Analysis of the effects of operating point of tractor engine on fatigue life of PTO gear using simulation

Pa-Ul Lee; Sun-Ok Chung; Chang-Hyun Choi; Young-Jun Park; Yong-Joo Kim

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자료유형: 학술저널

저자정보: Pa-Ul Lee (Chungnam National University) Sun-Ok Chung (Chungnam National University) Chang-Hyun Choi (Sungkyunkwan University) Young-Jun Park (Korea Institute of Machinery & Materials) Yong-Joo Kim (Chungnam National University)

저널정보: 충남대학교 농업과학연구소 Korean Journal of Agricultural Science Korean Journal of Agricultural Science Vol.43 No.3

발행연도: 2016.9

수록면: 441 - 449 (9page)

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Agricultural tractors are designed using the empirical method due to the difficulty of measuring precise load cycles under various working conditions and soil types. Especially, directly drives various tractor implements, the power take off (PTO) gear. Therefore, alternative design methods using gear design software are needed for the optimal design of tractors. The objective of this study is to simulate fatigue life of the PTO gear according to the operating point of the tractor engine. The PTO gear was made with SCr415 alloy steel with carburizing and quenching treatments. The fatigue life of the PTO gear was simulated by using bending and contact stress according to the torque of the load levels. The PTO gear simulation was conducted by the KISSsoft commercial software for gear analysis. Bending and contact stress were calculated by the ISO 6336:2006 Method A and B. The simulation of fatigue life was calculated by the Miner’s cumulative damage law. The total fatigue life of tractors can be estimated to 3,420 hours; thus, 3,420 hours of fatigue life were used in the simulation of the PTO gear of tractors. The main simulation results showed that the maximum fatigue life of the PTO gear was infinite fatigue life at maximum engine power. Minimum fatigue life of the PTO gear was 19.61 hours at 70% of the maximum engine power. Fatigue life of the PTO gear changed according to load of tractor. Therefore, tractor work data is needed for optimal design of the PTO gear.

#bending stress #contact stress #fatigue life #gear design software #ISO 6336 #PTO gears

참고문헌 (21)

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[학술지(정기간행물)] - Belingardi G / 2014 / Dynamic additional loads influencing the fatigue life of gears in an electric vehicle transmission / Frattura ed Integrità Strutturale 8 (30) : 469 ~ 477

[학술대회논문] - Borner J / 2003 / Development of conical involute gears (beveloids) for vehicle transmissions / ASME 2003International Design Engineering Technical Conferences and Computers and Information in Engineering Conference

[학술지(정기간행물)] - 한형석 / 2004 / 웹기반 자동차 동력전달계 성능 시뮬레이션 시스템 개발 / 한국정밀공학회지 21 (2) : 100 ~ 107

[학술대회논문] - Han MS / 2009 / A study on verification and automatic design program of gears / Journal of the Korean Society of Manufacturing Technology Engineers : 368 ~ 373

[학술지(정기간행물)] - Han KH / 1999 / Severeness of transmission loads of agricultural tractor for rotary operations in poorly drained paddy field / Journal of Biosystems Engineering 24 : 293 ~ 300

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