DIN 3967のバックラッシグループと歯車研削の役割

短い答え：歯車対において、バックラッシとは一方の部材が相手を固定したまま回転できる角度であり、それは歯厚の減少と中心距離の偏差から生じます。DIN 3967は歯厚公差を数字と文字で表します。数字21–30は公差域の幅を定め、文字a–hはバックラッシの大きさを定め、hゾーンは上限偏差がゼロ、つまり最小のバックラッシでほぼゼロです。角度バックラッシはθ′ ≈ 6875.5 × jt / dで、jtはmm単位の円周方向バックラッシ、dはmm単位のピッチ円直径です。現場では、歯厚公差を再現可能に保つことが研削の課題です。研削精度はDIN 4-5に達し、バッチ生産はGB 4~5を維持し、選択組み合わせまたはバックラッシ防止機構により、精密割出機構を分角範囲まで下げることができます。

バックラッシの定義とその3つの尺度

駆動方向が反転した瞬間に歯車対は運動を失います。その失われた運動が角度で表されても、フランク隙間で表されても、それがバックラッシです。運転中の噛み合いにおいてゼロ隙間は選択肢になりません。潤滑油膜、熱膨張、製造誤差がすべてフランク間の空間を要求し、それがなければ歯車は回転しません。

実務では3つの量が現れます：

• 円周方向バックラッシ jt — ピッチ円に沿って測定されたフランク隙間、mm単位。
• 法線方向バックラッシ jn — フランクの法線に沿って測定された隙間、mm単位。
• 角度バックラッシ θ — 一方の歯車が固定されている間に他方が自由に回転する角度、分単位。

ここでは小さいほど自動的に良いわけではありません。割出・位置決め機構はバックラッシを低く抑えたい一方、動力駆動は適正量を必要とします。フランクに油膜が形成され、温度上昇が中心距離を変化させ、隙間が小さすぎると焼き付きを招きます。これら2つの用途を区別することが設計の出発点です。

DIN 3967の表記を読む

歯車はめあい（バックラッシ）システムとその歯厚公差は、ドイツ規格DIN 3967に規定されています。表記では数字が先、文字が後に来ます。例えば25cです。

• 要素番号：歯厚公差域の幅
  • 範囲：21–30、数字が大きいほど公差域が広く、歯厚変動が大きい
• 要素文字：歯厚公差域の位置、すなわちバックラッシの大きさ
  • 範囲：a–h、aゾーンが最大のバックラッシ、hゾーンは上限偏差がゼロで最小のバックラッシ、ほぼゼロ

ゾーンの選択は設計上の判断です。一般的な動力駆動は通常のバックラッシに対してc/dゾーンに位置します。精密割出・サーボ駆動はhゾーンに近づくことができますが、温度上昇と潤滑を同時に評価する必要があります。熱膨張を無視したゼロバックラッシ設計は、短時間の運転後に焼き付く可能性があります。

角度バックラッシと円周方向バックラッシの換算

換算は1つの式で表されます：θ′（分）≈ 6875.5 × jt / d。

2つの帰結があります。同じ隙間では、ピッチ円が大きいほど角度バックラッシは小さくなります。同じ直径では、隙間を半分にすると角度バックラッシも半分になります。したがって、小径の精密歯車は隙間に対してより敏感で、より厳しい歯厚公差が必要です。

工程ルートと歯厚への影響

歯厚はバックラッシの発生源であるため、バックラッシ制御は歯厚公差を管理することから始まります。工程ルートがその管理をどこまで押し進められるかを決めます。

• 工程 ホブ切り/シェービング：DIN 7~8
  • 歯厚一貫性への影響：歯厚変動が比較的大きい。バックラッシに鈍感な駆動に適する
• 工程 研削（バッチ）：GB 4~5
  • 歯厚一貫性への影響：歯厚公差を狭く保持、バッチ一貫性が良い
• 工程 研削：精度は客户图纸标注为准
  • 歯厚一貫性への影響：歯形とねじれを同時に修正。精密組み合わせに適する

熱処理は2つ目の変数です。浸炭焼入れは歯車に歪みを残し、その程度は材料、モジュール、形状に依存します。通常の手順は、研削取り代を残し、歪みを研削で除去し、歯車測定機で歯厚と基準円筒長さを記録し、測定値で相手歯車をグループ分けすることです。噛み合い試験機での最終バックラッシ検査が出荷前に行われ、検査報告書が同梱されます。

構造的バックラッシ防止オプション

製造精度だけでは不足する場合、精密機構はしばしば構造的な追加を得ます。

• バックラッシ防止方法 二枚歯車（ばね予圧）：2枚の歯車ディスクをオフセットし予圧して一方向のバックラッシを除去
  • 適合用途：軽荷重計器、サーボ駆動
  • 注意点：一方向のみ除去。予圧要素は高荷重で摩耗する
• バックラッシ防止方法 可変歯厚（テーパ）歯車：歯厚が軸方向にテーパし、軸方向調整でバックラッシを除去
  • 適合用途：割出機構、工作機械
  • 注意点：軸方向調整スペースが必要
• バックラッシ防止方法 偏心ブッシュによる中心距離：中心距離を減らすと直接隙間が減る
  • 適合用途：中心距離調整可能なハウジング
  • 注意点：最小中心距離に制限される
• バックラッシ防止方法 デュアルリードウォーム：ウォームの2つのフランクが異なるピッチを持ち、軸方向シフトで隙間を調整
  • 適合用途：ウォーム割出テーブル、回転テーブル
  • 注意点：調整は容易だが、ウォームは軸方向に移動可能でなければならない

PinyiGearの供給内容

平歯車とはすば円筒歯車は客户图纸标注为准で出荷します。研削精度およびバッチ生産の等級は図面に記載された公差等級に従います。かさ歯車はGB/T 11365を标注依据とし、ウォームギヤセットはZ1~Z6の歯形に対応します。材料の選択肢には、浸炭焼入れ20CrMnTi、調質42CrMo、窒化38CrMoAlがあります。検査項目と測定記録の範囲は図面レビューで確定します。

• カスタム平歯車
• カスタムはすば歯車
• かさ歯車
• ウォームギヤセット
• 歯車製造能力

図面と運転条件（動力、速度、反転頻度、運転温度）を送付してください。エンジニアリングチームがKISSsoftで計算し、歯厚公差、バックラッシグループ、工程ルートを提示します。PinyiGearに問い合わせるか、PinyiGearウェブサイトにアクセスして要件を送信してください。

選定手順

1. まず用途を確立する：駆動がどのくらいの頻度で反転するか、遭遇する温度範囲、負荷の性質 — その答えが位置決め駆動か動力駆動かを決める；
2. それをDIN 3967歯厚公差に変換する：ゾーン幅には数字を、バックラッシグループには文字を選ぶ；
3. ゼロバックラッシの露出を確認する：hゾーンでは、静的計算を信頼するのではなく熱膨張と油膜厚さを計算する；
4. 生産経路を決定する：バックラッシを厳しくする必要がある場合は研削、通常の駆動にはホブ切り＋シェービングと選択組み立て；
5. 検査項目を決める：測定された歯厚と基準円筒長さ、噛み合い試験機で検証されたバックラッシ、納品に添付される文書；
6. 精度だけでは不十分な場合に構造を追加する：製造公差を補完するように選ばれたバックラッシ防止機構。