는 하모닉기어를 포함하고, 상기 하모닉기어는 중심부에 배치되는 웨이브제너레이터, 상기 웨이브제너레이터의 외측에 배치되고, 상기 제1토크축에 연결되며, 그 외주면에 기어치가 형성되는 플렉스스플라인, 상기 플렉스스플라인의 외주면에 기어로 결합되고, 상기 제2토크축에 연결되는 서귤러스플라인을 포함할 수 있다. Wherein the torque generating portion includes a harmonic gear, the harmonic gear includes a wave generator disposed at a central portion thereof, a flex spline disposed outside the wave generator, connected to the first torque axis and having gear teeth formed on an outer circumferential surface thereof, And a normal spline coupled to the outer circumferential surface of the flex spline and coupled to the second torque axis.

상기 웨이브제너레이터를 회전시켜서, 상기 제1토크축과 상기 제2토크축 사이에 토크를 발생시키고, 그 토크를 유지하는 토크입력부를 포함할 수 있다. And a torque input portion for rotating the wave generator to generate torque between the first torque axis and the second torque axis and to maintain the torque.

상기 토크입력부는 일측은 외부에서 회전력이 입력되는 토크조절입력축, 상기 토크조절입력축과 베벨기어를 통해서 연결되고, 상기 웨이브제너레이터와 연결되는 토크조절연결축, 및 상기 토크조절입력축을 선택적으로 고정시켜서 상기 제1,2토크축 사이에 발생하는 토크를 일정하게 유지하는 토크유지부를 포함할 수 있다. The torque input unit includes a torque control input shaft to which a torque is input from the outside, a torque control connection shaft connected to the torque control input shaft through a bevel gear, a torque control connection shaft connected to the wave generator, And a torque holding portion that maintains a constant torque generated between the first and second torque shafts.

상기 토크유지부는 고정나사를 포함할 수 있다. The torque holding portion may include a fixing screw.

상기 제1구동축과 상기 제2구동축은 동축상에 배치될 수 있다. The first drive shaft and the second drive shaft may be disposed coaxially.

상기 제1토크축과 상기 제2토크축은 동축상에 배치될 수 있다. The first torque axis and the second torque axis may be disposed coaxially.

상기 제1,2연결기어박스는 상기 제1,2스퍼기어박스에서 전달되는 상기 제1,2토크축으로 전달하도록 각각 복수 개의 헬리컬기어를 포함할 수 있다. The first and second coupling gearboxes may include a plurality of helical gears for transmitting the first and second torque axes transmitted from the first and second spur gearboxes, respectively.

상기 토크입력부는 전기 모터를 포함할 수 있다. The torque input portion may include an electric motor.

상기 토크발생부는 유압에 의해서 작동되는 유압모터를 포함할 수 있다. The torque generating portion may include a hydraulic motor operated by hydraulic pressure.

상기 구동부는, 회전력을 발생시키는 모터, 및 상기 모터에서 입력되는 회전력을 상기 제1구동축과 상기 제2구동축으로 연결하는 베벨기어를 포함할 수 있다. The driving unit may include a motor for generating a rotational force, and a bevel gear for connecting a rotational force input from the motor to the first drive shaft and the second drive shaft.

상기 제1,2구동축 또는 상기 제1,2토크축의 회전을 감지하는 엔코더를 포함할 수 있다. And an encoder for sensing rotation of the first and second driving shafts or the first and second torque shafts.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따라서, 구동부, 스퍼기어박스, 연결기어박스, 및 토크발생부를 통해서 토크가 형성되고, 이러한 전달루트가 기계적인 폐루프를 형성하여 마찰손실을 제외하고 손실되는 동력이 거의 없다. According to the present invention for achieving this object, a torque is formed through a driving portion, a spur gear box, a connecting gear box, and a torque generating portion, and this transmission route forms a mechanical closed loop, There are few.

따라서, 구동부를 동작시키기 위한 동력에너지가 획기적으로 절감되어 운전비용이 절감된다. Therefore, the driving energy for operating the driving unit is drastically reduced, and the operation cost is reduced.

아울러, 토크발생부에는 하모닉기어를 적용하고, 이러한 하모닉기어의 웨이브제너레이터를 베벨기어 또는 모터를 통해서 회전시킴으로써, 제1토크축과 제2토크축을 통해서 전체 폐루프에 정적토크를 용이하게 부여할 수 있다. Further, by applying a harmonic gear to the torque generating portion and rotating the wave generator of the harmonic gear through a bevel gear or a motor, a static torque can be easily given to the entire closed loop through the first torque shaft and the second torque shaft have.

뿐만 아니라, 베벨기어나 모터를 통해서 하모닉기어의 웨이브제너레이터의 회전량을 조절함으로써, 전체적인 폐루프에 전달되는 토크의 양을 정밀하게 조절할 수 있다. In addition, the amount of torque transmitted to the entire closed loop can be precisely controlled by adjusting the amount of rotation of the wave generator of the harmonic gear through the bevel gear or the motor.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 동력전달계 시험 시스템의 전체적인 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 동력전달계 시험 시스템의 평면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 동력전달계 시험 시스템에서 연결동력전달계의 측면도 및 단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 동력전달계 시험 시스템에서 토크발생부의 사시도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 동력전달계 시험 시스템에 적용될 수 있는 하모닉기어의 개략적인 단면도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 동력전달계 시험 시스템에서 베벨기어를 이용하는 토크발생부의 개략적인 단면도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 동력전달계 시험 시스템에서 모터를 이용하는토크발생부의 개략적인 단면도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 동력전달계 시험 시스템에서 구동부의 개략적인 구성도이다. 1 is a general perspective view of a power transmission system test system according to an embodiment of the present invention.
2 is a plan view of a power transmission system test system according to an embodiment of the present invention.
3 is a side view and a cross-sectional view of a coupled power transmission system in a power transmission system test system according to an embodiment of the present invention.
4 is a perspective view of a torque generating portion in a power transmission system test system according to an embodiment of the present invention.
5 is a schematic cross-sectional view of a harmonic gear that can be applied to a power transmission system test system according to an embodiment of the present invention.
6 is a schematic cross-sectional view of a torque generating portion using a bevel gear in a power transmission system test system according to an embodiment of the present invention.
7 is a schematic cross-sectional view of a torque generating portion using a motor in a power transmission system test system according to an embodiment of the present invention.
8 is a schematic block diagram of a driving unit in a power transmission system test system according to an embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 동력전달계 시험 시스템의 전체적인 사시도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 동력전달계 시험 시스템의 평면도이다. FIG. 1 is an overall perspective view of a power transmission system test system according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a plan view of a power transmission system test system according to an embodiment of the present invention.

도 1 및 도 2를 참조하면, 동력전달계 시험 시스템은 바닥프레임(100)을 포함하고, 상기 바닥프레임(100)에는 엔코더(105), 제2연결기어박스(110), 제2스퍼기어박스(115), 커플링(120), 제2구동축(125), 구동부(130), 제1구동축(135), 제1스퍼기어박스(140), 제1연결기어박스(145), 제1토크축(150), 토크발생부(155), 제2토크축(160), 및 토크감지부(165)가 배치된다. 1 and 2, a power transmission system test system includes a bottom frame 100, and the bottom frame 100 includes an encoder 105, a second connecting gear box 110, a second spur gear box The second drive shaft 125, the drive shaft 130, the first drive shaft 135, the first spur gear box 140, the first connection gear box 145, the first torque shaft 115, the coupling 120, the second drive shaft 125, A torque generating portion 155, a second torque axis 160, and a torque sensing portion 165 are disposed.

상세하게 설명하면, 상기 구동부(130)의 양측으로 상기 제1구동축(135)과 상기 제2구동축(125)이 배치되고, 커플링(120)을 통해서 상기 제1구동축(135)은 상기 제1스퍼기어박스(140)의 입력축에 연결되고, 상기 제2구동축(125)은 상기 제2스퍼기어박스(115)의 입력축에 연결된다. The first driving shaft 135 and the second driving shaft 125 are disposed on both sides of the driving unit 130 and the first driving shaft 135 is coupled to the first driving shaft 135 through the coupling 120. [ And the second drive shaft 125 is connected to the input shaft of the second spur gear box 115.

상기 제1스퍼기어박스(140)의 출력축은 상기 제1연결기어박스(145)의 입력축으로 연결되고, 상기 제2스퍼기어박스(115)의 출력축은 상기 제2연결기어박스(110)의 입력축으로 연결된다. The output shaft of the first spur gear box 140 is connected to the input shaft of the first connecting gear box 145 and the output shaft of the second spur gear box 115 is connected to the input shaft of the second connecting gear box 110, Lt; / RTI >

도시한 바와 같이, 상기 제1구동축(135), 상기 제2구동축(125), 상기 제1스퍼기어박스(140)의 입력축과 출력축, 상기 제2스퍼기어박스(115)의 입력축과 출력축은 동축상에 배치된다. The input shaft and the output shaft of the first drive shaft 135, the second drive shaft 125, the first spur gear box 140 and the input shaft and the output shaft of the second spur gear box 115 are coaxial .

상기 제1스퍼기어박스와 상기 제2스퍼기어박스의 입력축으로 각각 입력된 회전력은 헬리컬기어 등을 통해서 상기 제1스퍼기어박스와 상기 제2스퍼기어박스의 출력축으로 각각 출력된다. The rotational force inputted to the input shaft of the first spur gear box and the input shaft of the second spur gear box is output to the output shaft of the first spur gear box and the second spur gear box through a helical gear or the like.

상기 제1스퍼기어박스(140)의 출력축은 제1토크축(150)과 연결되고, 상기 제2스퍼기어박스(115)의 출력축은 제2토크축(160)과 연결된다. 상기 제1토크축(150)과 상기 제2토크축(160)은 동축상에 배치되고, 상기 제1토크축(150)과 상기 제2토크축(160)은 각각 하나의 토크발생부(155)에 연결된다. 아울러, 상기 제2토크축(160) 상에는 상기 제2토크축(160)에 형성되는 토크를 감지하는 토크감지부(165)가 배치된다. The output shaft of the first spur gear box 140 is connected to the first torque shaft 150 and the output shaft of the second spur gear box 115 is connected to the second torque shaft 160. The first torque axis 150 and the second torque axis 160 are disposed on the same axis and the first torque axis 150 and the second torque axis 160 are connected to a torque generating portion 155 . In addition, a torque sensing unit 165 for sensing a torque formed on the second torque axis 160 is disposed on the second torque axis 160.

상기 토크발생부(155)의 일측은 상기 제1토크축(150)에 연결되고, 타측은 상기 제2토크축(160)에 연결되며, 상기 토크발생부(155)는 상기 제1토크축(150)과 상기 제2토크축(160) 사이에 일정한 토크차이를 발생시키고, 이러한 토크는 전체 폐루프에 기계적으로 전달된다. One side of the torque generating portion 155 is connected to the first torque shaft 150 and the other side is connected to the second torque shaft 160. The torque generating portion 155 is connected to the first torque axis 150 and the second torque axis 160, and this torque is mechanically transmitted to the entire closed loop.

본 발명의 실시예에서, 상기 토크발생부(155)에서 발생되는 토크는 상기 제1연결기어박스(145)를 통해서 상기 제1스퍼기어박스(140)의 출력축과 상기 제2연결기어박스(110)를 통해서 상기 제2스퍼기어박스(115)의 출력축으로 각각 전달된다. The torque generated by the torque generating portion 155 is transmitted to the output shaft of the first spur gear box 140 through the first coupling gear box 145 and the output shaft of the second coupling gear box 110 To the output shaft of the second spur gear box 115, respectively.

상기 제1스퍼기어박스(140)와 상기 제2스퍼기어박스(115)로 각각 전달되는 토크는 상기 구동부(130)에서 상쇄되고, 상기 구동부(130)는 상기 제1구동축(135)과 상기 제2구동축(125)을 회전시키기 위한 부하를 공급한다. The torque transmitted to the first spur gear box 140 and the second spur gear box 115 is canceled by the driving unit 130. The driving unit 130 drives the first driving shaft 135, 2 drive shaft 125 to rotate.

즉, 상기 구동부(130)는 상기 토크발생부(155)에서 발생되는 토크와 상관없이 전체적인 시스템의 회전을 위한 부하만을 출력하고, 상기 토크발생부(155)에서 발생되는 토크는 상기 제1구동축(135)과 상기 제2구동축(125) 사이에서 서로 상쇄된다. 아울러, 상기 제2연결기어박스(110)에서 입력축에는 상기 엔코더(105)가 설치되어 전체적인 시스템의 회전수를 감지할 수 있다. That is, the driving unit 130 outputs only the load for the overall system rotation irrespective of the torque generated by the torque generating unit 155, and the torque generated by the torque generating unit 155 is transmitted to the first driving shaft 135 and the second drive shaft 125. In this way, In addition, the encoder 105 may be installed on the input shaft of the second connection gear box 110 to sense the overall rotation speed of the system.

따라서, 상기 제1,2구동축(135, 125)을 회전시키기 위해서 소모되는 전력이 획기적으로 감소하고, 상기 토크발생부(155)에서 소모되는 기계적인 손실은 없다. 아울러, 상기 토크발생부(155)의 개략적인 구조는 후술되는 도 5 및 도 6을 참조하여 설명한다. Therefore, the power consumed to rotate the first and second drive shafts 135 and 125 is remarkably reduced, and there is no mechanical loss consumed in the torque generating portion 155. In addition, a schematic structure of the torque generating unit 155 will be described with reference to FIGS. 5 and 6 to be described later.

먼저, 도 3을 설명하면, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 동력전달계 시험 시스템에서 연결기어박스의 측면도 및 단면도이다. 3 is a side view and a cross-sectional view of a coupled gearbox in a power transmission system test system according to an embodiment of the present invention.

도시한 바와 같이, 상기 제2연결기어박스(110)는 3개의 헬리컬기어(310)를 포함하고, 3개의 헬리컬 기어 중 하나는 상기 제2스퍼기어박스의 입력축(300)과 연결되고, 다른 하나는 상기 제2토크축에 연결되는 출력축(305)과 연결되고, 나머지 하나는 두 개의 헬리컬기어(310)를 연결하는 헬리컬기어구조를 갖는다. As shown in the drawing, the second connection gear box 110 includes three helical gears 310, one of which is connected to the input shaft 300 of the second spur gearbox, Is connected to the output shaft (305) connected to the second torque axis and the other has a helical gear structure for connecting the two helical gears (310).

본 발명의 실시예에서, 상기 헬리컬기어(310)의 개수와 기어비 등은 설계 사양에 따라서 가변적으로 변경될 수 있다. In the embodiment of the present invention, the number of the helical gears 310 and the gear ratio can be variably changed according to design specifications.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 동력전달계 시험 시스템에서 토크발생부의 사시도이다. 4 is a perspective view of a torque generating portion in a power transmission system test system according to an embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 토크발생부(155)는 외부의 케이싱(410)를 포함하고, 상기 케이싱(410)의 양측으로 상기 제1토크축(150)과 상기 제2토크축(160)이 배치된다. 그리고, 상기 케이싱(410)의 외주면 일측에는 토크조절입력축(405)과 고정부(400)가 배치된다. 4, the torque generating unit 155 includes an outer casing 410, and the first torque axis 150 and the second torque axis 160 are disposed at both sides of the casing 410 do. A torque adjusting input shaft 405 and a fixing portion 400 are disposed on one side of the outer circumferential surface of the casing 410.

사용자는 나사구조 또는 핀구조를 갖는 상기 고정부(400)를 통해서 상기 토크조절입력축을 회전가능하게 설정하고, 상기 토크조절입력축(405)을 회전시킴으로써 상기 제1토크축(150)과 상기 제2토크축(160) 사이에 설정된 토크를 형성한다. The user rotatably sets the torque control input shaft through the fixing portion 400 having a screw structure or a pin structure and rotates the torque control input shaft 405 to rotate the first torque axis 150 and the second torque axis 150. [ Thereby forming a torque set between the torque axes 160. [

좀 더 상세하게 설명하면, 상기 토크발생부(155)의 상기 토크조절입력축(405)을 회전시키면, 상기 제1토크축(150)에는 시계방향의 토크가 인가되고, 상기 제2토크축(160)에는 시계 반대방향으로 토크가 인가될 수 있다. More specifically, when the torque adjusting input shaft 405 of the torque generating portion 155 is rotated, a clockwise torque is applied to the first torque axis 150, and a torque in the second torque axis 160 The torque can be applied in the counterclockwise direction.

그리고, 상기 토크감지기(155)를 통해서 설정된 토크가 인가되면, 상기 고정부(400)를 통해서 상기 토크조절입력축(405)을 고정시킨다. 따라서, 상기 제1토크축(150)과 상기 제2토크축(160)으로 일정한 토크가 지속적으로 부여된다. When the set torque is applied through the torque sensor 155, the torque adjusting input shaft 405 is fixed through the fixing portion 400. Accordingly, a constant torque is constantly applied to the first torque axis 150 and the second torque axis 160. Accordingly,

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 동력전달계 시험 시스템에 적용될 수 있는 하모닉기어의 개략적인 단면도이다. 5 is a schematic cross-sectional view of a harmonic gear that can be applied to a power transmission system test system according to an embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 하모닉기어(500)는 웨이브제너레이터(510), 베어링(515), 플렉스스플라인(520), 및 서큘러스플라인(505)을 포함한다. Referring to FIG. 5, the harmonic gear 500 includes a wave generator 510, a bearing 515, a flex spline 520, and a circular spline 505.

상기 하모닉기어(500)의 상기 웨이브제너레이터(510)를 회전중심축을 기준으로 회전시키면, 상기 웨이브제너레이터(510)는 상기 베어링(515)을 통해서 상기 플렉스스플라인(520)의 내주면과 슬라이딩된다. The wave generator 510 is slid with the inner circumferential surface of the flex spline 520 through the bearing 515 when the wave generator 510 of the harmonic gear 500 is rotated about the rotation center axis.

상기 웨이브제너레이터(510)는 타원형으로 상기 플렉스스플라인(520)의 외주면에 형성된 기어치는 상기 서큘러스플라인(505)의 내주면에 형성되는 기어치와 결합되고, 상기 웨이브제너레이터(510)가 회전하면서 상기 서큘러스플라인(505)을 기준으로 상대적으로 회전하는 구조는 갖는다. The wave generator 510 has an elliptical shape and a gear tooth formed on the outer circumferential surface of the flex spline 520 is coupled with a gear tooth formed on the inner circumferential surface of the circular spline 505. When the wave generator 510 rotates, (505).

본 발명의 실시예에서는 도시된 하모닉기어를 포함하여 다양한 하모닉기어의 구조를 선택적으로 적용할 수 있으며, 하모닉기어의 다양한 구조는 이미 공개되어 본 발명의 실시예에서는 상세한 하모닉기어의 다양한 구조 및 특징에 대한 설명은 생략한다. In the embodiment of the present invention, various harmonic gear structures including the harmonic gears shown in the drawings can be selectively applied. Various structures of the harmonic gears have been already disclosed. In the embodiment of the present invention, The description of which will be omitted.

도 6을 참조하여, 토크발생부의 구조에 대해서 상세하게 설명한다. 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 동력전달계 시험 시스템에서 베벨기어를 이용하는 토크발생부의 개략적인 단면도이다. The structure of the torque generating portion will be described in detail with reference to Fig. 6 is a schematic cross-sectional view of a torque generating portion using a bevel gear in a power transmission system test system according to an embodiment of the present invention.

도 6을 참조하면, 토크발생부(155)는 크게 케이싱(410), 및 하모닉기어(500)를 포함한다. 상기 하모닉기어(500)는 웨이브제너레이터(510), 서큘러스플라인(505), 베어링(515), 및 플렉스스플라인(520)을 포함하고, 상기 토크발생부(155)는 토크조절입력축(405) 및 토크조절연결축(605)을 포함하고, 추가적으로 고정부(400)를 포함한다. Referring to Fig. 6, the torque generating portion 155 mainly includes a casing 410, and a harmonic gear 500. The harmonic gear 500 includes a wave generator 510, a circular spline 505, a bearing 515, and a flex spline 520. The torque generating portion 155 includes a torque control input shaft 405 and a torque Adjustment coupling axis 605, and additionally includes a fixing portion 400. [

사용자는 상기 고정부(400)를 풀고, 상기 토크조절입력축(405)을 회전시키면 베벨기어(600)구조를 통해서 상기 토크조절연결축(605)이 회전하고, 상기 토크조절연결축(605)은 상기 하모닉기어(500)의 상기 웨이브제너레이터(510)를 시계방향으로 회전시킨다. 그러면, 상기 케이싱(410)을 기준으로 상기 제1토크축(150)이 시계 반대방향으로 회전된다. When the torque adjusting input shaft 405 is rotated, the user rotates the torque adjusting connecting shaft 605 through the structure of the bevel gear 600 and the torque adjusting connecting shaft 605 rotates, And rotates the wave generator 510 of the harmonic gear 500 in a clockwise direction. Then, the first torque axis 150 is rotated counterclockwise with respect to the casing 410.

따라서, 상기 케이싱(410)에 연결된 상기 제2토크축(160)이 시계 반대방향으로 회전하여, 상기 제1토크축(150)과 상기 제2토크축(160) 사이에 회전차이가 발생하고, 비틀림 토크가 발생된다. Accordingly, the second torque shaft 160 connected to the casing 410 rotates in a counterclockwise direction, a rotation difference occurs between the first torque shaft 150 and the second torque shaft 160, A torsional torque is generated.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 동력전달계 시험 시스템에서 모터를 이용하는토크발생부의 개략적인 단면도이다. 7 is a schematic cross-sectional view of a torque generating portion using a motor in a power transmission system test system according to an embodiment of the present invention.

도 7을 참조하면, 상기 케이싱(410)의 일측 회전중심부는 상기 제2토크축(160)과 고정되고, 상기 케이싱(410) 내부에는 하모닉기어(500)가 배치된다. 상기 하모닉기어(500)의 상기 플렉스스플라인(520)의 타측 회전중심은 상기 제1토크축(150)에 연결된다. 7, the rotation center of one side of the casing 410 is fixed to the second torque shaft 160, and the harmonic gear 500 is disposed inside the casing 410. The other rotation center of the flex spline 520 of the harmonic gear 500 is connected to the first torque axis 150.

아울러, 상기 케이싱(410) 내부에는 별도의 제어부(705)에 의해서 회전하는 토크조절모터(700)가 배치되고, 상기 토크조절모터(700)는 상기 제어부(705)의 제어에 의해서 상기 하모닉기어(500)의 상기 웨이브제너레이터(510)를 설정된 회전수만큼 회전시킨다. A torque adjusting motor 700 is disposed within the casing 410 to rotate by a separate control unit 705. The torque adjusting motor 700 is controlled by the control unit 705 so that the harmonic gears 500) by the set number of revolutions.

따라서, 상기 제1토크축(150)을 기준으로 상기 케이싱(410)과 상기 제2토크축(160)이 회전되어 토크가 발생된다. Accordingly, the casing 410 and the second torque shaft 160 are rotated with respect to the first torque axis 150 to generate torque.

본 발명의 실시예에서, 상기 제2토크축(160)과 상기 제1토크축(150) 사이에 하모닉기어(500)와 베벨기어를 통해서 토크를 발생시키거나, 하모닉기어(500)와 토크조절모터(700)를 통해서 토크를 발생시키는 것으로 설명하였다. The torque may be generated between the second torque shaft 160 and the first torque shaft 150 through the harmonic gear 500 and the bevel gear, And torque is generated through the motor 700. [

그러나, 다른 실시예에서, 상기 제1토크축(150)과 상기 제2토크축(160) 사이에 유압모터를 배치하고, 유압모터의 케이싱을 제1토크축(150)에 연결하고, 유압모터의 회전부를 제2토크축(160)에 연결하며, 이들 사이에 회전차이를 형성하여 토크를 발생시킬 수 있다. However, in another embodiment, a hydraulic motor is disposed between the first torque shaft 150 and the second torque shaft 160, a casing of the hydraulic motor is connected to the first torque shaft 150, To the second torque shaft 160, and a torque difference can be generated between them.

도 8은 본 발명의 실시예에 따른 동력전달계 시험 시스템에서 구동부의 개략적인 구성도이다. 8 is a schematic block diagram of a driving unit in a power transmission system test system according to an embodiment of the present invention.

도 8을 참조하면, 상기 구동부(130)는 구동모터(800), 및 베벨기어(805)를 포함하고, 상기 구동모터(800)는 상기 베벨기어(805)를 통해서 양측에 배치되는 상기 제1구동축(135)과 상기 제2구동축(125)을 각각 회전시킨다. 8, the driving unit 130 includes a driving motor 800 and a bevel gear 805. The driving motor 800 drives the bevel gear 805, And rotates the drive shaft 135 and the second drive shaft 125 respectively.

본 발명의 실시예에서, 상기 구동부에 두 개의 스퍼기어가 적용되었으나, 상기 구동부를 2개 이상으로 적용하고, 각 구동부에 스퍼기어가 두 개씩 적용될 수 있다. In the embodiment of the present invention, although two spur gears are applied to the driving unit, two or more driving units may be used, and two spur gears may be applied to each driving unit.

본 발명의 실시예에 따른 동력전달계 시험 시스템은 국토교통부와 국토과학기술진흥원의 지원 연구개발사업인 철도기술연구사업의 지원에 의해서 개발되었습니다. The power transmission system test system according to the embodiment of the present invention was developed by the support of the railroad technology research project, which is the support research and development project of the Ministry of Land, Transport and Maritime Science and Technology Agency.

이상으로 본 발명에 관한 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다. While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, And all changes to the scope that are deemed to be valid.

100: 바닥프레임 105: 엔코더
110: 제2연결기어박스 115: 제2스퍼기어박스
120: 커플링 125: 제2구동축
130: 구동부 135: 제1구동축
140: 제1스퍼기어박스 145: 제1연결기어박스
150: 제1토크축 155: 토크발생부
160: 제2토크축 165: 토크감지부
300: 입력축(연결기어박스) 305: 출력축(연결기어박스)
310: 헬리컬기어 400: 고정부
405: 토크조절입력축 410: 케이싱
500: 하모닉기어 505: 서큘러스플라인
510: 웨이브제너레이터 515: 베어링
520: 플렉스스플라인 600, 805: 베벨기어
605: 토크조절연결축 700: 토크조절모터
705: 제어부 800: 구동모터100: bottom frame 105: encoder
110: second connection gear box 115: second spur gear box
120: coupling 125: second drive shaft
130: driving part 135: first driving shaft
140: first spur gear box 145: first connection gear box
150: first torque shaft 155: torque generating portion
160: second torque shaft 165: torque sensing section
300: input shaft (connecting gear box) 305: output shaft (connecting gear box)
310: Helical gear 400:
405: torque control input shaft 410: casing
500: Harmonic gear 505: Circular spline
510: Wave generator 515: Bearing
520: Flex spline 600, 805: Bevel gear
605: Torque adjusting connecting shaft 700: Torque adjusting motor
705: control unit 800: drive motor

Claims (13)

한쪽으로는 제1구동축을 회전시키고, 다른쪽으로 제2구동축을 회전시키도록 배치되는 구동부;
상기 제1구동축과 상기 제2구동축에 각각 그 입력축이 연결되는 제1, 2스퍼기어박스;
상기 제1,2스퍼기어박스에서 출력되는 회전력을 각각 입력받아서 각각 그 출력축으로 연결하는 제1,2연결기어박스;
일단이 상기 제1연결기어박스의 출력축에 연결되는 제1토크축 및 타단이 상기 제2연결기어박스의 출력축에 연결되는 제2토크축; 및
상기 제1토크축의 타단과 상기 제2토크축의 일단에 각각 연결되어, 상기 제1토크축과 상기 제2토크축 사이에 회전토크를 형성하는 토크발생부; 를 포함하고,
상기 구동부, 상기 제1,2스퍼기어박스, 상기 제1,2연결기어박스, 및 상기 토크발생부를 통해서 회전력 전달 루트가 형성되고,
상기 토크발생부는 하모닉기어를 포함하고,
상기 하모닉기어는
중심부에 배치되는 웨이브제너레이터;
상기 웨이브제너레이터의 외측에 배치되고, 상기 제1토크축에 연결되며, 그 외주면에 기어치가 형성되는 플렉스스플라인; 및
상기 플렉스스플라인의 외주면에 기어로 결합되고, 상기 제2토크축에 연결되는 서귤러스플라인; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 동력전달계 시험 시스템. A driving unit arranged to rotate the first driving shaft on one side and to rotate the second driving shaft on the other side;
A first and a second spur gear box having input shafts connected to the first drive shaft and the second drive shaft, respectively;
First and second coupling gearboxes for respectively receiving rotational forces output from the first and second spur gearboxes and connecting the rotational force to the output shaft, respectively;
A first torque axis having one end connected to the output shaft of the first connection gear box and a second torque axis having the other end connected to the output shaft of the second connection gear box; And
A torque generating portion connected to the other end of the first torque shaft and one end of the second torque shaft, respectively, to form a rotation torque between the first torque shaft and the second torque shaft; Lt; / RTI >
A torque transmission path is formed through the driving unit, the first and second spur gear boxes, the first and second connection gear boxes, and the torque generating unit,
Wherein the torque generating portion includes a harmonic gear,
The harmonic gear
A wave generator disposed in the center;
A flex spline disposed outside the wave generator and connected to the first torque axis and having gear teeth formed on an outer circumferential surface thereof; And
A normal spline coupled to the outer circumferential surface of the flex spline by a gear and connected to the second torque axis; And the power transmission system test system. 제1항에서,
상기 제1토크축 또는 상기 제2토크축에 배치되어 상기 토크발생부에서 형성되는 토크를 감지하는 토크감지부; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 동력전달계 시험 시스템. The method of claim 1,
A torque sensing unit disposed in the first torque axis or the second torque axis to sense a torque generated in the torque generating unit; And the power transmission system test system. 삭제delete 제1항에서,
상기 웨이브제너레이터를 회전시켜서, 상기 제1토크축과 상기 제2토크축 사이에 토크를 발생시키고, 그 토크를 유지하는 토크입력부; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 동력전달계 시험 시스템. The method of claim 1,
A torque input portion for rotating the wave generator to generate a torque between the first torque axis and the second torque axis and to maintain the torque; And the power transmission system test system. 제4항에서,
상기 토크입력부는
일측은 외부에서 회전력이 입력되는 토크조절입력축;
상기 토크조절입력축과 베벨기어를 통해서 연결되고, 상기 웨이브제너레이터와 연결되는 토크조절연결축; 및
상기 토크조절입력축을 선택적으로 고정시켜서 상기 제1,2토크축 사이에 발생하는 토크를 일정하게 유지하는 토크유지부; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 동력전달계 시험 시스템. 5. The method of claim 4,
The torque input section
A torque adjustment input shaft to which a torque is input from the outside;
A torque regulating connection shaft connected to the torque regulating input shaft and the bevel gear and connected to the wave generator; And
A torque holding portion for selectively fixing the torque adjusting input shaft to maintain a constant torque generated between the first and second torque shafts; And the power transmission system test system. 제5항에서,
상기 토크유지부는 고정나사인 것을 특징으로 하는 동력전달계 시험 시스템. The method of claim 5,
Wherein the torque holding portion is a fixing screw. 제1항에서,
상기 제1구동축과 상기 제2구동축은 동축상에 배치되는 것을 특징으로 하는동력전달계 시험 시스템. The method of claim 1,
Wherein the first drive shaft and the second drive shaft are disposed coaxially with each other. 제1항에서,
상기 제1토크축과 상기 제2토크축은 동축상에 배치되는 것을 특징으로 하는동력전달계 시험 시스템. The method of claim 1,
Wherein the first torque axis and the second torque axis are disposed coaxially with each other. 제1항에서,
상기 제1,2연결기어박스는 상기 제1,2스퍼기어박스에서 전달되는 상기 제1,2토크축으로 전달하도록 각각 복수 개의 헬리컬기어를 포함하는 것을 특징으로 하는 동력전달계 시험 시스템. The method of claim 1,
Wherein the first and second coupling gearboxes each include a plurality of helical gears for transmitting to the first and second torque shafts transmitted from the first and second spur gearboxes. 제4항에서,
상기 토크입력부는
전기 모터를 포함하는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 동력전달계 시험 시스템. 5. The method of claim 4,
The torque input section
Wherein the power transmission system includes an electric motor. 제1항에서,
상기 토크발생부는 유압에 의해서 작동되는 유압모터를 포함하는 것을 특징으로 하는 동력전달계 시험 시스템. The method of claim 1,
Wherein the torque generating unit includes a hydraulic motor operated by hydraulic pressure. 제1항에서,
상기 구동부는,
회전력을 발생시키는 모터; 및
상기 모터에서 입력되는 회전력을 상기 제1구동축과 상기 제2구동축으로 연결하는 베벨기어를 포함하는 것을 특징으로 하는 동력전달계 시험 시스템. The method of claim 1,
The driving unit includes:
A motor generating a rotational force; And
And a bevel gear that connects the rotational force input from the motor to the first drive shaft and the second drive shaft. 제1항에서,
상기 제2 연결기어박스의 입력축에 설치되어,
상기 제1,2구동축 또는 상기 제1,2토크축의 회전을 감지하는 엔코더; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 동력전달계 시험 시스템. The method of claim 1,
An input shaft provided on the input shaft of the second connection gear box,
An encoder for detecting rotation of the first and second driving shafts or the first and second torque shafts; And the power transmission system test system.
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