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ウォームギア 基準 — DIN、ISO、AGMA:それぞれの測定基準とそれらの比較

米国の顧客図面ではAGMA 10が指定されています。一方、貴社ではDIN規格に準拠しています。どちらの規格がより厳格でしょうか?それぞれの規格は実際にどのようなパラメータを測定しているのでしょうか?このガイドでは、直接比較表と精度等級換算表を用いて、こうした疑問を解消します。

DIN 3975/3976ISO 1122-1AGMA 6022-C96DIN規格からAGMA規格への変換

円筒形ウォームホイール構造1

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3週間の遅延を引き起こした図面

韓国の機械メーカーは、米国のOEMから、AGMA品質クラス10を指定したウォームギアの図面を含む発注書を受け取った。同社の生産チームはこれをDIN 8と同等とみなした(これは一般的だが不正確な換算方法である)ため、それに従って製造を行った。ところが、米国のOEMによる受入検査で、部品は不合格となった。同社の座標測定機で測定したところ、リード偏差とプロファイル誤差はDIN 8の許容範囲内であったものの、特定のギアサイズにおけるAGMA 10の許容範囲を超えていた。再検査、新たな書類作成、部分的な再加工など、問題解決に3週間を要し、その費用はギアセット自体の価格を上回った。

エラーの原因は製造工程ではなく、変換方法にありました。DIN規格とAGMA規格の精度等級は、単純な1対1の対応関係ではありません。両者は重複する部分もありますが、完全に同一ではない歯車パラメータを測定しており、許容誤差値はモジュール径とピッチ径によって異なる値を示します。国際的な顧客やサプライヤーと取引するエンジニアリングチームにとって、それぞれの規格が実際に何を規定しているのか、そして変換が信頼できる部分とそうでない部分を理解することは不可欠です。

ウォームギア構造1
ウォームギア構造2

DIN 3975 および DIN 3976 — 欧州のベンチマーク

DIN 3975は、円筒形ウォームギアの幾何学的パラメータと用語(リード角、軸方向ピッチ、法線ピッチ、ピン上の歯厚、らせん方向、ウォーム形状パラメータ間の関係)を定義しています。DIN 3976は公差を規定しています。DIN 3976の精度等級は、クラス3(最高精度、市販品は稀)からクラス12(粗加工品)まであります。Korea Ever-Powerの標準供給品はクラス6からクラス12までで、位置決め用途向けにクラス5はご要望に応じて提供可能です。

各精度等級は、5つの主要パラメータに対する許容公差を定義します。これらの5つのパラメータは、ウォームねじの完全な幾何学的品質を捉えており、DIN 3976規格に基づきウォームギアの品質を完全に規定するために、追加のパラメータは必要ありません。

歯の輪郭のずれ Ff

通常の断面において、実際のウォームねじ山形状が理論上のインボリュート形状からずれていること。高いFf値は、荷重が噛み合い円弧全体に分散されるのではなく、局所的な接触点に集中する。これがウォームギアのかみ合い音の主な原因である。

リード偏差Fb

ピッチシリンダーに沿った実際のねじ山のリードと理論上のリードとのずれ。リードのばらつきは、ウォームの回転時に周期的な負荷変動を引き起こし、これが歯の周波数振動サイドバンドの原因となる。

シングルピッチ偏差 fp

個々の歯間幅が理論値からずれた値。各ピッチ誤差は、短い角加速度/角減速度パルスを発生させ、これらが合計されて複合伝達誤差となる。

全体のプロファイル偏差 Fa

全高調波を含むプロファイル誤差のピーク・トゥ・バレー振幅。振動および音響ノイズの計算に使用されます。ウォームギアの静音運転において最も重要なパラメータです。

歯厚偏差

ピッチシリンダのピン上で測定した、公称値からの歯厚の偏差。組み立て時のバックラッシュを直接制御します。歯厚が小さすぎるとクリアランスが増加し、大きすぎると歯先が干渉するリスクが高まります。


DIN規格の精度等級 ― 用途、製造方法、および換算

DINクラス AGMA 約 製造業 プロファイル開発 Ff (M5) リード開発者。Facebook 代表的な用途 韓国エバーパワーサプライ
DIN 5 AGMA 12+ 地面に敷き詰め、重ね塗り 4μm 6μm 手術用ロボット、計測機器、高精度位置決め装置 リクエストに応じてのみ
DIN 6 AGMA 11 ねじ山研磨 6μm 9 um ロボット関節、CNCインデクサ、高精度自動化 入手可能、4~6週間
DIN 7 AGMA 10 ねじ山研磨 9 um 14 um 包装インデクサー、ソーラートラッカー、協働ロボットジョイント 標準精度
DIN 8 AGMA 9 旋削仕上げ 14 um 20μm 産業用コンベア、工作機械、一般自動化 標準供給
DIN 9 AGMA 8 ホッブド 20μm 28μm 一般機械、農業機械、マテリアルハンドリング 標準供給
DIN 10 AGMA 7 ホッブド 28μm 40μm 重要度の低いドライブ、低速機器 標準供給
DIN 12 AGMA 6 カットしたままの状態 56μm 80μm 粗雑なアプリケーション、低速な時折使用するドライブ 標準供給

モジュール5のウォームにおける、中間ピッチ径でのプロファイルおよびリード偏差値を示します。値は、DIN 3976公差表に基づき、モジュールと直径に応じて変化します。


AGMA 6022-C96 — アメリカの参考資料

AGMA 6022-C96(円筒形ウォームギアの設計マニュアル)は、ウォームギアの設計と仕様に関する米国歯車製造業者協会(AGMA)の主要規格です。品質クラスはAGMA 6(最低精度)からAGMA 14(最高精度)まであり、DIN規格とは逆の番号付けになっていることに注意してください。DIN規格では、番号が小さいほど精度が高くなります。AGMA 14は最高精度、AGMA 6は粗加工の商用規格です。

主な方法論上の違い: AGMA 6022 は主に品質クラスを規定します 複合伝送誤差 テスト — 歯車転がり試験機で複数の歯にわたって測定される累積ピッチ変動。DIN 3976 では、CMM で個別に測定される個々のパラメータ許容値 (Ff、Fb、fp、As) が規定されています。歯車は、一方の規格を満たしながら、もう一方の規格でより重視されるパラメータにおいてわずかに高い偏差を示すことがあります。これは、特に許容値のスケーリング式が異なる非標準モジュールサイズの場合に顕著です。

重要な実務上のポイント: AGMAの番号付けはDINとは逆です。AGMA 8は より低い AGMA 12よりも精度が高い。DIN 8は より高い DIN 12よりも高精度です。図面を読む際は、クラス番号を解釈する前に、必ず参照されている規格を確認してください。AGMA 8(粗加工商用)とDIN 8(標準工業)を混同することは、国際的な歯車供給において最もよくある精度クラスの誤解釈です。


ウォームギアパラメータのCMM測定方法

ウォームギア構造4

最新のCMM(三次元測定機)は、回転プローブを用いてウォームねじの側面を規定の測定平面に沿ってトレースし、各測定点における理論的なインボリュート曲線からの偏差を記録します。測定は、軸方向の3箇所(リードの一貫性を確認するため)とプロファイル高さの2箇所(プロファイル形状を確認するため)で行われ、ねじ山1本あたり合計6箇所の測定となります。

プロファイル測定
CMMのスタイラスは、通常の断面でねじ山の側面をトレースします。各点における理論的なインボリュートからのずれがプロファイル誤差Ffです。
リード測定
CMMは、ねじ山の全長に沿って複数の角度ステップでねじ山の位置を記録します。リード偏差は、一定リードからの最大偏差から最小偏差を引いた値です。
ピン上の歯の厚さ
校正済みのピンをねじ穴に配置し、ピン上の測定値から幾何学的計算によって歯の厚さを求める。
ボア測定
3つの軸方向位置で測定した穴径×2つの垂直直径=6つの測定値により、H7規格への適合性が確認されました。

韓国エバーパワーにおける検査および品質検証

円筒形ウォームホイール構造2 ウォームギア構造3
ウォームギアワークショップ5 ウォームギアワークショップ6

ウォームギア図面の読み方 ― 必要なパラメータ

完全なウォームギア図面には、ギアの製造と検証に必要なすべてのパラメータが明記されている必要があります。パラメータが欠落している場合は図面の不備であり、製造開始前に追加する必要があります。精密供給を目的としたウォームギア図面には、以下のパラメータを必ず記載してください。

描画パラメータ シンボル それが欠けている場合に何が起こるか
軸方向モジュール メキシコ モジュールが間違っていると、歯のサイズが間違っていたり、中心距離が間違っていたり、ホイールと噛み合わなかったりします。
スタート回数 z1 開始カウントの誤りは、比率、効率、および自己ロック動作に影響を与えます。
ホイールの歯数 z2 カウントの間違いは比率と中心距離を変化させる
直径比 q ピッチ径d1 = mxqを決定し、リード角に影響を与える。
らせん方向 右または左 間違った手=90度の軸交差エラーまたは逆回転
法線圧力角 1 通常は20度。異なる値では歯の強度と噛み合い形状が変化する。
精密クラス DIN/AGMA 間違ったクラス=間違った許容範囲 ― 不良部品の拒否または受け入れ
歯厚公差 として 欠落=組み立て時の制御不能なバックラッシュ
表面仕上げ Ra 食品・医療・クリーンルームに関する要件への不遵守
中心距離許容値 許容誤差(±) ハウジング加工対象物。バックラッシュと接触品質に影響する。

韓国エバーパワー

CMM(三次元測定機)による測定結果が添付された規格準拠製品

合金鋼ウォームギアセット - 規格準拠
DIN 6~DIN 9 - CMMレポート付属
合金鋼ウォームギアセット - 規格準拠
韓国エバーパワーの合金鋼ウォームギアセットはすべて、DIN 3976の各パラメータの実際の測定値を記載したCMM検査レポートが付属しています。これは合否判定ではなく、測定された偏差値とDINクラスの許容差を比較するためのものです。エンジニアは、精度クラスの適合性を確認し、実際の測定データを使用して、DIN仕様を米国OEMの受入検査用のAGMAクラス適合性に変換できます。精度クラスのオプション:DIN 9標準、DIN 8精密工業用、DIN 7研削(自動化)、DIN 6高精度(リクエスト)。米国OEMの図面でAGMA品質クラスの文書化が要求される場合は、AGMA相当の適合性ステートメントが利用可能です。

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精密ウォームホイール - DIN規格図面準拠
プロファイルマッチング — コンタクトパターン写真付き
精密ウォームホイール - DIN規格図面準拠
設計図面でDINまたはAGMAの精度等級が指定されている場合、Korea Ever-Powerはそれに適合するウォームホイールを製造し、各DIN 3976公差への適合性を証明する文書を提供します。CMMレポートには、内径(H7適合性を確認する6つの測定点)、歯の振れ、および接触パターン被覆率が記載されます。韓国のOEMが米国の顧客に製品を供給する際によく見られるように、DIN規格で製造されたギアからAGMA形式の文書を必要とする顧客向けには、DIN規格で測定されたCMMデータから補足的なAGMA適合性証明書が作成されます。

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デュプレックスウォームギア - DIN規格に準拠した精密設計に関する詳細な資料
DIN 5~DIN 7 — 鉛含有量差認証済み
デュプレックスウォームギア - DIN規格に準拠した精密設計に関する詳細な資料
デュプレックスウォームには、標準規格DIN 3976に加えて、左右のねじ山間のリード差という、バックラッシュを軸方向にずらすことでバックラッシュを調整できるパラメータが1つ必要です。Korea Ever-Powerは、各デュプレックスセットごとにリード差を特定の値(範囲ではなく)として測定・認証しており、設置エンジニアが目標バックラッシュを実現するために必要な正確な軸方向のずれを計算できるようになっています。デュプレックスセットの標準精度等級はDIN 5~DIN 7です。完全なドキュメントには、リード差証明書、標準CMMレポート、および接触パターン写真が含まれます。

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規格に関するよくある質問

ウォームギアの規格と検査 ― 品質技術者からの質問

お客様の図面ではAGMA品質10が指定されています。韓国エバーパワー社は、この要件を満たすためにどのDIN規格の製品を製造していますか?+

AGMA 10は、一般的なウォームギアのモジュールと直径の組み合わせにおいて、おおよそDIN 7に相当します。Korea Ever-Powerは、AGMA 10相当のギアをDIN 7精度クラス(ウォームねじの研磨、DIN 3976公差の測定と報告)で製造しています。正確な関係はギアのサイズによって異なり、非常に小さなモジュール(M1~M2)ではDIN 7の方がAGMA 10よりも若干厳しい場合があります。大きなモジュール(M8以上)では、関係が異なる場合があります。お客様の図面でAGMA品質クラスが指定されている場合、Korea Ever-Powerは、DIN測定値とAGMAクラス適合性に関する声明書を提供し、実際の測定値の偏差が特定のギア寸法に対するAGMA 10の公差範囲内であることを確認します。

ウォームギアの仕様における品質等級と精度等級の違いは何ですか?+

これらは規格によって異なる用語で同じ概念を指しています。DIN 3976 では Qualitaetsstufe (品質等級) を使用し、英語では precision class と訳され、3~12 の番号が付けられ、番号が小さいほど精度が高くなります。AGMA では Quality Number (Q) を使用し、3~14 の番号が付けられ、番号が大きいほど精度が高くなります。番号付けは DIN とは逆になっているため、混乱を招くことがよくあります。ISO 10064-6 では、DIN と同様のシステムで精度等級を使用します。国際的に指定する場合は、常にどの番号付けシステムが使用されているかを確認してください。DIN 8 と AGMA 8 は同じ番号ですが、異なる精度レベルを表しています。DIN 8 は AGMA 8 よりもかなり高い精度です。

Korea Ever-PowerはAGMA規格の検査報告書を提供していますか、それともDIN規格のCMM検査報告書のみですか?+

標準CMMレポートはDIN 3976形式で、測定値とDIN許容差を報告します。米国のお客様がAGMA形式の適合性文書を要求される場合、Korea Ever-PowerはDIN測定値からAGMAクラス適合性ステートメントを作成し、測定されたプロファイル偏差、リード偏差、およびピッチ変動が、特定のモジュールとピッチ径における指定された品質番号のAGMA許容差を満たしていることを確認します。このサービスは、注文時にAGMA文書を要求された場合は追加料金なしでご利用いただけます。出荷後にAGMA文書を要求された場合は、3~5営業日かかります。

ウォームギアのバックラッシュはどのように測定され、検査報告書に記載されますか?+

ウォームギアのバックラッシュは、入力軸を固定し、出力軸(ウォームホイール軸)を規定の基準トルクで交互に両方向に回転させたときの出力軸の角度移動を度数で測定します。測定は、理論上の中心距離にあるギアメッシュテスト装置で行われます。角度単位のバックラッシュは、ホイールピッチ半径で直線に変換されます。Korea Ever-Powerは、精度クラスDIN 7以上の接触パターンテストの一環として、組立テスト装置でバックラッシュを測定します。接触パターンの写真とバックラッシュの測定値は、納品文書に含まれています。標準供給(DIN 8-9)には接触パターン文書が含まれます。バックラッシュの測定は、ご要望に応じて提供いたします。

CMMレポートにおける「全プロファイル偏差Fa」とは何を意味し、ギアノイズにどのような影響を与えるのでしょうか?+

全プロファイル偏差 Fa は、標準断面におけるプロファイル誤差のピーク・トゥ・バレー振幅、すなわち理論的なインボリュートに対する実際のプロファイルの最高点と最低点の代数差です。Fa が小さいということは、ねじプロファイルが理論値に非常に近いことを意味し、荷重が噛み合い接触円弧全体に均一に分散されます。Fa が大きいということは、局所的な高低点によって高点に荷重が集中し、ヘルツ接触応力が増加し、摩擦が増大し、噛み合い周波数で伝達誤差パルスが発生します。Fa はウォームギアの噛み合いノイズの主な原因であり、ねじ研削(DIN 7 対 DIN 9)によって Fa を低減することが、ウォームギアの音響出力を低減するための最も効果的な単一の対策です。

ウォームギアの歯厚測定に関するDIN規格は何ですか?+

ウォームの歯厚は、DIN 3960 に規定されているボール(またはピン)測定法によって測定され、DIN 3975 を介してウォームギアに適用されます。規定の直径の校正済みボールをねじ溝に配置し、直径方向に反対側の別のボールでボール上の寸法を測定することで、歯厚を算出します。ボールの直径は、ピッチシリンダでの接触を確保するために、標準モジュールと圧力角に応じて選択されます。Korea Ever-Power では、ねじ側面形状とリードの測定にタッチプローブスタイラスを備えた CNC ギア測定センターを使用し、ブランク段階とねじ研削後の両方で、歯厚の検証にピン測定を併用しています。これらの両方の測定値は、CMM 検査レポートに記載されます。

同じ仕様のウォームギアを2つの供給元から調達する場合、2つの供給元間で互換性を確保するにはどうすればよいでしょうか?+

仕様は、独自の指定ではなく、国際標準公差で定義してください。モジュール(正確な値)、歯数、ねじれ方向、圧力角(20度標準)、精度等級(DIN等級番号)、H7(正確な直径)までの穴径、DIN 6885A に準拠したキー溝、およびヒート番号トレーサビリティを備えた組成標準に準拠した材料を指定してください。両サプライヤーは、同じ CMM 検査レポート形式に準拠していることを証明する必要があります。初期認定では、合否レポートだけでなく、両サプライヤーの実際の測定値を比較して、同等の形状が達成されていることを確認してください。生産数量を決定する前に互換性を確認する最も確実な方法は、2 つのサプライヤーの CMM レポート間で最初の製品の寸法相関レビューを行うことです。

Korea Ever-Powerが規格に準拠したCMMレポートを作成するために、最低限必要な情報は何ですか?+

DIN 3976に準拠したCMMレポートを発行するために、Korea Ever-Powerは、モジュールm、スタート数z1、ホイール歯数z2、法線圧力角an、直径比q(またはピッチ直径d1)、指定精度クラス(DIN等級番号)、および公差付き内径を必要とします。これらのパラメータがあれば、各測定パラメータのDIN 3976公差値を算出し、測定偏差が適合しているかどうかを評価できます。注文仕様書にいずれかのパラメータが欠落している場合は、Korea Ever-Powerはレポート発行前にそのパラメータを要求します。仕様が確認されていないレポートは、有効な品質文書とはみなされません。

規格に準拠した供給品、完全なCMMドキュメント付き

精度等級(DINまたはAGMA)を指定してください。Korea Ever-Powerは、注文前に供給能力、CMMレポートのフォーマット、およびAGMA変換ドキュメントの入手可能性を確認します。

編集者: Cxm