이 연구는 농업용 트랙터의 기어 내구성 확보와 최적의 동력전달 설계를 달성하기 위해 수행되었다. 현장 시험은 전형적인 농작업인 쟁기 및 로터리 경운 작업을 수행하기 위해 86 kW급 농업용 트랙터를 사용하여 실시하였다. 현장 시험은 동력전달 소음과 작업상의 문제로 인해 약 107 h 후에 완료되었다. 동력전달부를 분해한 결과, 레인지 시프트 A 및 B 기어가 손상된 것으로 확인되었다. 레인지 시프트 A 기어의 경우 접촉응력이 낮아 소성변형이 발생한 것으로 판단되었고, 굽힘응력이 낮았으므로 레인지 시프트 B 기어에서 기어 이가 파손된 것으로 평가되었다. 동력전달부의 내구성을 확보하기 위해 SCr420, SNCM220, SCM822, SNC815 등 기계구조용 합금강 4종을 선정하였으며, 기어 재료에 따른 안전율과 수명(서비스 라이프)을 시뮬레이션 소프트웨어를 사용하여 비교하였다. 시뮬레이션 해석 결과, SCM822가 목표 수명 값을 만족하여 재료 변경 대상으로 선정되었다. 손상된 레인지 시프트 A 및 B 기어를 SCM822로 교체한 후, 개조된 동력전달부의 검증을 위해 차축 동력계 시험을 수행하였다. 차축 동력계 시험을 실시한 후 동력전달부를 분해하였으며, 레인지 시프트 A 및 B 기어가 정상 상태임이 확인되었다. 따라서 기어의 목표 수명 요구사항을 만족함으로써 동력전달부의 내구성이 확보되었다고 판단되었다. 향후 86 kW급 농업용 트랙터용 동력전달 시뮬레이션 모델은 트랙터 동력전달부 개발, 비용 절감 및 최적 설계에 활용될 것으로 기대된다.

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