ヘリカルギアのバックラッシュとは何ですか？
反発は ヘリカルギア バックラッシュとは、駆動歯面が設計中心距離で接触しているときの、非駆動歯面間の全隙間のことです。より正確に言うと、噛み合う歯車の一方が固定されているとき、バックラッシュとは、もう一方の歯車が両側の歯面が接触することなく回転できる角度範囲のことです。これは、熱膨張、製造公差、油膜の空間、組み立て誤差を許容し、駆動方向が反転したときや、ハウジングの熱膨張によって中心距離がわずかに拡大したときに歯同士が干渉するのを防ぐために、噛み合いに組み込まれたクリアランスです。
バックラッシュは、ピッチ円上で直線変位 j_t (横方向平面バックラッシュ、単位：mm) またはギア軸上で角度遊び j_α (単位：分角またはミリラジアン) として測定されます。両者の関係は、j_α = 2 × j_t / d₁ で表されます。ここで、d₁ はピッチ直径です。調達および検査の目的では、バックラッシュはほとんどの場合、j_t または公称値からの歯厚偏差として指定されます。
反発現象が存在する理由 ― 4つの工学的理由
ギアボックスが冷間始動から作動温度まで加熱されるにつれて、ギア中心距離はハウジング材料の熱膨張係数（鋳鉄：11 µm/m·°C、アルミニウム：23 µm/m·°C）によって決まる速度で増加します。中心距離が200 mmで温度上昇が50°Cの鋳鉄製ハウジングの場合、ΔC = 11 × 10⁻⁶ × 200 × 50 = 0.11 mmとなります。バックラッシュがない場合、この熱膨張によって歯面が干渉し、焼き付きが発生します。
歯車やハウジングは、公称寸法と完全に一致するように製造されるわけではありません。中心距離、歯厚、歯ピッチ径にはそれぞれ製造公差があります。バックラッシュは、これらの公差の最悪の組み合わせに対応しつつ、歯の干渉を起こさないように設計されています。最小バックラッシュは、最悪の公差の累積値を超えるように設計されています。
非駆動歯面（噛み合いの緩み側）間のEHL油膜は、アイドル歯面圧力によって油が押し出されるのを防ぐためにクリアランスが必要である。高速回転時 ヘリカルギア 駆動系において、遊び側のバックラッシュが不十分だと、油膜圧力の振動が発生し、騒音の原因となることがある。
ギアオイル中の小さな摩耗粒子や汚染粒子は、非接触面ゾーンを詰まることなく通過できなければなりません。バックラッシュが非常に小さいギアは、粒子が排出される際に衝撃荷重が発生する粒子誘発性の詰まりを起こしやすいです。これが、バックラッシュが小さいギアが ヘリカルギア また、用途によっては、非常に細かい油のろ過も必要となる。
バックラッシュの制御方法 ― 歯の厚さと中心距離
反発は ヘリカルギア バックラッシュは、2つの独立変数によって決定されます。各歯車の歯厚（法線平面で法線弦歯厚s_nとして測定）と、歯車が組み立てられる実際の中心距離です。これらの変数と結果として生じるバックラッシュの関係は次のとおりです。
j_n = (s_n_nominal − s_n_actual_pinion − s_n_actual_gear) × cos α_n
実際には、バックラッシュは主に歯の厚さを指定することによって制御されます。 偏差 公称値からわずかにずらすことで、歯車の歯を理想的なインボリュート公称厚さよりもわずかに薄くします。DIN 3967は、実際の歯の厚さが公称値に対してどれだけ薄くてもよいかを定義する、歯厚公差クラスの標準化されたシステムを提供します。
DIN 3967 歯厚公差システム
DIN 3967は、歯の厚さ公差を規定しています。 ヘリカルギア 公称歯厚からの偏差は、上側偏差 A_s（最大許容歯厚が公称値よりどれだけ薄いか）と下側偏差 A_i（最小許容歯厚が公称値よりどれだけ薄いか）の 2 つとして表されます。A_s と A_i はどちらも負の値です（バックラッシュを確保するため、実際の歯厚は常に公称値より薄くなります）。歯厚公差 T_s = A_s − A_i となります。
| DIN 3967クラス | 説明 | 典型的なj_nの範囲（Mn=5、α_n=20°の場合） | 応用 |
|---|---|---|---|
| d（非常に大きい） | 非常に大きなバックラッシュ許容値 | 0.30～0.60 mm | 重くて低速な産業用ドライブ。大きな温度変化。組み立てが容易。 |
| e（大） | 大きなバックラッシュ | 0.20～0.40 mm | 標準的な産業用ギアボックス（クレーンホイスト、コンベア、ポンプなど） |
| f（通常） | 通常のバックラッシュ | 0.14～0.28 mm | 一般機械、標準密閉型ギアボックス - 最も一般的な仕様 |
| g（狭義） | バックラッシュが狭い | 0.08～0.18 mm | 精密機械、工作機械（非位置決め軸） |
| h（タイト） | タイト — ゼロから最小限 | 0.00～0.10 mm | CNC位置決め軸、回転テーブル、印刷機位置合わせ駆動装置、反転機能付きサーボアプリケーション |
標準バックラッシュとタイトバックラッシュ ― それぞれが適切な場合
ヘリカルギアの歯の詳細 ― バックラッシュとは、駆動歯面が接触しているときに非駆動歯面（緩み側）に生じる隙間のことです。これは、ピッチ円における通常の弦歯厚s_nとして測定される、公称値に対する実際の歯厚によって決まります。
標準バックラッシュ（DIN 3967 クラス e/f）—動力伝達装置
標準バックラッシュ（DIN 3967 のクラス e または f）は、大多数の場合の正しい仕様です。 ヘリカルギア 動力伝達駆動装置 ― クレーン、コンベア、コンプレッサー、ポンプ、ファン、および一般的な密閉型ギアボックス。クラス f (標準) では、約 0.1 ～ 0.25 mm のバックラッシュにより、熱膨張のための十分なクリアランスが確保され、製造公差に対応し、潤滑油膜が正しく機能することができます。標準バックラッシュは、一方向またはまれに反転する駆動装置では動作上の問題を引き起こしません。反転が遅い場合やまれな場合、ギャップが小さすぎて音の衝撃が発生しないためです。
タイトなバックラッシュ（DIN 3967 クラス g/h）—重要な場面で
バックラッシュが小さいことが求められる特定のアプリケーションカテゴリは2つあり、どちらも ヘリカルギア 頻繁に方向転換するペア、および出力軸の角度位置精度が重要な場合：
- CNC工作機械の位置決め軸： CNC工作機械のX、Y、Z軸はラックアンドピニオンまたはボールねじ駆動を使用し、 ヘリカルギア サーボギアボックス内。ギア列のバックラッシュは、軸の方向が反転したときにロスモーションとして現れます。テーブルが動き始める前にモーターがバックラッシュギャップを通過するため、ツールの位置誤差はバックラッシュをギア比で割った値になります。クラスgまたはhのバックラッシュ（通常、サーボギアボックスギアMn = 2～4の場合、j_n = 0.01～0.04 mm）は、このロスモーションを軸位置決め繰り返し精度目標（通常、±1～5 µm）以下に制限します。
- 印刷機および包装機の駆動装置： 多色印刷機では、毎時10,000枚以上の速度で、正確な見当合わせ（色ごとの位置合わせ）が求められます。圧胴を駆動するギアトレインにバックラッシュがあると、振動駆動部の反転速度に応じて周期的な見当ずれが発生します。印刷機の圧胴駆動部では、クラスgのバックラッシュが標準とされています。
反発を実際にどのように測定するか
検証には3つの実用的な方法が使用されます ヘリカルギア 生産および受入検査における反発：
| 方法 | 仕組み | 最適な用途 | 制限 |
|---|---|---|---|
| 歯車分析装置（歯厚測定） | ギアアナライザーで実際の歯厚偏差（A_s、A_i）を測定し、両方のギアの測定値から予想されるバックラッシュを計算します。 | 生産検査、組み立て前の緩んだギアの受入検査 | ハウジング内の実際の中心距離のばらつきは考慮されていません |
| メッシュ状の鉛ゲージ（シックネスゲージ） | 駆動歯面が完全に接触した状態で、非駆動歯面間にシックネスゲージを挿入します。ゲージが通過する最大厚さがバックラッシュです。 | 組み立て済みギアボックスの現場測定。迅速かつ低コスト。 | 歯幅の広いヘリカルギアには難しい（ゲージは対角線上の接触線全体に沿って接触する必要がある） |
| ギアリム上のダイヤルインジケーター | 一方のギアを固定し、噛み合うギアを前後に揺動させる。インジケータの読み値は、ピッチ円直径におけるバックラッシュに等しい。 | 組み立て済みのギアボックス。ハウジング中心距離を含む実際の動作バックラッシュを測定。 | 両方のギアリムに同時にアクセスする必要がある。ギアのかみ合いが開いているか、アクセス可能な場合にのみ実用的である。 |
耐用年数を通してバックラッシュが増加する仕組み
として ヘリカルギア 歯車ペアは使用寿命を通じて摩耗し、両方の歯面が徐々に摩耗して実際の歯厚が減少し、バックラッシュが増加します。潤滑油が十分に塗布された軟質歯面（QT HB 280）の産業用ギアボックスでは、通常の摩耗により、中程度の負荷で連続運転した場合、バックラッシュは年間約0.005～0.020 mmずつ増加します。バックラッシュが元の設計値の約3倍を超えると、負荷反転時のスラック側衝撃力が増加するため、ギアノイズが顕著に増加し、衝撃による動的過負荷により歯根曲げ応力が増加します。したがって、バックラッシュ測定は有用な状態監視パラメータであり、バックラッシュ率の増加は摩耗の加速を示し、メンテナンスの必要性が近づいていることを知らせます。
ヘリカルギア図面におけるバックラッシュの指定
バックラッシュは ヘリカルギア DIN 3967に基づく歯厚偏差等級表記による図面。正しい図面表記は、歯車データ表に以下のように表示されます。
歯厚偏差クラス：DIN 3967 − [バックラッシュクラス][公差クラス]
例：DIN 3967 − ef（バックラッシュクラスe、歯厚公差f）
2 つの文字は、最初の文字がバックラッシュ クラス (a ～ d = 大きい、e、f = 標準、g、h = 小さい) であり、2 番目の文字が歯厚公差 (最大歯厚から最小歯厚までのバンドの幅) であることを指定します。一般的な仕様は、 ヘリカルギア: DIN 3967 − ef (標準産業用)、DIN 3967 − fg (精密産業用)、DIN 3967 − gh (サーボ/位置決め用)。
韓国エバーパワー ― あらゆる注文において、反発要因を明記し検証済み
韓国エバーパワーグラウンド ヘリカルギア — DIN 3967に基づく歯厚偏差は、歯車アナライザーで測定され、検査証明書に記載されます。バックラッシュ等級の確認は、すべての精密部品注文の標準文書に含まれています。
Korea Ever-Powerは、すべての製品に対して適切なDIN 3967バックラッシュクラスを指定しています。 ヘリカルカットギア 注文 — アプリケーションタイプ（標準動力伝達 vs 位置決めサーボ）に適したクラスを確認し、ギアアナライザー測定により実際の歯厚偏差を検証します。 ヘリカルギアメーカーバックラッシュ等級は、各注文に付属する検査証明書で確認できます。
よくある質問
いいえ、DIN精度等級（DIN 3962）とバックラッシュ等級（DIN 3967）は独立した仕様です。歯車は、標準バックラッシュ（等級e/f）のDIN等級5精度、またはタイトバックラッシュ（等級g/h）のDIN等級8精度のいずれかになります。精度等級は、歯形、リード、ピッチが理想的な形状にどれだけ近いかを示し、バックラッシュ等級は、実際の歯の厚さが公称厚さに対してどれだけ薄いかを示します。どちらも図面に明記する必要があり、どちらか一方だけでは他方は保証されません。
が ヘリカルギア ギアボックスが温まると、ハウジングが膨張し、中心距離が増加します。歯厚が一定の場合、バックラッシュ j_n ∝ (C − C_design) となるため、C を増加させるとバックラッシュも増加します。ギアの歯自体も膨張しますが、鋳鉄製ハウジング内の一般的な鋼製ギアの場合、ハウジングの中心距離はギアのピッチ径よりも比例的に大きくなります。これは、動作温度ではハウジングの長さが長くなるためです (中心距離 200 mm に対し、ギア半径は 40 mm)。つまり、バックラッシュは動作温度で常に冷間組立時よりも大きくなるため、最小バックラッシュは冷間組立時ではなく動作温度で設計する必要があります。
標準的なシングルでは真のゼロバックラッシュは実現できません ヘリカルギア 製造公差と熱膨張要件のためペアリングされます。実現可能なこと：バックラッシュ防止 ヘリカルギア バックラッシュを解消するためにバネ式の軸方向予圧を使用するペアリングでは、一方のギアが軸方向に2つに分割され、バネが一方の半分を相手側のギアに押し付けて、緩み側の隙間をなくします。この方式は、位置決め用途においてほぼゼロのバックラッシュを実現しますが、一定の予圧力による歯面摩耗率の増加と、予圧摩擦による駆動トルク損失の増加という欠点があります。
ほとんどの一般的な産業用動力伝達 ヘリカルギア 交換部品（クレーンホイスト、コンベヤ駆動装置、ポンプギアボックス、ファン駆動装置など）には、DIN 3967 クラス e（大型）またはクラス f（標準）が適しています。クラス e は、元のギアボックスハウジングが摩耗しており、実際の中心距離が公称値よりわずかに大きい場合（新しいハウジングよりもバックラッシュマージンが小さくなる場合）に推奨されます。クラス f は、新しいハウジングおよび良好なハウジング内の交換用ギアの標準です。アプリケーションがサーボ駆動装置または位置決め駆動装置であることが確認されている場合にのみ、クラス g または h を指定してください。必要以上にバックラッシュを小さくすると、組み立てが困難になり、動作上の利点がないまま摩耗が加速します。
ヘリカルギアに適したバックラッシュクラスを指定してください
用途の種類、動作温度範囲、負荷がかかった状態で駆動装置が逆転するかどうかをお知らせください。Korea Ever-Powerは、正しいDIN 3967バックラッシュ等級を確認し、製造図面に明記するとともに、すべての注文についてギアアナライザーによる測定で実際の歯厚偏差を検証します。
DIN 3967規格a～hクラス対応・歯車アナライザーによる歯厚測定・バックラッシュ証明書・最小注文数量1個
編集者: Cxm
