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목차
ABSTRACT 11
I. 서론 13
1.1. 연구 배경 13
1.2. 연구 동향 15
1.3. 연구 목적 16
1.4. 논문 구성 18
II. 열처리 후의 가공공정과 시험방법 20
2.1. 쇼트블라스트와 쇼트피닝 20
2.1.1. 쇼트블라스트 가공 이론 20
2.1.2. 쇼트피닝 가공 이론 22
2.2. 세이빙과 호닝가공의 이론 26
2.2.1. 세이빙 가공이론 26
2.2.2. 호닝 가공 이론 29
2.3. 기어연삭의 이론 33
2.3.1. 연삭의 개요 33
2.3.2. 연삭숫돌 33
2.3.3. 기어 연삭 원리 35
2.3.4. 기어 치형 및 리드 그래프 판독 방법 36
2.4. 시험기어의 경도측정 39
2.4.1. 비커스 경도시험기의 측정원리 39
2.4.2. S-N 시험법 41
III. SCM420H 유성기어 열처리 후의 쇼트피닝 효과 47
3.1. 서언 47
3.2. 시험기어의 제작 및 특성 49
3.2.1. 시험기어 재료의 화학 성분 49
3.2.2. 시험기어의 제원 49
3.2.3. 시험기어의 가공공정과 열처리 조건 51
3.3. 시험기어의 쇼트블라스트와 쇼트피닝의 조건 54
3.4. 시험기어의 실험장비 55
3.5. 실험 결과 및 고찰 56
3.5.1. 시험기어의 경도측정 56
3.5.2. 시험기어의 표면거칠기 측정 57
3.5.3. 시험기어의 피치측정 59
3.5.4. 시험기어의 치형측정 61
3.5.5. 시험기어의 진원도 및 원통도 측정 63
3.5.6. 시험기어의 피로시험 65
3.6. 결언 67
IV. SCM420H 유성기어 열처리 후의 호닝효과 68
4.1. 서언 68
4.2. 시험기어의 제작 및 특성 69
4.2.1. 시험기어 재료의 화학 성분 69
4.2.2. 시험기어의 제원 69
4.2.3. 시험기어의 가공공정과 열처리 조건 69
4.3. 시험기어의 시험장비 71
4.4. 시험 결과 및 고찰 71
4.4.1. 시험기어의 표면거칠기 71
4.4.2. 시험기어의 피치측정 74
4.4.3. 시험기어의 치형측정 76
4.4.4. 시험기어의 굽힘피로시험 78
4.5. 결언 80
V. SCM420H 유성기어 열처리 후의 연삭효과 81
5.1. 서언 81
5.2. 시험기어의 제원 및 표면처리 조건 82
5.2.1. 시험기어의 제원 82
5.2.2. 시험기어의 열처리 및 연삭조건 82
5.3. 시험기어의 시험장비 85
5.4. 실험결과 및 고찰 85
5.4.1. 시험기어의 피치측정 85
5.4.2. 시험기어의 치형 측정 88
5.4.3. 시험기어의 굽힘피로시험 91
5.5. 결언 93
VI. 결론 94
참고문헌 97
Table 2.1. Effect of honing condition on the surface roughness 32
Table 2.2. Specification of micro vickers 40
Table 2.3. for Little's method 46
Table 3.1. Chemical composition of SCM420H 49
Table 3.2. Dimension of test gear 50
Table 3.3. Code of test gear 53
Table 3.4. Condition of surface treatment 54
Table 4.1. Code of test gear 70
Table 5.1. Grinding condition of test gears 84
Fig. 2.1. Schematic of shot blast machine 21
Fig. 2.2. Principle of controlled shot peening 24
Fig. 2.3. Distribution of residual stress on surface layer 24
Fig. 2.4. Schematic of shot peening machine 25
Fig. 2.5. Shape of shaving cutter 27
Fig. 2.6. Producing of double reserve diamond dressing gear 30
Fig. 2.7. Producing of hone by diamond dressing gear 31
Fig. 2.8. Method of involute profile error measurement 36
Fig. 2.9. Method of involute lead error measurement 37
Fig. 2.10. Method of involute run-out error measurement 38
Fig. 2.11. Marks of Vickers hardness 40
Fig. 2.12. S-N curves of test samples 42
Fig. 3.1. Machining process of test gear 52
Fig. 3.2. Process of heat-treatment 52
Fig. 3.3. Surface hardness distribution of test gears 56
Fig. 3.4. Surface roughness of test gears 58
Fig. 3.5. Surface pitch error of test gears 60
Fig. 3.6. Surface run-out of test gears 60
Fig. 3.7. Surface profile error of test gears 62
Fig. 3.8. Surface lead error of test gears 62
Fig. 3.9. Cylindricity of test gears 64
Fig. 3.10. Roundness of test gears 64
Fig. 3.11. System of bending fatigue tester 65
Fig. 3.12. S-N curves of test gears 66
Fig. 4.1. Machining process of test gear 70
Fig. 4.2. Surface roughness of test gears 73
Fig. 4.3. Surface pitch error of test gears 75
Fig. 4.4. Surface run-out of test gears 75
Fig. 4.5. Surface profile error of test gears 77
Fig. 4.6. Surface lead error of test gears 77
Fig. 4.7. S-N curves of test gears 79
Fig. 5.1. Machining process of test gear 83
Fig. 5.2. Single pitch error of test gears 86
Fig. 5.3. Adjacent pitch error of test gears 86
Fig. 5.4. Accumulative pitch error of test gears 87
Fig. 5.5. Run-out of test gears 87
Fig. 5.6. Surface profile error of test gears 89
Fig. 5.7. Surface lead error of test gears 89
Fig. 5.8. Surface profile error of test gears 90
Fig. 5.9. Surface lead error of test gears 90
Fig. 5.10. S-N curve of test gears 92
Photo. 2.1. Photographic of gear shaving process 26
Photo. 2.2. Photographic of gear honing process 31
Photo. 2.3. Photographic of gear grinding process 35
Photo. 3.1. Photographic of test gear 51
Photo. 3.2. Measuring instruments of test gear 55
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This study deals with the effect of the shot peening, honing and gear grinding in SCM420H planetary gears. The gears used as power transmission parts in automobile and engineering mechanical industry was processed by hob cutter and shaving cutter with suited metal. As the finishing step of gear production process, heat treatment can bring suitable strength of gear and the heat treatment deformation is the significant cause of defective gears. Therefore, many researchers focused on the how to reduce the heat treatment deformation and as the results, massive methods of minimizing the heat treatment deformation were developed. In the low and middle-end gear process case, considering of the cost factor, the finishing process after heat treatment was omitted. The minor deformation adversely affecting the vibration and noise which influenced the quality of the produced gear. Hence, the finishing process after heat treatment draw attention of many researchers.
In this study, as a test piece, SCM420H was used, which was primarily used in the industry and the hob cutter and shaving cutter were used in the productive process. And shot peening and shot blast was used after the planetary gear carburize respectively. In order to observe the effectiveness of shot peening and shot blast process, gear tooth surface hardness, gear tooth surface roughness, gear profile changes and pitch error were measured. In addition, the bending fatigue test was done by electro-oil pressure servo bending fatigue testor and the S-N curve was obtained.
And then, in order to observe the effectiveness of horning process, gear tooth surface hardness, gear tooth surface roughness, gear profile changes and pitch error were measured in shaved carburized planetary gear and shaved carburized honed planetary gear. In addition, the bending fatigue test was done by electro-oil pressure servo bending fatigue testor and the S-N curve was obtained.
At last, in order to observe the effects of grinding process parameters like grinding spindle speed and table transfer speed to the gear precision, gear tooth surface hardness, gear tooth surface roughness, gear profile changes and pitch error were measured in shaved carburized planetary gear. In addition, the bending fatigue test was done by electro-oil pressure servo bending fatigue testor and the S-N curve was obtained.
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