DIN 3967 백래시 그룹과 기어 연삭의 역할
DIN 3967은 치아 두께 공차를 숫자 21-30과 문자 a-h로 표시하며, h 영역은 가장 작은 백래시를 제공합니다.
간단한 답변: 기어 쌍에서 백래시는 한 부재가 회전할 수 있는 각도이며, 상대 부재는 고정되어 있습니다. 이는 치아 얇아짐과 중심 거리 편차에서 발생합니다. DIN 3967은 치아 두께 공차를 숫자 뒤에 문자가 오는 형태로 표현합니다. 숫자 21–30은 공차 영역의 폭을 결정하고, 문자 a–h는 백래시의 크기를 결정하며, h 영역은 상한 편차가 0, 즉 거의 0에 가까운 최소 백래시를 가집니다. 각도 백래시의 경우, θ′ ≈ 6875.5 × jt / d이며, 여기서 jt는 mm 단위의 원주 백래시이고 d는 mm 단위의 피치 원 직경입니다. 현장에서 치아 두께 공차를 반복 가능하게 유지하는 것은 연삭 작업입니다. 연삭 정확도는 DIN 4-5에 도달하고, 배치 출력은 GB 4~5를 유지하며, 선택적 페어링 또는 백래시 방지 장치를 사용하면 정밀 인덱싱 메커니즘을 arcmin 범위까지 낮출 수 있습니다.
백래시의 정의와 세 가지 측정 기준
기어 쌍은 구동 방향이 바뀌는 순간 운동을 잃습니다. 이 손실된 운동이 각도로 표시되든 측면 간극으로 표시되든, 그것이 백래시입니다. 작동하는 맞물림에서 제로 간극은 선택 사항이 아닙니다. 윤활유 필름, 열팽창 및 생산 오차 모두 측면 사이에 공간을 필요로 하며, 이것이 없으면 기어는 회전하지 않습니다.
엔지니어링 실무에서 세 가지 양이 나타납니다:
- 원주 백래시 jt — 피치 원을 따라 측정된 측면 간극, mm 단위.
- 법선 백래시 jn — 측면에 수직으로 측정된 간극, mm 단위.
- 각도 백래시 θ — 한 기어가 고정된 동안 다른 기어가 자유롭게 회전하는 각도, arcmin 단위.
여기서 작은 것이 자동으로 더 좋은 것은 아닙니다. 인덱싱 및 위치 결정 메커니즘은 백래시를 낮게 유지하려는 반면, 동력 구동은 정상적인 양이 필요합니다. 측면에 오일 필름이 형성되어야 하고, 온도 상승이 중심 거리를 변화시키며, 너무 적은 간극은 고착으로 이어집니다. 이 두 가지 임무를 구분하는 것이 설계의 첫 번째 결정입니다.
DIN 3967 표기 읽기
기어 끼워맞춤(백래시) 시스템과 그 치아 두께 공차는 독일 표준 DIN 3967에 규정되어 있습니다. 표기에서 숫자가 먼저 오고 문자가 두 번째로 오며, 예를 들어 25c와 같습니다.
- 요소 번호: 치아 두께 공차 영역의 폭
- 범위: 21–30; 숫자가 높을수록 영역이 넓고 치아 두께 변동이 큽니다.
- 요소 문자: 치아 두께 공차 영역의 위치, 즉 백래시 크기
- 범위: a–h; a 영역은 가장 큰 백래시를 제공하고, h 영역은 상한 편차가 0이며 거의 0에 가까운 최소 백래시를 가집니다.
영역 선택은 설계 결정입니다. 일반 동력 구동은 정상 백래시를 위해 c/d 영역에 위치합니다. 정밀 인덱싱 및 서보 구동은 h 영역으로 이동할 수 있지만, 온도 상승과 윤활을 동시에 평가해야 합니다. 열팽창을 무시한 제로 백래시 설계는 짧은 작동 후 고착될 수 있습니다.
각도 백래시와 원주 백래시 간 변환
하나의 공식이 변환을 담당합니다: θ′ (arcmin) ≈ 6875.5 × jt / d.
| 각도 백래시 (arcmin) | 피치 원 직경 d (mm) | 원주 백래시 jt (mm) |
|---|---|---|
| ≈2.8 | 50 | 0.02 |
| ≈6.9 | 50 | 0.05 |
| ≈3.4 | 100 | 0.05 |
| ≈3.4 | 200 | 0.10 |
두 가지 결과가 따릅니다. 동일한 간극에서 피치 원이 클수록 각도 백래시가 작아집니다. 동일한 직경에서 간극을 절반으로 줄이면 각도 백래시도 절반이 됩니다. 따라서 소직경 정밀 기어는 간극에 더 민감하며 더 좁은 치아 두께 공차가 필요합니다.
공정 경로와 치아 두께에 미치는 영향
치아 두께는 백래시가 발생하는 곳이므로, 백래시 제어는 치아 두께 공차를 관리하는 것에서 시작합니다. 공정 경로는 그 제어를 어디까지 밀어붙일 수 있는지 결정합니다.
- 공정 호빙/셰이빙: DIN 7~8
- 치아 두께 일관성에 미치는 영향: 치아 두께 변동이 비교적 크며, 백래시에 둔감한 구동에 적합
- 공정 연삭 (배치): GB 4~5
- 치아 두께 일관성에 미치는 영향: 치아 두께 공차가 좁게 유지되어 배치 일관성이 우수
- 공정 연삭 (최상 단일 부품): DIN 4-5까지
- 치아 두께 일관성에 미치는 영향: 프로파일과 헬릭스를 함께 보정; 정밀 페어링에 적합
열처리는 두 번째 변수입니다. 침탄 및 담금질은 기어에 변형을 남기며, 그 정도는 재료, 모듈 및 형상에 따라 다릅니다. 일반적인 순서는 연삭을 위한 여유를 남기고, 변형을 연삭으로 제거한 다음, 기어 측정 센터에서 치아 두께와 베이스 탄젠트 길이를 기록하고 측정값에 따라 맞물리는 기어를 그룹으로 분류하는 것입니다. 맞물림 시험기에서 최종 백래시 검사를 거친 후 출하되며, 검사 보고서가 배송과 함께 제공됩니다.
구조적 백래시 방지 옵션
제조 정확도만으로 부족한 경우, 정밀 메커니즘은 종종 구조적 추가를 통해 보완합니다.
- 백래시 방지 방법 이중 기어 (스프링 예압): 두 개의 기어 디스크를 오프셋하고 예압하여 한 방향의 백래시를 제거
- 적합한 곳: 경부하 기기, 서보 구동
- 주의할 점: 한 방향만 제거; 예압 요소가 고부하에서 마모됨
- 백래시 방지 방법 가변 치아 두께 (테이퍼) 기어: 치아 두께가 축을 따라 테이퍼지며, 축 방향 조정으로 백래시 제거
- 적합한 곳: 인덱싱 메커니즘, 공작 기계
- 주의할 점: 축 방향 조정 공간 필요
- 백래시 방지 방법 중심 거리용 편심 부싱: 중심 거리를 줄이면 간극이 직접 감소
- 적합한 곳: 중심 거리 조정이 가능한 하우징
- 주의할 점: 최소 중심 거리에 의해 제한됨
- 백래시 방지 방법 듀얼 리드 웜: 웜의 두 측면이 서로 다른 피치를 가지며, 축 방향 이동으로 간극 조정
- 적합한 곳: 웜 인덱싱 테이블, 로터리 테이블
- 주의할 점: 조정이 쉽지만 웜이 축 방향으로 이동 가능해야 함
PinyiGear가 공급하는 것
스퍼 및 헬리컬 원통 기어는 고객 도면에 표기된 모듈과 외경 범위에 따라 PinyiGear에서 출하됩니다. 연삭 및 배치 생산의 정밀도 등급은 도면에 표기된 값을 기준으로 합니다. 베벨 기어는 도면에 표기된 정밀도 등급과 치수 범위를 기준으로 합니다. 웜 기어 세트는 도면에 표기된 치형 형식을 기준으로 하며, 청동 웜 휠이 강 웜과 맞물립니다. 재료 선택에는 침탄 및 담금질된 20CrMnTi, 담금질 및 뜨임된 42CrMo, 질화된 38CrMoAl이 있으며, 경도는 도면에 표기된 값을 기준으로 합니다. 기어 측정 센터, CMM, 경도 시험기 및 맞물림 시험기가 검사 구역에 있어 치아 두께, 베이스 탄젠트 길이 및 실제 백래시를 도면에 표기된 검사 요구 사항에 따라 측정하고 문서화합니다.
도면과 함께 작동 조건(동력, 속도, 반전 빈도, 작동 온도)을 보내주시면 엔지니어링 팀이 KISSsoft로 검토한 후 치아 두께 공차, 백래시 그룹 및 공정 경로를 제안해 드립니다. PinyiGear에 문의하거나 PinyiGear 웹사이트를 방문하여 요구 사항을 제출하세요.
선택 순서
- 먼저 임무를 설정합니다: 구동이 얼마나 자주 반전되는지, 어떤 온도 범위에 노출되는지, 부하의 성격 — 이 답이 위치 결정 구동인지 동력 구동인지를 결정합니다.
- 이를 DIN 3967 치아 두께 공차로 변환합니다: 영역 폭에 대한 숫자와 백래시 그룹에 대한 문자를 선택합니다.
- 제로 백래시 노출을 확인합니다: h 영역에서 정적 계산을 신뢰하기보다 열팽창과 오일 필름 두께를 계산합니다.
- 생산 경로를 확정합니다: 백래시를 좁게 유지해야 할 때는 연삭, 일반 구동에는 호빙 + 셰이빙과 선택적 조립.
- 검사할 항목을 정합니다: 측정된 치아 두께와 베이스 탄젠트 길이, 맞물림 시험기에서 검증된 백래시, 납품과 함께 제공되는 문서.
- 정확도만으로 충분하지 않은 곳에 구조를 추가합니다: 제조 공차를 보완하도록 선택된 백래시 방지 메커니즘.