Séria znalostí · B8 · Štandardy a meranie

Šnekový prevod Normy — DIN, ISO a AGMA: Čo každá z nich meria a ako sa porovnávajú

Výkres zákazníka z USA špecifikuje normu AGMA 10. Vaša dielňa pracuje podľa normy DIN. Ktorá je prísnejšia? Aké parametre každá norma v skutočnosti meria? Táto príručka rieši nejasnosti pomocou priamej porovnávacej tabuľky a prevodného referenčného čísla triedy presnosti.

DIN 3975/3976ISO 1122-1AGMA 6022-C96Konverzia DIN na AGMA

Štruktúra valcového závitovkového kolesa 1

⚙ Korea Ever-Power Worm Gear Co., LtdAnsan-si, Gyeonggi-do, [email protected]

Kresba, ktorá spôsobila trojtýždňové meškanie

Kórejský výrobca strojov dostal od amerického výrobcu originálneho zariadenia (OEM) objednávku s výkresom závitovkového kolesa špecifikujúcim triedu kvality AGMA 10. Ich výrobný tím to považoval za ekvivalent DIN 8 – bežnej, ale nepresnej konverzie – a podľa toho vyrobil. Vstupná kontrola amerického výrobcu originálneho zariadenia diely zamietla: ich súradnicový merací stroj zistil odchýlku stúpania a chyby profilu v rámci tolerancie DIN 8, ale mimo tolerancie AGMA 10 pre konkrétnu veľkosť ozubeného kolesa. Trojtýždňové oneskorenie pri riešení problému – opätovná kontrola, nová dokumentácia, čiastočné prepracovanie – stálo viac ako samotné ozubené koleso.

Chyba nebola vo výrobe. Bola v konverzii. Triedy presnosti DIN a AGMA nie sú jednoduché prevody 1:1. Merajú prekrývajúce sa, ale nie identické sady parametrov ozubených kolies a ich hodnoty tolerancií sa líšia v závislosti od modulu a priemeru rozstupu. Pochopenie toho, čo každá norma v skutočnosti špecifikuje – a kde je ich konverzia spoľahlivá a kde zlyháva – je nevyhnutné pre každý inžiniersky tím, ktorý pracuje s medzinárodnými zákazníkmi alebo dodávateľmi.

konštrukcia závitovkového prevodu 1
konštrukcia závitovkového prevodu 2

DIN 3975 a DIN 3976 – európsky štandard

Norma DIN 3975 definuje geometrické parametre a terminológiu pre valcové závitovkové prevody – uhol stúpania, axiálny rozstup, normálový rozstup, hrúbku zuba nad čapmi, smer špirály a vzťahy medzi parametrami geometrie závitovky. Norma DIN 3976 špecifikuje tolerancie. Triedy presnosti v norme DIN 3976 siahajú od triedy 3 (najvyššia presnosť, zriedkavo vyrábaná komerčne) až po triedu 12 (hrubá komerčná presnosť). Štandardná dodávka spoločnosti Korea Ever-Power pokrýva triedy 6 až triedu 12, pričom trieda 5 je k dispozícii pre polohovacie aplikácie na požiadanie.

Každá trieda presnosti definuje prípustné tolerancie pre päť primárnych parametrov. Týchto päť parametrov zachytáva celkovú geometrickú kvalitu závitovkového prevodu – na úplnú špecifikáciu kvality závitovkového prevodu podľa normy DIN 3976 nie sú potrebné žiadne ďalšie parametre.

Odchýlka profilu zuba Ff

Odchýlka skutočného profilu závitu závitovky od teoretickej evolventy v normálovej časti. Vysoká hodnota Ff sústreďuje zaťaženie na lokálne kontaktné body, namiesto toho, aby ho rozložila po celom oblúku záberu. Primárny zdroj hluku záberu závitovkového kolesa.

Odchýlka vedenia Fb

Odchýlka skutočného stúpania závitu od teoretického stúpania pozdĺž rozstupového valca. Nekonzistentné stúpanie spôsobuje periodické zmeny zaťaženia pri otáčaní závitovky – zdroj postranných pásiem vibrácií na frekvencii zubov.

Odchýlka jedného nábehu fp

Odchýlka šírky medzier medzi jednotlivými zubami od teoretickej hodnoty. Každá chyba rozstupu vytvára krátky impulz uhlového zrýchlenia/spomalenia – tieto sa sčítajú do zloženej chyby prenosu.

Celková odchýlka profilu Fa

Amplitúda chyby profilu od špičky po údolie vrátane všetkých harmonických. Používa sa pri výpočtoch vibrácií a akustického hluku. Najdôležitejší parameter pre tichú prevádzku závitovkového prevodu.

Odchýlka hrúbky zuba ako

Odchýlka hrúbky zuba od menovitej hodnoty, meraná na čapoch na rozstupovom valci. Priamo kontroluje vôľu v zostave – poddimenzovaný zub zvyšuje vôľu; naddimenzovaný zub riskuje interferenciu hrotu zuba.


Triedy presnosti DIN – aplikácie, výrobné metódy a konverzie

Trieda DIN AGMA Približne. Výroba Vývoj profilu Ff (M5) Vedúci vývojár na Facebooku Typická aplikácia Kórejský zdroj Ever-Power
DIN 5 AGMA 12+ Brúsené + lapované 4 µm 6 μm Chirurgické roboty, metrológia, vysoko presné polohovadlá Len na požiadanie
DIN 6 AGMA 11 Závit brúsený 6 μm 9 um Robotické kĺby, CNC deliace zariadenia, vysoko presná automatizácia K dispozícii, 4-6 týždňov
DIN 7 AGMA 10 Závit brúsený 9 um 14 μm Indexátory obalov, solárne sledovače, spoje kobotov Štandardná presnosť
DIN 8 AGMA 9 Odvaľovacia/sústružená povrchová úprava 14 μm 20 μm Priemyselné dopravníky, obrábacie stroje, všeobecná automatizácia Štandardná dodávka
DIN 9 AGMA 8 Odvaľované 20 μm 28 μm Všeobecné stroje, poľnohospodárske, manipulácia s materiálom Štandardná dodávka
DIN 10 AGMA 7 Odvaľované 28 μm 40 μm Nekritické pohony, nízkorýchlostné zariadenia Štandardná dodávka
DIN 12 AGMA 6 As-cut 56 μm 80 μm Náročné použitie, pomalé príležitostne používané disky Štandardná dodávka

Hodnoty odchýlky profilu a stúpania sú zobrazené pre závitovku modulu 5 pri strednom rozsahu priemeru rozstupu. Hodnoty sú v mierke s modulom a priemerom podľa tolerančných tabuliek DIN 3976.


AGMA 6022-C96 – Americká referenčná norma

AGMA 6022-C96 (Konštrukčná príručka pre valcové závitovkové prevody) je hlavnou normou Americkej asociácie výrobcov prevodov (American Gear Manufacturers Association) pre návrh a špecifikáciu závitovkových prevodov. Triedy kvality siahajú od AGMA 6 (najnižšia) do AGMA 14 (najvyššia presnosť) – všimnite si obrátené číslovanie vzhľadom na DIN, kde nižšie čísla označujú vyššiu presnosť. AGMA 14 = najvyššia presnosť, AGMA 6 = hrubá komerčná presnosť.

Kľúčový metodologický rozdiel: AGMA 6022 špecifikuje triedy kvality predovšetkým prostredníctvom chyba zloženého prenosu test – kumulovaná zmena rozstupu meraná na viacerých zuboch testerom ozubených kolies. Norma DIN 3976 špecifikuje tolerancie jednotlivých parametrov (Ff, Fb, fp, As) merané samostatne pomocou súradnicového meracieho prístroja (CMM). Ozubené koleso môže spĺňať jednu normu a zároveň vykazovať mierne vyššiu odchýlku v parametri, na ktorý má druhá norma väčšiu váhu – najmä pri neštandardných veľkostiach modulov, kde sa vzorce na škálovanie tolerancií líšia.

Kritický praktický bod: Číslovanie AGMA je opačné ako DIN. AGMA 8 je nižšie presnejšia ako AGMA 12; DIN 8 je vyššie presnejšie ako DIN 12. Pri čítaní výkresu si vždy pred interpretáciou čísla triedy všimnite, na ktorú normu sa odkazuje. Zamieňanie AGMA 8 (hrubá komerčná) s DIN 8 (štandardná priemyselná) je najčastejšou chybnou interpretáciou triedy presnosti v medzinárodných dodávkach ozubených kolies.


Metódy merania parametrov závitovkových prevodov pomocou súradnicového meracieho prístroja (CMM)

konštrukcia závitovkového prevodu 4

Moderné meranie na súradnicovom meracom stroji (CMM) pomocou rotačnej sondy sleduje bok závitu závitovky v definovaných meracích rovinách a zaznamenáva odchýlku od teoretickej evolventy v každom meranom bode. Meranie sa vykonáva v troch axiálnych polohách (na kontrolu konzistencie stúpania) a dvoch polohách výšky profilu (na kontrolu tvaru profilu), čo predstavuje celkovo šesť meracích úsekov na začiatok závitu.

Meranie profilu
Dotykový hrot súradnicového meracieho prístroja sleduje bok závitu v normálovom reze. Odchýlka od teoretickej evolventy v každom bode je chyba profilu Ff.
Meranie potenciálnych zákazníkov
Súradnicový merací stroj zaznamenáva polohu závitu vo viacerých uhlových krokoch pozdĺž celej dĺžky závitu. Odchýlka stúpania je maximálna mínus minimálna odchýlka od konštantného stúpania.
Hrúbka zuba nad čapmi
Kalibrovaný kolík umiestnený v závitovom priestore; meranie nad kolíkom udáva hrúbku zuba geometrickým výpočtom.
Meranie otvoru
Vrt meraný v 3 axiálnych polohách x 2 kolmé priemery = 6 meraní potvrdzujúcich zhodu s H7.

Kontrola a overovanie kvality v spoločnosti Korea Ever-Power

Štruktúra valcového závitovkového kolesa 2 konštrukcia závitovkového prevodu 3
dielňa na výrobu závitovkových prevodov 5 dielňa na výrobu závitovkových prevodov 6

Čítanie výkresu závitovkového prevodu – požadované parametre

Úplný výkres závitovkového prevodu špecifikuje všetky parametre potrebné na výrobu a overenie prevodu. Chýbajúce parametre sa považujú za nedostatok výkresu – mali by sa doplniť pred začatím výroby. Nasledujúce parametre musia byť uvedené na každom výkrese závitovkového prevodu určenom na presné dodanie.

Parameter výkresu Symbol Čo spôsobuje jeho absencia
Axiálny modul mx Nesprávny modul = nesprávna veľkosť zuba, nesprávna stredová vzdialenosť, nesprávne párovanie s kotúčom
Počet štartov z1 Nesprávny počet štartov mení prevodový pomer, účinnosť a správanie sa samosvorného systému
Počet zubov kolesa z2 Nesprávny počet zmení pomer a stredovú vzdialenosť
Podiel priemeru q Určuje priemer rozstupu d1 = mxq; ovplyvňuje uhol nábehu
Smer špirály P alebo L Nesprávna ruka = ​​chyba kríženia hriadeľa o 90 stupňov alebo obrátená rotácia
Normálny uhol tlaku jeden Typicky 20 stupňov; rôzne hodnoty menia pevnosť zubov a geometriu siete
Trieda presnosti DIN/AGMA Nesprávna trieda = nesprávna tolerancia – odmietnutie alebo prijatie chybných dielov
Tolerancia hrúbky zuba Ako Chýba = nekontrolovaná vôľa v zostave
Povrchová úprava Ra Ra Nedodržiavanie požiadaviek na potraviny/medicínske predpisy/čisté priestory
Tolerancia stredovej vzdialenosti +/- mýto Cieľ obrábania puzdra; ovplyvňuje vôľu a kvalitu kontaktu

Kórea Ever-Power

Produkty spĺňajúce normy s dokumentáciou pre CMM

Závitovkové koleso z legovanej ocele -- dokumentované normami
DIN 6 až DIN 9 – Súčasťou je správa o CMM
Závitovkové koleso z legovanej ocele – dokumentované normami
Každá závitovková prevodovka z legovanej ocele Korea Ever-Power sa dodáva so správou o kontrole súradnicovým meracím strojom (CMM), ktorá dokumentuje skutočne namerané hodnoty pre každý parameter podľa normy DIN 3976 – nie je to vyhlásenie o splnení/nevyhovujúcom teste, ale namerané hodnoty odchýlok spolu s toleranciou triedy DIN na porovnanie. Inžinieri môžu potvrdiť zhodu s triedou presnosti a použiť skutočne namerané údaje pri prevode špecifikácie DIN na zhodu s triedou AGMA pre vstupnú kontrolu výrobcu originálnych dielov v USA. Možnosti triedy presnosti: štandardná DIN 9, presná priemyselná DIN 8, brúsená DIN 7 (automatizácia), vysoká presnosť DIN 6 (na požiadanie). Vyhlásenia o zhode ekvivalentné AGMA sú k dispozícii, keď výkresy výrobcu originálnych dielov v USA vyžadujú dokumentáciu o triede kvality AGMA.

Zobraziť špecifikácie

Presné závitovkové koleso -- v súlade s výkresmi DIN
Zhoda profilu – Súčasťou je fotografia kontaktného vzoru
Presné závitovkové koleso – v súlade s výkresmi DIN
Ak technické výkresy špecifikujú triedu presnosti DIN alebo AGMA, spoločnosť Korea Ever-Power vyrobí zodpovedajúce závitovkové koleso a poskytne dokumentáciu potvrdzujúcu súlad s každou toleranciou DIN 3976. Správa o súradnicovom meracom stroji (CMM) zahŕňa priemer otvoru (6 meracích bodov potvrdzujúcich súlad s H7), hádzanie zubov a percento pokrytia kontaktného vzoru. Pre zákazníkov, ktorí požadujú dokumentáciu vo formáte AGMA z ozubených kolies vyrobených podľa DIN – čo je bežné, keď kórejskí výrobcovia originálnych dielov dodávajú zákazníkom v USA – sa z údajov nameraných podľa DIN na súradnicovom meracom stroji (CMM) pripravujú doplnkové vyhlásenia o zhode s AGMA.

Zobraziť špecifikácie

Dvojitý závitovkový prevod -- kompletná dokumentácia o presnosti DIN
DIN 5 až DIN 7 – Certifikovaný rozdiel olova
Dvojitý závitovkový prevod – kompletná dokumentácia o presnosti podľa DIN
Duplexný závitovkový systém vyžaduje okrem normy DIN 3976 ešte jeden certifikovaný parameter: rozdiel stúpania medzi ľavým a pravým bokom závitu – parameter, ktorý umožňuje nastavenie vôle axiálnym posunom. Spoločnosť Korea Ever-Power meria a certifikuje rozdiel stúpania ako špecifickú hodnotu (nie rozsah) pre každú duplexnú súpravu, čo umožňuje inštalačnému technikovi vypočítať presný axiálny posun potrebný na dosiahnutie cieľovej vôle. Trieda presnosti DIN 5 až DIN 7 ako štandard pre duplexné súpravy. Kompletná dokumentácia zahŕňa certifikát rozdielu stúpania, štandardnú správu CMM a fotografiu kontaktného obrazca.

Zobraziť špecifikácie

Často kladené otázky týkajúce sa štandardov

Normy a kontrola závitovkových prevodov – otázky od inžinierov kvality

Môj zákaznícky výkres špecifikuje kvalitu AGMA 10. Akú triedu DIN vyrába spoločnosť Korea Ever-Power, aby to spĺňala?+

Norma AGMA 10 približne zodpovedá norme DIN 7 pre typické kombinácie modulov závitovkových prevodov a priemerov. Spoločnosť Korea Ever-Power vyrába ozubené kolesá ekvivalentné norme AGMA 10 s triedou presnosti DIN 7 (brúsený závit závitovky, namerané a uvedené tolerancie podľa DIN 3976). Presný vzťah závisí od veľkosti ozubeného kolesa – pre veľmi malé moduly (M1-M2) môže byť norma DIN 7 o niečo prísnejšia ako AGMA 10; pre veľké moduly (M8+) sa vzťah môže líšiť. Ak je na výkrese zákazníka uvedená trieda kvality AGMA, spoločnosť Korea Ever-Power poskytne hodnoty namerané podľa normy DIN spolu s vyhlásením o zhode s triedou AGMA, ktoré potvrdzuje, že skutočné namerané odchýlky sú v rámci tolerančných limitov normy AGMA 10 pre konkrétne rozmery ozubeného kolesa.

Aký je rozdiel medzi stupňom kvality a triedou presnosti v špecifikácii závitovkového prevodu?+

Označujú rovnaký koncept s odlišnou terminológiou podľa normy. Norma DIN 3976 používa Qualitaetsstufe (stupeň kvality), čo v angličtine znamená trieda presnosti, označená číslami 3 – 12, pričom nižšie čísla sú presnejšie. Norma AGMA používa číslo kvality (Q) označené číslami 3 – 14, pričom vyššie čísla sú presnejšie – číslovanie je invertované vzhľadom na DIN, čo spôsobuje častý zmätok. Norma ISO 10064-6 používa stupeň presnosti s podobným systémom ako DIN. Pri medzinárodnej špecifikácii si vždy overte, ktorý systém číslovania sa používa: DIN 8 a AGMA 8 majú rovnaké číslo, ale predstavujú rôzne úrovne presnosti – DIN 8 má výrazne vyššiu presnosť ako AGMA 8.

Poskytuje Korea Ever-Power inšpekčné správy AGMA alebo iba správy CMM vo formáte DIN?+

Štandardné správy CMM sú vo formáte DIN 3976 a uvádzajú namerané hodnoty v porovnaní s tolerančnými limitmi DIN. Keď zákazník z USA požaduje dokumentáciu o zhode vo formáte AGMA, spoločnosť Korea Ever-Power pripraví vyhlásenie o zhode s triedou AGMA z nameraných hodnôt podľa DIN – čím potvrdí, že nameraná odchýlka profilu, odchýlka stúpania a zmena rozstupu spĺňajú tolerančné limity AGMA pre špecifikované číslo kvality pri konkrétnom module a priemere rozstupu. Táto služba je k dispozícii bezplatne, ak sa pri zadávaní objednávky vyžiada dokumentácia AGMA. Pri objednávkach, pri ktorých sa dokumentácia AGMA požaduje po odoslaní, počítajte s 3 až 5 pracovnými dňami.

Ako sa meria vôľa závitovkového prevodu a je to zdokumentované v správe o kontrole?+

Vôľa závitovkového kolesa sa meria ako uhlový pohyb výstupného hriadeľa (hriadeľa závitovkového kolesa) v stupňoch, keď je vstupný hriadeľ držaný v pokoji a výstupný hriadeľ sa striedavo otáča v oboch smeroch pri špecifikovanom referenčnom krútiacom momente. Meranie sa vykonáva na skúšobnom zariadení pre záber ozubených kolies pri teoretickej stredovej vzdialenosti. Vôľa v uhlových jednotkách sa prepočítava na lineárnu pri polomere rozstupu kolesa. Spoločnosť Korea Ever-Power meria vôľu na skúšobnom zariadení ako súčasť skúšky kontaktného vzoru pre triedu presnosti DIN 7 a lepšiu – fotografia kontaktného vzoru a meranie vôle sú súčasťou dodacej dokumentácie. Štandardná dodávka (DIN 8-9) zahŕňa dokumentáciu o kontaktnom vzore; meranie vôle je k dispozícii na požiadanie.

Čo znamená celková odchýlka profilu Fa v správe zo súradnicového meracieho stroja a ako ovplyvňuje hluk ozubeného kolesa?+

Celková odchýlka profilu Fa je amplitúda chyby profilu od vrcholu po údolie v normálovej časti – algebraický rozdiel medzi najvyšším a najnižším bodom skutočného profilu vzhľadom na teoretickú evolventu. Malá hodnota Fa znamená, že profil závitu sa takmer zhoduje s teoretickým a zaťaženie sa rovnomerne rozkladá po celom kontaktnom oblúku. Veľká hodnota Fa znamená, že lokálne vysoké a nízke body spôsobujú koncentráciu zaťaženia vo vysokých bodoch, čím sa zvyšuje Hertzovo kontaktné napätie, zvyšuje sa trenie a vytvárajú sa impulzy chyby prenosu na frekvencii záberu. Fa je primárnym zdrojom hluku záberu závitovkového prevodu – zníženie Fa brúsením závitu (DIN 7 vs. DIN 9) je najúčinnejším jednotlivým opatrením na zníženie akustického výkonu závitovkového prevodu.

Aká je norma DIN pre meranie hrúbky zubov závitovkových prevodov?+

Hrúbka zuba závitovky sa meria metódou merania cez guľôčky (alebo čapy) podľa normy DIN 3960, ktorá sa uplatňuje na závitovkové prevody prostredníctvom normy DIN 3975. Kalibrovaná guľôčka so stanoveným priemerom sa umiestni do závitového priestoru; meranie cez guľôčku s inou guľôčkou diametrálne opačnou udáva rozmer, z ktorého sa vypočíta hrúbka zuba. Priemer guľôčky sa volí podľa normálneho modulu a uhla tlaku, aby sa zabezpečil kontakt s rozstupovým valcom. Spoločnosť Korea Ever-Power používa CNC centrá na meranie ozubených kolies s dotykovými hrotmi na meranie profilu boku závitu a stúpania, doplnené meraním čapov na overenie hrúbky zuba v štádiu polotovaru aj po brúsení závitu. Obe merania sa zobrazujú v kontrolnej správe CMM.

Ako zabezpečím zameniteľnosť medzi dvoma dodávateľmi pri dodávke závitovkového prevodu rovnakej špecifikácie z dvoch zdrojov?+

Definujte špecifikáciu podľa medzinárodných štandardných tolerancií, nie podľa proprietárnych popisov. Špecifikujte: modul (presná hodnota), počet zubov, smer skrutkovice, uhol tlaku (norma 20 stupňov), triedu presnosti (číslo triedy DIN), otvor podľa H7 (presný priemer), drážku pre kľúč podľa DIN 6885A a materiál podľa normy zloženia s vysledovateľnosťou čísla tavenia. Obaja dodávatelia musia preukázať súlad s rovnakým formátom správy o kontrole CMM. Pre počiatočnú kvalifikáciu porovnajte skutočné namerané hodnoty od oboch dodávateľov – nielen správy o vyhovení/nevyhovujúcom hodnotení – aby ste potvrdili, že dosahujú ekvivalentnú geometriu. Preskúmanie rozmerovej korelácie prvého výrobku medzi správami CMM dvoch dodávateľov je najspoľahlivejším spôsobom, ako potvrdiť zameniteľnosť pred záväzným výrobným množstvom.

Aké minimálne informácie potrebuje spoločnosť Korea Ever-Power na vypracovanie správy o CMM, ktorá je v súlade s normami?+

Na vydanie správy o súradnicovom meracom stroji (CMM) podľa normy DIN 3976 potrebuje spoločnosť Korea Ever-Power: modul m; počet zábehov z1; počet zubov kolesa z2; uhol normálneho tlaku an; kvocient priemeru q (alebo priemer rozstupu d1); špecifikovanú triedu presnosti (číslo triedy DIN); a priemer otvoru s toleranciou. Pomocou týchto parametrov je možné vypočítať hodnoty tolerancií podľa normy DIN 3976 pre každý meraný parameter a vyhodnotiť zhodu nameraných odchýlok. Ak v špecifikácii objednávky chýba ktorýkoľvek parameter, spoločnosť Korea Ever-Power si ho vyžiada pred vydaním správy – správa bez potvrdených špecifikácií nie je platným dokumentom o kvalite.

Dodávka v súlade s normami s kompletnou dokumentáciou pre súradnicové meracie stroje (CMM)

Pred zadaním objednávky uveďte triedu presnosti (DIN alebo AGMA) a spoločnosť Korea Ever-Power potvrdí možnosť dodania, formát správy CMM a dostupnosť dokumentácie o konverzii AGMA.

Redaktor: Cxm