ISO/TR 10064-1:1992
(Main)Code of inspection practice — Part 1: Inspection of corresponding flanks of gear teeth
Code of inspection practice — Part 1: Inspection of corresponding flanks of gear teeth
Provides advice on gear inspection methods and gives an analysis of measurement results, so it supplements the standard ISO 1328, Part 1.
Code pratique de réception — Partie 1: Contrôle relatif aux flancs homologues de la denture
Cette partie de rapport technique contient les règles usuelles relatives au contrôle des flancs homologues de la denture d'une roue cylindrique à profil en développante de cercle. Elle traite de la mesure des écarts de pas, des écarts de profil, des écarts d'hélice et des écarts de transmission. Ce document donne des indications sur les méthodes de contrôle et d'analyse des résultats de mesure et complète la partie 1 de la norme ISO 1328. La plupart des termes ont été définis dans la partie 1 de l'ISO 1328. D'autres termes seront définis au fur et à mesure qu'ils apparaitront dans le texte et dans le paragraphe 3.
Valjasti zobniki - Smernice za meritve - 1. del: Meritve odstopkov s tangencialnim preskušanjem
General Information
Relations
Buy Standard
Standards Content (Sample)
TECHNICAL
REPORT TR 100644
First edition
1992-02-O 1
-_- --~--~
--.------
Cylindrical gears
- Code of inspection
practice -
Part 1:
Inspection of corresponding flanks of gear teeth
Engrenages cylindriques - Code pratique de keption -
Partie 1: Contr6le relatif aux f7ancs homologues de la denture
P.
-------.---.---_------ -^--___
-- .---.-_____r .- - ---.-.-
BP
--
Reference number
---
-. - -- . _--.- ---
----
lSO/TR 10064-l :1992(E)
c
---------------------- Page: 1 ----------------------
ISOlTR 10064-l :1992(E)
Foreword
IS0 (the International Organization for Standardization) is a worldwide
federation of national standards bodies (IS0 member bodies). The work
of preparing International Standards is normally carried out through IS0
technical committees. Each member body interested in a subject for
which a technical committee has been established has the right to be
represented on that committee. International organizations, govern-
mental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the
work. IS0 collaborates closely with the International Electrotechnical
Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
The main task of technical committees is to prepare International Stan-
dards, but in exceptional circumstances a technical committee may
propose the publication of a Technical Report of one of the following
types:
-
type 1, when the required support cannot be obtained for the publi-
caiion of an International Standard, despite repeated efforts;
-
type 2, when the subject is still under technical development or
where for any other reason there is the future but not immediate
possibility of an agreement on an International Standard;
-
type 3, when a technical committee has collected data of a different
kind from that which is normally published as an International Stan-
dard (“state of the art”, for example).
Technical Reports of types 1 and 2 are subject to review within three
years of publication, to decide whether they can be transformed into
International Standards. Technical Reports of type 3 do not necessarily
have to be reviewed until the data they provide are considered to be no
longer valid or useful.
ISO/TR 10064-1, which is a Technical Report of type 3, was prepared by
Technical Committee ISO/TC 60, Gears.
This Technical Report updates description of and advice on gear in-
spection methods.
IS0 10064 consists of the following parts, under the general title Cylin-
drical gears - Code of inspection practice:
--.
Part I: Inspection of corresponding flanks of gear teeth
[Technical Report]
--- Part 2: inspection of radial composite deviations, r-unout and tooth
thickness allowance
0 IS0 1992
All rights reserved. No part of this publication may be reproduced or utiLzed in any form
or by any means, electronic or mechanical, including photocopying and microfilm, without
permission in writing from the publisher.
International Organization for Standardization
Case Postale 56 l CH-1211 Genkve 20 l Switzerland
Printed in Switzerland
ii
---------------------- Page: 2 ----------------------
ISOiTR 10064-1:1992(E)
INTRODUCTION
Together with definitions and values allowed for
gear element deviations, the international standard
IS0 13284975 also provided advice on appropriate
inspection methods.
In the course of revising IS0 13284975, it was agreed
that the description and advice on gear inspection
methods should be brought up to date. Because of
necessary enlargement and other considerations,
it was
decided that the relevant section should be published
under separate cover as a Technical Report, Type 3, and
together with this Technical Report, a system of
that,
documents as listed in clause 2 (References) should be
established.
. . .
III
---------------------- Page: 3 ----------------------
This page intentionally left blank
---------------------- Page: 4 ----------------------
ISOlTR 10064-l :1992(E)
TECHNICAL REPORT
Cylindrical gears - Code of inspection practice -
Part 1:
Inspection of corresponding flanks of gear teeth
1
0 SCOPE
This part of the Technical Report constitutes a code of
practice dealing with the inspection of corresponding
flanks of cylindrical involute gears, i.e. with 'the mea-
surement of pitch deviations, profile deviations, helix
deviations and tangential composite deviations,
In providina advice on gear checkincr methods and the
analysis of&measurement results, it/supplements the
standard IS0 1328, part 1.
Most of the terms used are defined in IS0 1328 part 1,
others are defined as they appear in the text and in
-
clause 3.
2. REFERENCES
IS0 53:1954, Cylindrical gears for general and heavy engineering -
Basic rack.
w
IS0 54:1977, Cylindrical gears for general engineering and heavy
engineering - Modules and diametral pitches.
IS0 701:1976, International gear notation -
Symbols for geometrical data.
IS0 1122-1:1983, Glossary of gear terms - Part 1: Geometrical definitions.
1)
IS0 1328-1: - , Cylindrical gears - IS0 system of accuracy - Part 1:
Definitions and allowable values of deviations relevant to
corresponding flanks of gear teeth.
1)
IS0 1328-2: - ,
Cylindrical gears - IS0 system of accuracy - Part 2:
Definitions and allowable values of deviations relevant to
radial composite allowance and backlash.
1) To be published.
---------------------- Page: 5 ----------------------
ISO/TR 10064-I :1992(E)
1)
IS0 10063: - 9
Cylindrical gears - Flanks, undulation, surface roughness,
shaft centre distance and parallelism of axes - Numerical
values.
1)
ISO/TR 10064-2: - , Cylindrical gears -
Code of inspection practice -
Part 2: Inspection of radial composite deviations, runout
and tooth thickness allowance.
1)
ISO/TR 10064-3: - , Cylindrical gears -
Code of inspection practice -
Part 3: Function groups,
test groups and tolerance families.
3 0 SYMBOLS AND CORRESPONDING TERMS
3,l Gear data
Facewidth
b
d Reference diameter
Base diameter
db
Normal module
m,
mn
Transverse module
mt
Normal pitch
Pn
Transverse pitch
Pt
Normal base pitch
pbr pbn
Transverse base pitch
pbt
S Number of pitches per sector
Number of teeth
2
Normal pressure angle
at an
Transverse pressure angle
at
Helix angle
B
Base helix angle
pb
Transverse contact ratio
&a
Overlap ratio
E
B
Total contact ratio
e
r
1) To be published.
2
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ISO/TR 10064-1:1992(E)
3.2 Gear deviations
Symbols used for deviations of individual element measure-
ments from specified values are composed of lower case
letters “fV8 with subscripts whereas symbols used for
"cumulative" or "total" deviations, which represent com-
binations of several individual element deviations, are
composed of capital letters "F" also with subscripts.
It is necessary to qualify soIne deviations with an alge-
braic sign. A deviation is positive when e.g. a dimension .
is larger than optimum and negative when smaller than
optimum.
f
Ease diameter difference
1)
db
Mean base diameter difference
fdbm I)
fe (f,Ld,R) Eccentxicitv between qear
. -
axis and axis of gear teeth (or of
corresponding flanks, respectively)
-.
f
Profile form deviation
fC2
f
Helix form deviation
0
f
Profile slope deviation
1)
HCX
Mean profile slope deviation
1)
fHcrm
f Helix slope deviation
1)
HP
Mean helix slope deviation
1)
fHj3m
fi'
Tooth-to-tooth tangential composite
deviation (with master gear)
t
Long period component of tangential
fl
composite deviation
Short period component of tangential
fS’
composite deviation
-
1) These deviations can be + (plus) or - (minus)
3
---------------------- Page: 7 ----------------------
ISO/TR 10064-l :1992(E)
1
f Tooth-to-tooth transmission deviation
(product gear pair)
m
Base pitch deviation
fb
P
Mean base pitch deviation
fpbm
Transverse base pitch deviation
fpbt
1) Pitch sector deviation
Qs
f 1) Sinqle pitch deviation
Pt
Undulation height (along helix)
fwB
Pressure angle deviation (normal)
1)
fcx
.
!!ean pressure angle devia.tion
f
1)
am
Helix angle deviation
f
1)
f3
Mean helix angle deviation
f
1)
Pm
Total cumulative pitch deviation
F
P
Cumulative pitch deviation
1)
Fk
P
Cumulative pitch sector deviation
1)
FpkS
Total cumulative pitch sector
FS
P
deviation
Fi' Total tangential composite deviation
(with master gear)
1
Total transmission deviation (product
F
gear pair)
Total profile deviation
Fct
Total helix deviation
F
B
1) These deviations can be + (plus) or - (minus)
4
---------------------- Page: 8 ----------------------
ISO/TR 10064-l :1992(E)
3.3 Gear inspection terms
Effective base diameter
db eff
.
k
Number of successive pitches
1
Left hand helix
r
Right hand helix
Tip relief
ca
Root relief
cf
Profile barrelling
C
Tooth crowning
B
End relief at reference
c1 ((31)
(non-reference) face
L
Left flank
L
Active length
AE
'L
Usable. length
AF
L
Base tangent length to start of
E
active profile
Profile evaluation range
L
Helix evaluation range
B
N.
Number of a tooth, number of a pitch
R
Right flank
R Wave length of undulation (in direction
B
of helix)
---------------------- Page: 9 ----------------------
ISO/TR 10064-1:1992(E)
Axial wavelength of undulation
Involute roll angle
f
Reference face
I
Non-reference face
II
4 a EXTENT OF GEAR INSPECTION
Inspection of the various gear tooth elements requires
several measuring operations. It is necessary to ensure
that for all measurements involving rotation of the gear,
the in-service axis of the gear coincides with the axis
of rotation during the measuring process.
It may not be economical or necessary to measure all gear
tooth element deviations such as those of single pitch,
cumulative pitch, profile, helix, tangential and radial
for
composite deviation, runout, surface roughness etc.,
some of the elements concerned may not significantly
influence the function of the gear under consideration.
Furthermore, some measurements can often be substituted
for example the tanqential composite check
for others,
might replace pitch checking or the radial composite
check might replace runout inspection. In order to take
recommended test groups and
account of these aspects,
tolerance families relative to the function of gears are
included in ISO/TR 10064, part 3. However, it is empha-
sised that curtailment of quality control measures is
subject to agreement between purchaser and supplier.
5 l IDENTIFICATION OF DEVIATION POSITION
It is convenient to identify deviations associated with
measurements of gear teeth,by specific reference to indi-
vidual right flanks, left flanks, pitches or the groups
of these.
6
---------------------- Page: 10 ----------------------
ISOlTR 10064=1:1992(E)
In the following,
conventions are described which enable
positive determination of the location of deviations.
5.1 Right or left flank
It is convenient to choose one face of the qear as refer-
_-
ence face and to mark it with the letter "I". The other
non-reference face might be termed face "II".
For an observer looking at the reference face, so that the
tooth is seen with its crest uppermost, the right flank
.
is on the right and the left flank is on the left.
Right and left flanks are denoted by the letters "R" and
nL*' respectively.
Fig 0 1 Notation and numbering for external gear
30R =
pitch Nr. 30, right flank
2L =
Ditch Nr. 2, left flank
,
right
flank
Fig 0 2 Notation and numbering for internal gear
=
1 L
pitch Nr. 1, left flank
3OR = -*
pitch Nr.
30, right flank
7
---------------------- Page: 11 ----------------------
ISO/TR 10064-l :I 992(E)
5.2 Right hand or left hand helical gears
The helix of an external or internal helical gear is
referred to as being right hand or left hand. The hand of
helix is denoted by the letters "rlr and "1" respectively.
The helix is right hand (left hand) as, when looking from
one face, the transverse profiles show successive clock-
wise (anticlockwise) displacement with increasing dis-
tance from an observer.
5.3 Numberinq of teeth and flanks
Looking at the reference face of a gear, the teeth are
numbered sequentially in the clockwise direction. The
tooth number is followed by the letter R or L, indicating
whether it is a right or a left flank.
Example: "Flank 29 L".
5.4 Numbering of pitches
The numbering of individual pitches is related to tooth
numbering as follows: pitch number "N" lies between the
corresponding flanks of teeth numbers “N-1" and IcNW; with
a letter R or L it is indicated whether the pitch lies
between right or left flanks. For example "Pitch 2 L",
(see Fig. 1)
5.5 Number of pitches "k"
The subscript *k" of a deviation symbol denotes the
number of consecutive pitches to which the deviation
applies.
In practice, a number is substituted for *'k", for example
Fp3 indicates that a given cumulative pitch deviation
refers-to three pitches.
---------------------- Page: 12 ----------------------
ISO/TR 10064=1:1992(E)
5.6 Checking recommendations
Measurements are normally carried out at approximately
mid tooth depth and/or mid facewidth, as appropriate.If
the facewidth is larger than 250 mm, two additional
profile measurements, each approximately 15% of the
* facewidth distant from either-end of the facewidth, is
Profile and helix deviations should be
advisable.
measured over three or more equally spaced, corresponding
flanks.
In order to ensure accuracy of measurements, inspection
apparatus should be calibrated periodically against ap-
proved standards,
6 a THE CHECKING OF SINGLE AND CUMULATIVE PITCH DEVIATIONS
6.1 General
Checking of pitch deviations implies measurement of the
actual (angular) values or comparator checks between
corresponding flanks of teeth around the circumference of
a gear.
In contrast to the checking of normal, transverse and
base pitch deviations are
cumulative pitch deviations,
checked in base tangent planes and are therefore
independent of the qear axis.
s
f
Pbt -
Fig l 3 Pitch (pt), pitch deviation (f,t),
transverse b&e pitch (pb& _t
transverse base pitch deviation (fpb&
cumulative pitch- (kxpt, in the Fig. kx3L
cumulative pitch deviation (Fpkrin the Fig. k=3)
3
9
---------------------- Page: 13 ----------------------
ISO/TR 10064-l :1992(E)
N 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
,
A 25 23 26 24 19 19 22 19 20 18123 21J9.21.24.25-27-21
,
B 22.00
I
cl+3 +l +4 +2 -3 -3 0 -3 -2 -4 +l -1 -3 -1 +21+31+5 -1
/ 1
D+3+4+8+101+7+4+4+1-l-5-4-5-8-9-7-4+1 0
r .
Fig. 4 Sample table with hypothetical deviation values
obtained by single pitch checking with a
s
integer values are seldom
comparator. In practice,
I
encountered.
N = pitch number
A = Values obtained with a pitch comparator (two probes),
without reference to a defined absolute value
= Arithmetic mean of all values A
B
=
C Pitch deviations fpt, expressed as the difference
between individual values and mean value B
acquired by consecutive
D = Cumulative pitch deviations,
addition of fpt (C) values, in the Fig. referred to
the flank between the pitches 18 and 1, corresponding
to the descriptions in Fig. 4 and Fig. 5.
When angular pitch measurement (one probe).is applied,
values D are ascertained by subtracting the theoretical
angle from the measured angle at each position, then
(in radians) by the radial
multiplying the differences
distance to points of probe/flank contact. Values C are
then obtained by subtracting value D of flank number N-l
from value D of flank number N.
10
---------------------- Page: 14 ----------------------
ISO/TR 10064-l :1992(E)
Flank Nr.
6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
18 1 2 3 4 5
.
PI ;ch Nr.
’ I I I I I I I III
1s 16 17 18
13
1
m
3
. . . . . .
a i
. . . . .
/ m 1 fDt (of pitch N) Lziz
I I I +h?
z
ZE . . . . . .
1
. . . . . .
+3
+2
3+3 t.
I
I
3
-
4
-
.
s
- E
t-9
-
3
r”
b
. . . .
. . . . . . .
. .a
. . . . . . . 1
s
...... .
...... .
.......
q
-----
m E
-
. .*.
. . . . . .
-
-
. . . . . . . . . . .
T;;T5
lfps3 i- diagram i;;7F;
t
Pw+!
. . . . . .
. .
. . . . .
d
Ii@ . . . . .
. . . . .
. . . . .
-----
-I)
t-
E
--
......
. . . . . .
. . .
Fpks IF,,&- d ihgramprmpm [ ~~-
i”“’
I I b I
Fiq. 5 A diagrammatic representation of pitch-deviations
s
on the sample gear of Fig. 4 (z = 18)
II
---------------------- Page: 15 ----------------------
lSO/TR 10064-l :1992(E)
a
Single pitch deviation fpt; fpt max. = + 5 Urn, at
pitch 17
b Cumulative pitch deviations Fpk, in the Fig. referred to
.
total cumulative pitch deviation Fp
flank 18, Fpk max.=
= 19 J,UII, between flank 4 and flank 14.
Fp3 max.= 10 pm, between flanks 14 and 17.
I
C Pitch sector deviations f,S, measured over sectors of
L.
S = 3 pitches each.
fps3 max. .= 8pm, between flanks 18 and 3
d Cumulative pitch sector deviations Fpks, in the Fig.
referred to flank 18, derived from pitch measurement
by sectors (c). Total cumulative pitch sector deviation
F = 15 pm, between flanks 3 and 15.
* FpS3
ps
In general, for large number of teeth, the difference between
Fp and Fp5 becomes negligible.
\
.
6.2 The checkinq of sinqle pitch accuracy
Fig. 6 Transverse pitch pt and single
-
pitch deviation fpt
commonly used devices are either
For checking pitch accuracy,
a comparator, provided with two -probes, or an angular
dividing apparatus having a single measurinq probe.
-
12
---------------------- Page: 16 ----------------------
ISO/TR 10064-1:1992(E)
Inspection practices relevant to these processes are
described in clauses 6.2.1 and 6.2.2 respectively.
Coordinate measuring machines without a rotatinq table can
-
also be used for measurements of pitch and pitch deviations
by applying appropriate relative motions which generally
. &. .
correspond to the principle described in clause 6.2.2.
6.2.1 Single pitch checking with a pitch comparator (two probes)
The two probes are to be positioned at the same radial
distance from the gear axis and in the same transverse
plane. The direction of the probe displacement should
be tangential to the measuring circle,
Since the exact value of the radial distance is diffi-
cult to ascertain, such comparators are seldom used to
verify true values of transverse pitches. Thus the most
suitable use of such instruments is for the determina-
tion of pitch deviation.
Som e pitch comparators are equipped with s
lide s which
.
adv ante the probes to a constant radial de normal
pth, 1Y s
to approximately mid tooth depth (Fig. 7).
The gear
und er inspection turns slowly, either cant inuo lusly or
int .ermittently around its axis, and the pr
obes on the
sli de are moved to and from the gauging po siti on.
Fig. 7 Pitch checkins with a pitch comparator
a.
13
---------------------- Page: 17 ----------------------
ISO/TR 10064-1:1992(E)
6.2.2 Pitch checking applying the angular indexing method (one probe)
This process involves the use of an angular indexing
apparatus. The degree of its precision must be consistent
with the gear diameter.
The measuring head is moved radially to and from a
predetermined gauging position at which for each flank,
the positional deviation from the theoretical position,
is measured. Every value recorded represents the
positional deviation of the relevant flank with respect
to the selected reference or zero flank. A chart of
recorded values thus shows cumulative pitch deviations
(Fpk) around the gear circumference.
Each single pitch deviation is determined by means of
subtracting the positional deviation of flank number
N-l from that of flank number N. Minus values are to be
indicated as appropriate.
Fig. 0 Pitch checking applying the angular
.
indexing method
14
---------------------- Page: 18 ----------------------
ISO/TR 10064=1:3992(E)
6.3 The checking of normal pitch accuracy with a pitch
comparator
Fig l 9 Normal pitch pn and normal pitch deviation
f pn (normal section)
Normal pitch deviation measurements should only be
substituted for transverse pitch deviation measurements,
when no suitable instrument other than a portable com-
e
parator, suitable only for checking "normal" pitch
deviations,
is available. With an instrument such as
that illustrated in Fig. 10, the tip cylinder of the
gear is used for positioning and it must be adequately
v
concentric with the gear axis, Other comparators which
can be used for the same purpose have different means
for positioning and do not use the tip surface as a
.
location surface.
Fig 0 10 Portable pitch comparator for checkinq
-
normal pitch deviation, presented on a spur
gear
15
---------------------- Page: 19 ----------------------
ISO/TR 10064-l :1992(E)
i3ecause the limits of tolerances set out in the
standard IS0 1328, part 1, refer to transverse pitch,
. . .
the results of normal pitch deviation measurements are
to be converted to transverse values before comparison
with tolerance values is made.
The relationship is as follows:
f
Pn
=
f
Pt
cosp
tolerance values can be multiplied
Alternatively,
by cosb in which case fewer calculations are likely
to be necessary.
should not be summed
Normal pitch deviation measurements
to determine cumulative pitch deviation.
The measurement of base pitch pb and of base pitch
6.4
deviations fpb
The transverse base pitch of a gear is equal to the
length of the common normal to the transverse profiles
of two consecutive corresponding tooth flanks. It is
also the length of arc of the base circle between the
origins of the involute profiles of consecutive
corresponding flanks (Fig. 11).
z
=dbX--
pbt
z
.
Fig. 11 Transverse base pitch pbt
16
---------------------- Page: 20 ----------------------
ISO/TR 10064-I :I 992(E)
The normal and the transverse base pitches are related
in accordance with the following equation:
pbn = Pbt % cospb
Effective load sharing between the teeth of mating
gears requires adequate control of base pitch accuracy
of both elements. This is particularly important when
gears of both elements are required to be
interchangeable. In such cases an important measurement
objective is determination of the value of the mean
base pitch for comparison with the mean base pitches of
other gears in the range.
The theoretical value of normal base pitch is a func-
tion of normal module and normal pressure angle, thus:
mdLCOSa,
pbn =
Usually a portable comparator is used for the measure-
ment of normal base pitch deviations. The principle of
such an instrument is illustrated in Fiq. 12. With
the aid of a suitable gauge,
the base pitch comparator
can be calibrated to measure directly the deviations
deviations from a theoretical base pitch.
L
Fig 0 12 Portable instrument for measuring
base pitch, presented on a spur gear
17
---------------------- Page: 21 ----------------------
ISO/TR 10064-I :I 992(E)
When measuring base pitch, it must be ensured that the
points of contact with the comparator probes do not lie
in zones with profile or helix modifications.
When suitable profile checking equipment is not availa-
ble, measured values of base pitch deviation can serve
as a base from which the value of the pressure angle
deviation f, Because measured values
can be derived.
of base pitch deviation are influenced by pitch devia-
this procedure will
tions and profile form deviations,
only serve a useful purpose when the two latter devia-
tions are quite small.
In any calculations for the derivation of approximate
mean values of pressure angle or other deviations, a
mean value of base pitch is used.
The mean normal base pitch deviation fpbm, the mean
base diameter difference fdbm, the mean pressure
angle deviation form and the effective base diameter
db eff are related as follows:
f
pbm X' 2 fpbm
=
f
am
fdbm
r x co&
fpbm % z
db eff = db +
6.5
Determination of cumulative pitch deviations Fpk and Fp
Cumulative pitch deviations can be determined by means
of the alqebraic summation of any specified number of
.
individual measured values of single transverse-pitch
The individual values of sin-
deviations (see Fig. 5b).
gle pitch deviation are determined in accordance with
clause 6.2.1.
described in clause 6.2.2,
The angular indexing method,
provides directly the values of cumulative pitch deviation.
18
---------------------- Page: 22 ----------------------
ISO/TR 10064-I :I 992(E)
6.5.1 Determination of the total cumulative pitch deviation Fp
-
By definition, the "total cumulative pitch deviation"
is the maximum cumulative pitch deviation of any sector
of the corresponding flanks of a gear. Its value is
equal to the distance measured at the appropriate scale
between the highest and lowest points of the curve of
cumulative pitch deviation. See Fig. 5b.
6.5,2 Cumulative pitch checking over sectors
When the comparator single pitch checking method is
applied to gears with large number of teeth, accumula-
tion of large numbers of measurement inaccuracies can
result in substantial inaccuracies of values obtained
by the summation process.
One source of inaccuracy is
failure to ensure that the trailing probe always
contacts the point occupied by the leading probe during
the preceding measurement.
By checkins sectors of pitches, the possible frequency
of the last mentioned inaccuracies will be reduced and
it is recommended that measurement of sector deviations
is adopted for gears having more than 60 teeth.
Fig. 13 illustrates the principle of measuring the
deviation of a sector of 4 pitches, includinq e.g.
. .
pitches numbers 1 to 4.
The next sector to be measured
would include pitches numbers 5 to 8, when the trailinq
probe which is seen on the right comes into contact with
that point on the flank of tooth number 4 which was
19
---------------------- Page: 23 ----------------------
ISO/TR 10064-l :I 992(E)
previously occupied by the leading probe, as seen
on the left of the figure. The precautions described in
clause 6.2.1 are equally necessary to measurements of
pitch sector deviations.
13 Principle of pitch measurement by sectors
Fig a
It is necessary to choose the number(S) of pitches per
sector such that:
a) The length of the sector chord is suited to the
capacity of the comparator to be used.
b) The number of values obtained will suffice for the
plotting of an acceptable cumulative deviation
curve.
Aids to the choice of suitable numbers of pitches, by
are provided in Fig. 14.
formula and curves,
If possible, z/S should be an integer.
When, however, the quotient z/S is not an integer, the
number of sector deviation measurements should be equal
to the next whole number larger than z/S, in which case
the last sector will include some of those pitches
already included in the first sector of pitches.
20
---------------------- Page: 24 ----------------------
lSO/TR 10064-l :I 992(E)
Example
z = 239, m = 8, chosen S = 5
Hence, the number of sectors (of readings) must be at
least eaual to 239 : 5 = 47*8. With 48 sectors (read-
- 239 = 1 pitch.
ings) there is an overlap of (5 x 48)
15
12
10
8
1
. . 160 260 360 460
660 ?bo 860 l&O i-
0
Fig 0 14 Guide for choosing the number (S) of pitches per
sector for pitch measurement by sectors
6.5.3 Evaluation of pitch sector checkins results
It is important to recognize, that the total cumulative
pitch deviation is not always revealed in a curve based
on algebraic summation of pitch sector deviations. This
is because the effect of any extreme single pitch
deviations lying within sectors, which would otherwise
influence the value of the total cumulative pitch
._
deviation, can be compensated within the sector.
21
---------------------- Page: 25 ----------------------
ISO/TR 10064-l :I 992(E)
Thus if any values come close to exceeding the limits
of specified tolerances, single pitch deviations in
maximum and overlap zones should be blended
minimum,
into the cumulative pitch sector deviation curve in
order to determine the total cumulative pitch deviation
more accurately.
It will be found convenient, to substitute numerical
values in the subscripts of the symbols Fps and FpkS
representing cumulative pitch sector deviation. By this
means, the relevant arc length and/or the number of
pitches per sector can be indicated. For example,
Fp24s4 indicates the cumulative pitch sector
deviation over an arc of k=24 pitches, based on
measurements over sectors of 4 pitches.
6.5.4 Significance of cumulative pitch deviation Fpk
If cumulative pitch deviations over relatively small
in service conditions
numbers of pitches are too large,
substantial acceleration forces will be generated. This
holds especially true for high-speed gears, where these
dynamic loads can be considerable. Hence the need for
cumulative pitch tolerances over small numbers of
pitches.
Fig 0 15 shows cumulative pitch deviation diagrams for two
gears. The total cumulative pitch deviations shown by
but maximum cumulative pitch
each curve are similar,
deviations over small numbers of pitches are markedly
as seen in the sectors "k" in curves "a" and
different,
tt n
b 0 Depending on specified tolerances, the deviation
.w
of Fpk could be tolerable,
Fp4 in curve "a'*
"b" may be unacceptable.
whereas that in curve
-
22
---------------------- Page: 26 ----------------------
ISO/TR 10064-1:1992(E)
k=lo
. k=4
a
Fig l 15 Cumulative pitch deviation diagrams
The maximum cumulative pitch deviation Fpk over a
specified number of k pitches can be derived from the
Fpk diagram, by setting off from each fla
...
SLOVENSKI STANDARD
SIST ISO/TR 10064-1:1998
01-oktober-1998
Valjasti zobniki - Smernice za meritve - 1. del: Meritve odstopkov s tangencialnim
preskušanjem
Cylindrical gears - Code of inspection practice -- Part 1: Inspection of corresponding
flanks of gear teeth
Code pratique de réception -- Partie 1: Contrôle relatif aux flancs homologues de la
denture
Ta slovenski standard je istoveten z: ISO/TR 10064-1:1992
ICS:
21.200 Gonila Gears
SIST ISO/TR 10064-1:1998 en
2003-01.Slovenski inštitut za standardizacijo. Razmnoževanje celote ali delov tega standarda ni dovoljeno.
---------------------- Page: 1 ----------------------
SIST ISO/TR 10064-1:1998
---------------------- Page: 2 ----------------------
SIST ISO/TR 10064-1:1998
TECHNICAL
REPORT TR 100644
First edition
1992-02-O 1
-_- --~--~
--.------
Cylindrical gears
- Code of inspection
practice -
Part 1:
Inspection of corresponding flanks of gear teeth
Engrenages cylindriques - Code pratique de keption -
Partie 1: Contr6le relatif aux f7ancs homologues de la denture
P.
-------.---.---_------ -^--___
-- .---.-_____r .- - ---.-.-
BP
--
Reference number
---
-. - -- . _--.- ---
----
lSO/TR 10064-l :1992(E)
c
---------------------- Page: 3 ----------------------
SIST ISO/TR 10064-1:1998
ISOlTR 10064-l :1992(E)
Foreword
IS0 (the International Organization for Standardization) is a worldwide
federation of national standards bodies (IS0 member bodies). The work
of preparing International Standards is normally carried out through IS0
technical committees. Each member body interested in a subject for
which a technical committee has been established has the right to be
represented on that committee. International organizations, govern-
mental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the
work. IS0 collaborates closely with the International Electrotechnical
Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
The main task of technical committees is to prepare International Stan-
dards, but in exceptional circumstances a technical committee may
propose the publication of a Technical Report of one of the following
types:
-
type 1, when the required support cannot be obtained for the publi-
caiion of an International Standard, despite repeated efforts;
-
type 2, when the subject is still under technical development or
where for any other reason there is the future but not immediate
possibility of an agreement on an International Standard;
-
type 3, when a technical committee has collected data of a different
kind from that which is normally published as an International Stan-
dard (“state of the art”, for example).
Technical Reports of types 1 and 2 are subject to review within three
years of publication, to decide whether they can be transformed into
International Standards. Technical Reports of type 3 do not necessarily
have to be reviewed until the data they provide are considered to be no
longer valid or useful.
ISO/TR 10064-1, which is a Technical Report of type 3, was prepared by
Technical Committee ISO/TC 60, Gears.
This Technical Report updates description of and advice on gear in-
spection methods.
IS0 10064 consists of the following parts, under the general title Cylin-
drical gears - Code of inspection practice:
--.
Part I: Inspection of corresponding flanks of gear teeth
[Technical Report]
--- Part 2: inspection of radial composite deviations, r-unout and tooth
thickness allowance
0 IS0 1992
All rights reserved. No part of this publication may be reproduced or utiLzed in any form
or by any means, electronic or mechanical, including photocopying and microfilm, without
permission in writing from the publisher.
International Organization for Standardization
Case Postale 56 l CH-1211 Genkve 20 l Switzerland
Printed in Switzerland
ii
---------------------- Page: 4 ----------------------
SIST ISO/TR 10064-1:1998
ISOiTR 10064-1:1992(E)
INTRODUCTION
Together with definitions and values allowed for
gear element deviations, the international standard
IS0 13284975 also provided advice on appropriate
inspection methods.
In the course of revising IS0 13284975, it was agreed
that the description and advice on gear inspection
methods should be brought up to date. Because of
necessary enlargement and other considerations,
it was
decided that the relevant section should be published
under separate cover as a Technical Report, Type 3, and
together with this Technical Report, a system of
that,
documents as listed in clause 2 (References) should be
established.
. . .
III
---------------------- Page: 5 ----------------------
SIST ISO/TR 10064-1:1998
This page intentionally left blank
---------------------- Page: 6 ----------------------
SIST ISO/TR 10064-1:1998
ISOlTR 10064-l :1992(E)
TECHNICAL REPORT
Cylindrical gears - Code of inspection practice -
Part 1:
Inspection of corresponding flanks of gear teeth
1
0 SCOPE
This part of the Technical Report constitutes a code of
practice dealing with the inspection of corresponding
flanks of cylindrical involute gears, i.e. with 'the mea-
surement of pitch deviations, profile deviations, helix
deviations and tangential composite deviations,
In providina advice on gear checkincr methods and the
analysis of&measurement results, it/supplements the
standard IS0 1328, part 1.
Most of the terms used are defined in IS0 1328 part 1,
others are defined as they appear in the text and in
-
clause 3.
2. REFERENCES
IS0 53:1954, Cylindrical gears for general and heavy engineering -
Basic rack.
w
IS0 54:1977, Cylindrical gears for general engineering and heavy
engineering - Modules and diametral pitches.
IS0 701:1976, International gear notation -
Symbols for geometrical data.
IS0 1122-1:1983, Glossary of gear terms - Part 1: Geometrical definitions.
1)
IS0 1328-1: - , Cylindrical gears - IS0 system of accuracy - Part 1:
Definitions and allowable values of deviations relevant to
corresponding flanks of gear teeth.
1)
IS0 1328-2: - ,
Cylindrical gears - IS0 system of accuracy - Part 2:
Definitions and allowable values of deviations relevant to
radial composite allowance and backlash.
1) To be published.
---------------------- Page: 7 ----------------------
SIST ISO/TR 10064-1:1998
ISO/TR 10064-I :1992(E)
1)
IS0 10063: - 9
Cylindrical gears - Flanks, undulation, surface roughness,
shaft centre distance and parallelism of axes - Numerical
values.
1)
ISO/TR 10064-2: - , Cylindrical gears -
Code of inspection practice -
Part 2: Inspection of radial composite deviations, runout
and tooth thickness allowance.
1)
ISO/TR 10064-3: - , Cylindrical gears -
Code of inspection practice -
Part 3: Function groups,
test groups and tolerance families.
3 0 SYMBOLS AND CORRESPONDING TERMS
3,l Gear data
Facewidth
b
d Reference diameter
Base diameter
db
Normal module
m,
mn
Transverse module
mt
Normal pitch
Pn
Transverse pitch
Pt
Normal base pitch
pbr pbn
Transverse base pitch
pbt
S Number of pitches per sector
Number of teeth
2
Normal pressure angle
at an
Transverse pressure angle
at
Helix angle
B
Base helix angle
pb
Transverse contact ratio
&a
Overlap ratio
E
B
Total contact ratio
e
r
1) To be published.
2
---------------------- Page: 8 ----------------------
SIST ISO/TR 10064-1:1998
ISO/TR 10064-1:1992(E)
3.2 Gear deviations
Symbols used for deviations of individual element measure-
ments from specified values are composed of lower case
letters “fV8 with subscripts whereas symbols used for
"cumulative" or "total" deviations, which represent com-
binations of several individual element deviations, are
composed of capital letters "F" also with subscripts.
It is necessary to qualify soIne deviations with an alge-
braic sign. A deviation is positive when e.g. a dimension .
is larger than optimum and negative when smaller than
optimum.
f
Ease diameter difference
1)
db
Mean base diameter difference
fdbm I)
fe (f,Ld,R) Eccentxicitv between qear
. -
axis and axis of gear teeth (or of
corresponding flanks, respectively)
-.
f
Profile form deviation
fC2
f
Helix form deviation
0
f
Profile slope deviation
1)
HCX
Mean profile slope deviation
1)
fHcrm
f Helix slope deviation
1)
HP
Mean helix slope deviation
1)
fHj3m
fi'
Tooth-to-tooth tangential composite
deviation (with master gear)
t
Long period component of tangential
fl
composite deviation
Short period component of tangential
fS’
composite deviation
-
1) These deviations can be + (plus) or - (minus)
3
---------------------- Page: 9 ----------------------
SIST ISO/TR 10064-1:1998
ISO/TR 10064-l :1992(E)
1
f Tooth-to-tooth transmission deviation
(product gear pair)
m
Base pitch deviation
fb
P
Mean base pitch deviation
fpbm
Transverse base pitch deviation
fpbt
1) Pitch sector deviation
Qs
f 1) Sinqle pitch deviation
Pt
Undulation height (along helix)
fwB
Pressure angle deviation (normal)
1)
fcx
.
!!ean pressure angle devia.tion
f
1)
am
Helix angle deviation
f
1)
f3
Mean helix angle deviation
f
1)
Pm
Total cumulative pitch deviation
F
P
Cumulative pitch deviation
1)
Fk
P
Cumulative pitch sector deviation
1)
FpkS
Total cumulative pitch sector
FS
P
deviation
Fi' Total tangential composite deviation
(with master gear)
1
Total transmission deviation (product
F
gear pair)
Total profile deviation
Fct
Total helix deviation
F
B
1) These deviations can be + (plus) or - (minus)
4
---------------------- Page: 10 ----------------------
SIST ISO/TR 10064-1:1998
ISO/TR 10064-l :1992(E)
3.3 Gear inspection terms
Effective base diameter
db eff
.
k
Number of successive pitches
1
Left hand helix
r
Right hand helix
Tip relief
ca
Root relief
cf
Profile barrelling
C
Tooth crowning
B
End relief at reference
c1 ((31)
(non-reference) face
L
Left flank
L
Active length
AE
'L
Usable. length
AF
L
Base tangent length to start of
E
active profile
Profile evaluation range
L
Helix evaluation range
B
N.
Number of a tooth, number of a pitch
R
Right flank
R Wave length of undulation (in direction
B
of helix)
---------------------- Page: 11 ----------------------
SIST ISO/TR 10064-1:1998
ISO/TR 10064-1:1992(E)
Axial wavelength of undulation
Involute roll angle
f
Reference face
I
Non-reference face
II
4 a EXTENT OF GEAR INSPECTION
Inspection of the various gear tooth elements requires
several measuring operations. It is necessary to ensure
that for all measurements involving rotation of the gear,
the in-service axis of the gear coincides with the axis
of rotation during the measuring process.
It may not be economical or necessary to measure all gear
tooth element deviations such as those of single pitch,
cumulative pitch, profile, helix, tangential and radial
for
composite deviation, runout, surface roughness etc.,
some of the elements concerned may not significantly
influence the function of the gear under consideration.
Furthermore, some measurements can often be substituted
for example the tanqential composite check
for others,
might replace pitch checking or the radial composite
check might replace runout inspection. In order to take
recommended test groups and
account of these aspects,
tolerance families relative to the function of gears are
included in ISO/TR 10064, part 3. However, it is empha-
sised that curtailment of quality control measures is
subject to agreement between purchaser and supplier.
5 l IDENTIFICATION OF DEVIATION POSITION
It is convenient to identify deviations associated with
measurements of gear teeth,by specific reference to indi-
vidual right flanks, left flanks, pitches or the groups
of these.
6
---------------------- Page: 12 ----------------------
SIST ISO/TR 10064-1:1998
ISOlTR 10064=1:1992(E)
In the following,
conventions are described which enable
positive determination of the location of deviations.
5.1 Right or left flank
It is convenient to choose one face of the qear as refer-
_-
ence face and to mark it with the letter "I". The other
non-reference face might be termed face "II".
For an observer looking at the reference face, so that the
tooth is seen with its crest uppermost, the right flank
.
is on the right and the left flank is on the left.
Right and left flanks are denoted by the letters "R" and
nL*' respectively.
Fig 0 1 Notation and numbering for external gear
30R =
pitch Nr. 30, right flank
2L =
Ditch Nr. 2, left flank
,
right
flank
Fig 0 2 Notation and numbering for internal gear
=
1 L
pitch Nr. 1, left flank
3OR = -*
pitch Nr.
30, right flank
7
---------------------- Page: 13 ----------------------
SIST ISO/TR 10064-1:1998
ISO/TR 10064-l :I 992(E)
5.2 Right hand or left hand helical gears
The helix of an external or internal helical gear is
referred to as being right hand or left hand. The hand of
helix is denoted by the letters "rlr and "1" respectively.
The helix is right hand (left hand) as, when looking from
one face, the transverse profiles show successive clock-
wise (anticlockwise) displacement with increasing dis-
tance from an observer.
5.3 Numberinq of teeth and flanks
Looking at the reference face of a gear, the teeth are
numbered sequentially in the clockwise direction. The
tooth number is followed by the letter R or L, indicating
whether it is a right or a left flank.
Example: "Flank 29 L".
5.4 Numbering of pitches
The numbering of individual pitches is related to tooth
numbering as follows: pitch number "N" lies between the
corresponding flanks of teeth numbers “N-1" and IcNW; with
a letter R or L it is indicated whether the pitch lies
between right or left flanks. For example "Pitch 2 L",
(see Fig. 1)
5.5 Number of pitches "k"
The subscript *k" of a deviation symbol denotes the
number of consecutive pitches to which the deviation
applies.
In practice, a number is substituted for *'k", for example
Fp3 indicates that a given cumulative pitch deviation
refers-to three pitches.
---------------------- Page: 14 ----------------------
SIST ISO/TR 10064-1:1998
ISO/TR 10064=1:1992(E)
5.6 Checking recommendations
Measurements are normally carried out at approximately
mid tooth depth and/or mid facewidth, as appropriate.If
the facewidth is larger than 250 mm, two additional
profile measurements, each approximately 15% of the
* facewidth distant from either-end of the facewidth, is
Profile and helix deviations should be
advisable.
measured over three or more equally spaced, corresponding
flanks.
In order to ensure accuracy of measurements, inspection
apparatus should be calibrated periodically against ap-
proved standards,
6 a THE CHECKING OF SINGLE AND CUMULATIVE PITCH DEVIATIONS
6.1 General
Checking of pitch deviations implies measurement of the
actual (angular) values or comparator checks between
corresponding flanks of teeth around the circumference of
a gear.
In contrast to the checking of normal, transverse and
base pitch deviations are
cumulative pitch deviations,
checked in base tangent planes and are therefore
independent of the qear axis.
s
f
Pbt -
Fig l 3 Pitch (pt), pitch deviation (f,t),
transverse b&e pitch (pb& _t
transverse base pitch deviation (fpb&
cumulative pitch- (kxpt, in the Fig. kx3L
cumulative pitch deviation (Fpkrin the Fig. k=3)
3
9
---------------------- Page: 15 ----------------------
SIST ISO/TR 10064-1:1998
ISO/TR 10064-l :1992(E)
N 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
,
A 25 23 26 24 19 19 22 19 20 18123 21J9.21.24.25-27-21
,
B 22.00
I
cl+3 +l +4 +2 -3 -3 0 -3 -2 -4 +l -1 -3 -1 +21+31+5 -1
/ 1
D+3+4+8+101+7+4+4+1-l-5-4-5-8-9-7-4+1 0
r .
Fig. 4 Sample table with hypothetical deviation values
obtained by single pitch checking with a
s
integer values are seldom
comparator. In practice,
I
encountered.
N = pitch number
A = Values obtained with a pitch comparator (two probes),
without reference to a defined absolute value
= Arithmetic mean of all values A
B
=
C Pitch deviations fpt, expressed as the difference
between individual values and mean value B
acquired by consecutive
D = Cumulative pitch deviations,
addition of fpt (C) values, in the Fig. referred to
the flank between the pitches 18 and 1, corresponding
to the descriptions in Fig. 4 and Fig. 5.
When angular pitch measurement (one probe).is applied,
values D are ascertained by subtracting the theoretical
angle from the measured angle at each position, then
(in radians) by the radial
multiplying the differences
distance to points of probe/flank contact. Values C are
then obtained by subtracting value D of flank number N-l
from value D of flank number N.
10
---------------------- Page: 16 ----------------------
SIST ISO/TR 10064-1:1998
ISO/TR 10064-l :1992(E)
Flank Nr.
6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
18 1 2 3 4 5
.
PI ;ch Nr.
’ I I I I I I I III
1s 16 17 18
13
1
m
3
. . . . . .
a i
. . . . .
/ m 1 fDt (of pitch N) Lziz
I I I +h?
z
ZE . . . . . .
1
. . . . . .
+3
+2
3+3 t.
I
I
3
-
4
-
.
s
- E
t-9
-
3
r”
b
. . . .
. . . . . . .
. .a
. . . . . . . 1
s
...... .
...... .
.......
q
-----
m E
-
. .*.
. . . . . .
-
-
. . . . . . . . . . .
T;;T5
lfps3 i- diagram i;;7F;
t
Pw+!
. . . . . .
. .
. . . . .
d
Ii@ . . . . .
. . . . .
. . . . .
-----
-I)
t-
E
--
......
. . . . . .
. . .
Fpks IF,,&- d ihgramprmpm [ ~~-
i”“’
I I b I
Fiq. 5 A diagrammatic representation of pitch-deviations
s
on the sample gear of Fig. 4 (z = 18)
II
---------------------- Page: 17 ----------------------
SIST ISO/TR 10064-1:1998
lSO/TR 10064-l :1992(E)
a
Single pitch deviation fpt; fpt max. = + 5 Urn, at
pitch 17
b Cumulative pitch deviations Fpk, in the Fig. referred to
.
total cumulative pitch deviation Fp
flank 18, Fpk max.=
= 19 J,UII, between flank 4 and flank 14.
Fp3 max.= 10 pm, between flanks 14 and 17.
I
C Pitch sector deviations f,S, measured over sectors of
L.
S = 3 pitches each.
fps3 max. .= 8pm, between flanks 18 and 3
d Cumulative pitch sector deviations Fpks, in the Fig.
referred to flank 18, derived from pitch measurement
by sectors (c). Total cumulative pitch sector deviation
F = 15 pm, between flanks 3 and 15.
* FpS3
ps
In general, for large number of teeth, the difference between
Fp and Fp5 becomes negligible.
\
.
6.2 The checkinq of sinqle pitch accuracy
Fig. 6 Transverse pitch pt and single
-
pitch deviation fpt
commonly used devices are either
For checking pitch accuracy,
a comparator, provided with two -probes, or an angular
dividing apparatus having a single measurinq probe.
-
12
---------------------- Page: 18 ----------------------
SIST ISO/TR 10064-1:1998
ISO/TR 10064-1:1992(E)
Inspection practices relevant to these processes are
described in clauses 6.2.1 and 6.2.2 respectively.
Coordinate measuring machines without a rotatinq table can
-
also be used for measurements of pitch and pitch deviations
by applying appropriate relative motions which generally
. &. .
correspond to the principle described in clause 6.2.2.
6.2.1 Single pitch checking with a pitch comparator (two probes)
The two probes are to be positioned at the same radial
distance from the gear axis and in the same transverse
plane. The direction of the probe displacement should
be tangential to the measuring circle,
Since the exact value of the radial distance is diffi-
cult to ascertain, such comparators are seldom used to
verify true values of transverse pitches. Thus the most
suitable use of such instruments is for the determina-
tion of pitch deviation.
Som e pitch comparators are equipped with s
lide s which
.
adv ante the probes to a constant radial de normal
pth, 1Y s
to approximately mid tooth depth (Fig. 7).
The gear
und er inspection turns slowly, either cant inuo lusly or
int .ermittently around its axis, and the pr
obes on the
sli de are moved to and from the gauging po siti on.
Fig. 7 Pitch checkins with a pitch comparator
a.
13
---------------------- Page: 19 ----------------------
SIST ISO/TR 10064-1:1998
ISO/TR 10064-1:1992(E)
6.2.2 Pitch checking applying the angular indexing method (one probe)
This process involves the use of an angular indexing
apparatus. The degree of its precision must be consistent
with the gear diameter.
The measuring head is moved radially to and from a
predetermined gauging position at which for each flank,
the positional deviation from the theoretical position,
is measured. Every value recorded represents the
positional deviation of the relevant flank with respect
to the selected reference or zero flank. A chart of
recorded values thus shows cumulative pitch deviations
(Fpk) around the gear circumference.
Each single pitch deviation is determined by means of
subtracting the positional deviation of flank number
N-l from that of flank number N. Minus values are to be
indicated as appropriate.
Fig. 0 Pitch checking applying the angular
.
indexing method
14
---------------------- Page: 20 ----------------------
SIST ISO/TR 10064-1:1998
ISO/TR 10064=1:3992(E)
6.3 The checking of normal pitch accuracy with a pitch
comparator
Fig l 9 Normal pitch pn and normal pitch deviation
f pn (normal section)
Normal pitch deviation measurements should only be
substituted for transverse pitch deviation measurements,
when no suitable instrument other than a portable com-
e
parator, suitable only for checking "normal" pitch
deviations,
is available. With an instrument such as
that illustrated in Fig. 10, the tip cylinder of the
gear is used for positioning and it must be adequately
v
concentric with the gear axis, Other comparators which
can be used for the same purpose have different means
for positioning and do not use the tip surface as a
.
location surface.
Fig 0 10 Portable pitch comparator for checkinq
-
normal pitch deviation, presented on a spur
gear
15
---------------------- Page: 21 ----------------------
SIST ISO/TR 10064-1:1998
ISO/TR 10064-l :1992(E)
i3ecause the limits of tolerances set out in the
standard IS0 1328, part 1, refer to transverse pitch,
. . .
the results of normal pitch deviation measurements are
to be converted to transverse values before comparison
with tolerance values is made.
The relationship is as follows:
f
Pn
=
f
Pt
cosp
tolerance values can be multiplied
Alternatively,
by cosb in which case fewer calculations are likely
to be necessary.
should not be summed
Normal pitch deviation measurements
to determine cumulative pitch deviation.
The measurement of base pitch pb and of base pitch
6.4
deviations fpb
The transverse base pitch of a gear is equal to the
length of the common normal to the transverse profiles
of two consecutive corresponding tooth flanks. It is
also the length of arc of the base circle between the
origins of the involute profiles of consecutive
corresponding flanks (Fig. 11).
z
=dbX--
pbt
z
.
Fig. 11 Transverse base pitch pbt
16
---------------------- Page: 22 ----------------------
SIST ISO/TR 10064-1:1998
ISO/TR 10064-I :I 992(E)
The normal and the transverse base pitches are related
in accordance with the following equation:
pbn = Pbt % cospb
Effective load sharing between the teeth of mating
gears requires adequate control of base pitch accuracy
of both elements. This is particularly important when
gears of both elements are required to be
interchangeable. In such cases an important measurement
objective is determination of the value of the mean
base pitch for comparison with the mean base pitches of
other gears in the range.
The theoretical value of normal base pitch is a func-
tion of normal module and normal pressure angle, thus:
mdLCOSa,
pbn =
Usually a portable comparator is used for the measure-
ment of normal base pitch deviations. The principle of
such an instrument is illustrated in Fiq. 12. With
the aid of a suitable gauge,
the base pitch comparator
can be calibrated to measure directly the deviations
deviations from a theoretical base pitch.
L
Fig 0 12 Portable instrument for measuring
base pitch, presented on a spur gear
17
---------------------- Page: 23 ----------------------
SIST ISO/TR 10064-1:1998
ISO/TR 10064-I :I 992(E)
When measuring base pitch, it must be ensured that the
points of contact with the comparator probes do not lie
in zones with profile or helix modifications.
When suitable profile checking equipment is not availa-
ble, measured values of base pitch deviation can serve
as a base from which the value of the pressure angle
deviation f, Because measured values
can be derived.
of base pitch deviation are influenced by pitch devia-
this procedure will
tions and profile form deviations,
only serve a useful purpose when the two latter devia-
tions are quite small.
In any calculations for the derivation of approximate
mean values of pressure angle or other deviations, a
mean value of base pitch is used.
The mean normal base pitch deviation fpbm, the mean
base diameter difference fdbm, the mean pressure
angle deviation form and the effective base diameter
db eff are related as follows:
f
pbm X' 2 fpbm
=
f
am
fdbm
r x co&
fpbm % z
db eff = db +
6.5
Determination of cumulative pitch deviations Fpk and Fp
Cumulative pitch deviations can be determined by means
of the alqebraic summation of any specified number of
.
individual measured values of single transverse-pitch
The individual values of sin-
deviations (see Fig. 5b).
gle pitch deviation are determined in accordance with
clause 6.2.1.
described in clause 6.2.2,
The angular indexing method,
provides directly the values of cumulative pitch deviation.
18
---------------------- Page: 24 ----------------------
SIST ISO/TR 10064-1:1998
ISO/TR 10064-I :I 992(E)
6.5.1 Determination of the total cumulative pitch deviation Fp
-
By definition, the "total cumulative pitch deviation"
is the maximum cumulative pitch deviation of any sector
of the corresponding flanks of a gear. Its value is
equal to the distance measured at the appropriate scale
between the highest and lowest points of the curve of
cumulative pitch deviation. See Fig. 5b.
6.5,2 Cumulative pitch checking over sectors
When the comparator single pitch checking method is
applied to gears with large number of teeth, accumula-
tion of large numbers of measurement inaccuracies can
result in substantial inaccuracies of values obtained
by the summation process.
One source of inaccuracy is
failure to ensure that the trailing probe always
contacts the point occupied by the leading probe during
the preceding measurement.
By checkins sectors of pitches, the possible frequency
of the last mentioned inaccuracies will be reduced and
it is recommended that measurement of sector deviations
is adopted for gears having more than 60 teeth.
Fig. 13 illustrates the principle of measuring the
deviation of a sector of 4 pitches, includinq e.g.
. .
pitches numbers 1 to 4.
The next sector to be measured
would include pitches numbers 5 to 8, when the trailinq
probe which is seen on the right comes into contact with
that point on the flank of tooth number 4 which was
19
---------------------- Page: 25 ----------------------
SIST ISO/TR 10064-1:1998
ISO/TR 10064-l :I 992(E)
previously occupied by the leading probe, as seen
on the left of the figure. The precautions described in
clause 6.2.1 are equally necessary to measurements of
pitch sector deviations.
13 Principle of pitch measurement by sectors
Fig a
It is necessary to choose the number(S) of pitches per
sector such that:
a) The length of the sector chord is suited to the
capacity of the comparator to be used.
b) The number of values obtained will suffice for the
plotting of an acceptable cumulative deviation
curve.
Aids to the choice of suitable numbers of pitches, by
are provided in Fig. 14.
formula and curves,
If possible, z/S should be an integer.
When, however, the quotient z/S is not an integer, the
number of sector deviation measurements should be equal
to the next whole number larger than z/S, in which case
the last sector will include some of those pitches
already included in the first sector of pitches.
20
---------------------- Page: 26 ----------------------
SIST ISO/TR 10064-1:1998
lSO/TR 10064-l :I 992(E)
Example
z = 239, m = 8, chosen S = 5
Hence, the number of sectors (of readings) must be at
least eaual to 239 : 5 = 47*8. With 48 sectors (read-
- 239 = 1 pitch.
ings) there is an overlap of (5 x 48)
15
12
10
8
1
. . 160 260 360 460
660 ?bo 860 l&O i-
0
Fig 0 14 Guide for choosing the number (S) of pitches per
sector for pitch measurement by sectors
6.5.3 Evaluation of pitch sector checkins results
It is important to recognize, that the total cumulative
pitch deviation is not always revealed in a curve based
on algebraic summation of pitch sector deviations. This
is because the effect of any extreme single pitch
deviations lying within sectors, which would otherwise
influence the value of the total cumulative pitch
._
deviation, can be compensated within the sector.
21
---------------------- Page: 27 ----------------------
SIST ISO/TR 10064-1:1998
ISO/TR 10064-l :I 992(E)
Thus if any values come close to exceeding the limits
of specified tolerances, single pitch deviations in
maximum and overlap zones should be blended
minimum,
into the cumulative pitch sector deviation curve in
order to determine the total cumulative pitch deviation
more accurately.
It will be found convenient, to substitute numerical
values in the subscripts of the symbols Fps and FpkS
represen
...
RAPPORT ISO
TECHNIQUE
TR 10064-I
Première édition
1992-02-01
Engrenages c :ylindr iques - Code pratique
de réception
Partie 1:
f aux f lancs homologues de la
Contrôle relati
denture
- Code of inspection practice -
Cylindrical gears
Part 1: Inspection of corresponding flanks of gear teeth
Numéro de référence
ISO/TR 10064-I :1992(F)
---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO/TR 10064-1:1992(F)
Avant-propos
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération
mondiale d’organismes nationaux de normalisation (comités membres de
I’ISO). L’élaboration des Normes internationales est en général confiée aux
comités techniques de I’ISO. Chaque comité membre intéressé par une
étude a le droit de faire partie du comité technique créé à cet effet. Les
organisations internationales, gouvernementales et non gouvernemen-
tales, en liaison avec I’ISO participent également aux travaux. L’ISO colla-
bore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (CEI)
en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
La tâche principale des comités techniques est d’élaborer les Normes
internationales, mais, exceptionnellement, un comité technique peut pro-
poser la publication d’un rapport technique de l’un des types suivants:
- type 1, lorsque, en dépit de maints efforts, l’accord requis ne peut être
réalisé en faveur de la publication d’une Norme internationale;
- type 2, lorsque le sujet en question est encore en cours de dévelop-
pement technique ou lorsque, pour toute autre raison, la possibilité
d’un accord pour la publication d’une Norme internationale peut être
envisagée pour l’avenir mais pas dans l’immédiat;
- type 3, lorsqu’un comité technique a réuni des données de nature dif-
férente de celles qui sont normalement publiées comme Normes
internationales (ceci pouvant comprendre des informations sur l’état
de la technique, par exemple).
Les rapports techniques des types 1 et 2 font l’objet d’un nouvel examen
trois ans au plus tard après leur publication afin de décider éventuellement
de leur transformation en Normes internationales. Les rapports techniques
du type 3 ne doivent pas nécessairement être révisés avant que les don-
nées fournies ne soient plus jugées valables ou utiles.
L’ISO/TR 10064-1, rapport technique du type 3, a été élaboré par le comité
technique ISO/K 60, Engrenages.
Le présent Rapport technique est une mise à jour de la description des
méthodes de contrôle des dentures et des règles usuelles de bonne pra-
tique y relatives.
0 ISO 1992
Droits de reproduction réservés. Sauf prescription différente, aucune partie de cette publi-
cation ne peut être reproduite ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun pro-
cédé, électronique ou mécanique, y compris la photocopie et les microfilms, sans l’accord
écrit de l’éditeur.
Organisation internationale de normalisa tion
Case Postale 56 l CH-121 IG enève 20 l Suisse
Version française tirée en 1994
Imprimé en Suisse
ii
---------------------- Page: 2 ----------------------
63 ISO
ISO/TR 10064-1:1992(F)
L’ISO 10064 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre gé-
- Code pratique de réception:
néral Engrenages cylindriques
Partie 1: Contrôle relatif aux flancs homologues de la denture
[Rapport technique]
Partie 2: Règles usuelles de contrôle concernant l’écart composé
radial, le faux-rond, l’épaisseur des dents et le jeu entre flancs
0.
III
---------------------- Page: 3 ----------------------
ISO/TR 10064-I :1992(F)
Introduction
En même temps que les définitions et les valeurs admises pour les écarts des
caractéristiques de la denture, la norme internationale ISO 1328-1975 fournissait
également des conseils relatifs aux méthodes appropriées de contrôle.
Au cours de la révision de la norme ISO 13284975, il fut admis que la description
des méthodes de contrôle des dentures et les règles usuelles de bonne pratique qui
y sont relatives devaient être remises à jour. Compte-tenu d’une part de l’élargissement
nécessaire de cette partie de la norme et d’autre part de certaines autres considé-
rations, il fut décidé de publier séparément cet ensemble et ce sous la forme d’un
rapport technique de type 3, en y incluant une liste de l’ensemble des documents
traitant de ces sujets (voir paragraphe 2 - Références).
---------------------- Page: 4 ----------------------
RAPPORT TECHNIQUE @ ISO ISO/TR 10064-I :1992(F)
Engrenages cylindriques - Code pratique de
réception -
Partie 1:
Contrôle relatif aux flancs homologues de la denture
Cette partie de rapport technique contient les règles usuelles relatives au contrôle
des flancs homologues de la denture d’une roue cylindrique à profil en développante
de cercle. Elle traite de la mesure des écarts de pas, des écarts de profil, des écarts
d’hélice et des écarts de transmission.
Ce document donne des indications sur les méthodes de contrôle et d’analyse des
résultats de mesure et complète la partie 1 de la norme ISO 1328.
La plupart des termes ont été définis dans la partie 1 de I’ISO 1328. D’autres termes
seront définis au fur et à mesure qu’ils apparaitront dans le texte et dans le paragraphe
3 .
2 REFERENCES .
ISO 53 (1954)
Engrenages cylindriques. Crémaillère de référence.
ISO 54 (1977)
Engrenages cylindriques. Modules et diametral pitches.
ISO 701 (1976)
Notation internationale des engrenages. Symboles pour les termes géométriques.
ISO 13 22- Partie 1 (1983)
Vocabulaire des engrenages. Partie 1 : Définitions géométriques.
ISO 1328 - Partie 1 (1)
Engrenages cylindriques. Système ISO de précision. Partie 1 : Définitions et valeurs
des tolérances admissibles pour les flancs homologues des dentures.
ISO 1328 - Partie 2 (1)
Engrenages cylindriques. Système ISO de précision. Partie 2 : Définitions et valeurs
admissibles relatives aux écarts composée radiaux et au faux-rond.
1) À publier.
1
---------------------- Page: 5 ----------------------
ISO/TR 10064-1:1992(F)
0 ISO
ISO/TR 10063 (1)
Engrenages cylindriques. Corps de roue, ondulations, rugosité de surface, entraxe
et parallélisme des axes. Valeurs numériques.
ISO/TR 10064 - Partie 2 (1)
Engrenages cylindriques. Code pratique de réception. Partie 2 : Règles usuelles de
contrôle concernant l’écart composé radial, le faux-rond, l’épaisseur des dents et le
jeu entre flancs.
.ISO/TR 10064 Partie 3 (1)
Engrenages cylindriques. Code pratique de réception. Partie 3 : Groupes fonctionnels,
Classes de contrôle et Familles de tolérances.
3 SYMBOLES ET TERMES CORRESPONDANTS
3.1 Données de la roue dentée
b largeur de denture
d
diamètre primitif de référence
d diamètre de base
b
module réel
m,
w-l
module apparent
mt
pas réel
P n
pas apparent
Pt
pas de base réel
Pb Pbn
pas de base apparent
Pbt
S
nombre de pas par secteur
z nombre de dents
angle de pression réel
01901.
angle de pression apparent
oct
angle d’hélice (primitive)
P
angle d’hélice de base
P b
rapport de conduite apparent
%
rapport de recouvrement
9
rapport total de conduite
5
l) À publier.
2
---------------------- Page: 6 ----------------------
0 ISO ISO/TR 10064-1:1992(F)
3.2 Ecarts
Les symboles utilisés pour les écarts par rapport aux va
eurs de conception et relatifs
aux éléments individuels mesurés sont composés de la lettre minuscule “f” avec des
indices, tandis que les symboles utilisés pour les écarts cumulés ou pour l’écart total
sont composés de la lettre majuscule “F” avec des ind ces complémentaires.
Il est nécessaire d’affecter certains écarts d’un signe + ou -. Un écart est positif
lorsqu’il correspond à une dimension plus grande, et négatif lorsqu’il correspond à
une dimension plus petite que la valeur nominale de conception.
écart de diamètre de base
(il
f db
écart moyen de diamètre de base
dbm 1’)
f
excentricité entre l’axe d’une roue et l’axe de la denture (ou
fe(fcfed
des flancs homologues respectifs - gauche ou droit).
écart de forme de profil
ffa
écart de forme d’hélice
ffrj
écart d’inclinaison de profil
(il
f Ha
écart d’inclinaison d’hélice
(1)
f
HP
écart moyen d’inclinaison de profil
(‘1
f Ham
écart moyen d’inclinaison d’hélice
(‘1
f
H(3m
>
écart de saut de dent tangentiel
f i
9
composante longue période de l’écart composé tangentiel
f 1
9
composante courte période de l’écart composé tangentiel
f S
9
écart de saut de transmission (engrenage réalisé)
f
écart de pas de base
f
r-b
écart moyen de pas de base
f
Pbm
écart de pas sur un secteur
f
PS
écart de pas individuel
(‘1
f
Pt
hauteur d’ondulation (le long de l’hélice)
f
WC3
écart d’angle de pression (réel)
(‘1
f a
e de pression
écart moyen d’ang
(‘1
f an
écart d’angle d’hél ce
(‘1
fa
écart moyen d’ang e d’hélice
(1)
fbm
écart total cumulé de division
F
P
écart cumulé de division sur k pas
F (il
Pk
3
---------------------- Page: 7 ----------------------
ISO/TR 10064-I :1992(F)
0 ISO
écart cumulé de division sur un secteur
F (1)
PkS
écart total cumulé de division sur un secteur
F
PS
9
écart total
F composé tangentiel
i
9
F écart total de transmission (engrenage réalisé)
F écart total de profil
a
F écart total de distorsion
P
(1) Ces écarts peuvent avoir le signe + (plus) ou - (moins)
3.3 Termes relatifs au contrôle d’une roue dentée
d diamètre de base effectif
b eff
k nombre de pas successifs
1
hélice à gauche
hélice à droite
dépouille de tête
dépouille de pied
bombé de profil
bombé d’hélice
dépouille d’extrémité sur la face de référence (face non prise comme
référence)
L flanc gauche
L
longueur active
AE
L
longueur utilisable
AF
L
longueur de la tangente au cercle de base au point de départ du profil
E
actif
L longueur d’évaluation pour l’écart de profil
a
longueur d’évaluation pour l’écart d’hélice
Lb
N . . . Numéro d’une dent, numéro d’un pas
R flanc droit
longueur d’onde des ondulations d’hélice (le long de l’hélice)
%
angle de roulement de la développante
E
z face de référence
II face non prise comme référence
---------------------- Page: 8 ----------------------
0 ISO ISO/TR 10064-1:1992(F)
4 ETENDUE DU CONTROLE DE DENTURE
Le contrôle des différents éléments d’une denture nécessite plusieurs opérations de
mesure. II est nécessaire de s’assurer que pour toutes les opérations nécessitant une
rotation de la roue, l’axe de rotation en service coïncide avec l’axe de rotation utilisé
pour chaque opération de contrôle.
II n’est pas économique ou nécessaire de mesurer toutes les valeurs des éléments
d’une denture comme par exemple celles des écarts de pas individuel, de pas cumulé,
de profil, d’hélice, celles des écarts composés tangentiels et radiaux, celles du faux
rond, de la rugosité de surface, etc., car certains de ces éléments peuvent n’avoir
qu’une très faible influence sur le fonctionnement de la roue mesurée.
En conséquence, certaines mesures peuvent souvent se substituer à d’autres, par
exemple le contrôle de l’écart composé tangentiel pourrait remplacer le contrôle de
la division, et celui de l’écart composé radial pourrait remplacer celui du faux rond.
Pour tenir compte de ces observations, des classes de contrôle et de familles de
tolérances sont données dans le TR 10064 partie 3 selon la fonction de la roue dentée
mesurée. Cependant, il faut souligner qu’une simplification des mesures de contrôle
de qualité doit faire l’objet d’un accord entre fabriquant et utilisateur.
5 IDENTIFICATION DE LA POSITION DE L’ECART CONSIDERE
II est commode d’identifier les écarts correspondants aux mesures réalisées sur la
roue dentée en utilisant des références spécifiques aux flancs individuels droits et
gauches, aux pas ou à des associations de ces éléments.
Dans ce qui suit, on donne des conventions pour permettre une détermination de la
position des écarts positifs.
5.1 Flancs droits ou gauches
II est commode de choisir une face de la roue comme face de référence et de la
marquer avec la lettre 1. L’autre face peut être marquée paf II.
Pour un observateur regardant la face de référence, de telle sorte que la denture soit
vue avec son sommet en haut, le flanc droit est sur la droite, et le flanc gauche est
sur la gauche.
Droite et gauche sont indiquées par les lettres R et L respectivement.
Soaret de dent
Figure 1 : Notation et numérotation d’une roue à denture extérieure
pas n030, flanc droit
30R =
2L = pas n02, flanc gauche
5
---------------------- Page: 9 ----------------------
ISO/TR 10064-I :1992(F) 0 ISO
Sommet de
Flanc gauche
flanc droit
Figure 2 : Notation et numérotation d’une roue à denture intérieure
IL = pas no1 I flanc gauche
30R = pas n030, flanc droit
5.2 Denture hélicoïdale à droite ou à gauche
La denture hélicoïdale d’une roue extérieure ou intérieure est définie comme étant “à
droite” ou “à gauche”.
Le sens d’inclinaison est indiqué par les lettres ‘Y’ ou “1” respectivement. L’hélice
les profils apparents se déplacent
est à droite (ou à gauche) si, à partir d’une face ,
dans le sens des aiguilles d’une montre (ou dans le sens opposé) lorsqu’ils s’éloignent
de l’observateur.
5.3 Numérotation des dents et des flancs
Les dents sont numérotées dans l’ordre croissant en tournant dans le sens des aiguilles
d’une montre et en regardant la face de référence.
Le numéro d’une dent est suivi de la lettre R ou L, indiquant ainsi qu’il s’agit d’un
flanc droit ou d’un flanc gauche .Par exemple: “flanc 29L”.
5.4 Numérotation des pas
La numérotation des pas individuels est reliée à celle des dents comme suit : le pas
de numéro N est compris entre le flanc homologue de la dent (N-l) et (N). Avec la
lettre R ou L, on indique si les pas sont compris entre les flancs droits ou gauches.
Paf exemple: pas 2L (voir figure 1).
5.5 Nombre de pas k
L’indice k d’un symbole d’écart indique le nombre de pas successifs auquel s’applique
l’écart.
En pratique, un nombre est substitué à k. Par exemple Fp3 indique que l’écart de pas
cumulé se rapporte à 3 pas.
5.6 Recommandations pour le contrôle
Les mesures sont normalement effectuées approximativement à mi-hauteur de dent,
ou à mi-largeur de denture. Si la largeur de denture est supérieure à 250 mm, il est
recommandé d’effectuer deux mesures supplémentaires de profil, chacune étant
située à environ 15% de la largeur de denture à partir de chacune des extrémités.
1 3 flancs (ou plus) homologues
Les écarts de profil et d’hélice doivent être mesurés sur
et également espacés.
e périodique des appareils doit
Pour s’assurer de la précision des mesures, un contrôl
être effectué en appliquant les normes appropriées.
6
---------------------- Page: 10 ----------------------
0 ISO ISO/TR 10064-I : 1992(F)
6 LE CONTROLE DES ECARTS INDIVIDUELS DE PAS ET CUMULES DE
PAS
6.1 Généralités
Le contrôle des écarts de pas consiste à mesurer des écarts angulaires effectifs, lus
sur des comparateurs entre les flancs homologues sur la périphérie de la roue à
contrôler.
Contrairement au contrôle des écarts de pas individuels réels ou apparents, et de pas
cumulés, les écarts de pas de base sont mesurés dans un plan tangent au cylindre
de base, et ne sont pas liés à la position de l’axe de la roue à contrôler.
1
I
Figure 3
Pas (PJ,
écart de pas (f,J
Pas de base apparent ( Pbt )
Ecart de base apparent (f PJ
Pas cumulé (krP,,sur la figure3 k=3)
Ecart de pas cumulé (F.,pur la figure3 k=3)
a
---------------------- Page: 11 ----------------------
ISO/TR 10064-I :1992(F)
0 ISO
A
N 1 2 3 4 5 6
7 8 9 10 11 12 13 14
15 16 17 18
, A ,25, 23,
26, 24 , 19, 19, 22 ,19,
20 ,18, 23 ,21
, 19, 21 , 24, 25, 27
121
22.00
I
I BI
c +3 +l +4 +2 -3 -3 0 -3 -2 -4 +l -1 -3 -1 +2 +3 +5
-1
1
D +3 +4 +8 +lO +7 +4 +4 -1
+1 -5 -4 -5 -8 -9 -7 -4 +l 0
Figure 4 : Exemple de tableau de valeurs obtenues par contrôle des pas indivi-
duels à l’aide d’un comparateur. En pratique on rencontre rarement des valeurs
entières.
.
N .
numéro de pas
.
A . valeurs obtenues avec un comparateur de pas (avec deux touches), sans
référence à une valeur absolue définie.
.
B . moyenne arithmétique de toutes les valeurs A
.
exprimés comme étant la différence entre les valeurs
C . écarts de pas f,tl
individuelles et la valeur moyenne B
l
D . écarts d’erreur cumulée de pas obtenus par additions successives des valeurs
fpt de C (voir figures 4 et 5).
Dans le cas de contrôle par mesures angulaires (1 touche), les valeurs D sont obtenues
en soustrayant les valeurs de l’angle théorique à celle de la mesure angulaire pour
chacune des positions, puis en multipliant les différences (exprimées en radian) par
le rayon au point de contact de la touche sur le flanc. Les valeurs C sont alors obtenues
par soustraction des valeurs D pour les flancs (N-l) et(N).
---------------------- Page: 12 ----------------------
ISO/TR 10064-1:1992(F)
0 ISO
flanc No
18 1 2 3 G s 6 7 8 9 10 11 n 13 tt 15 16 17 18 ,
t 1 ,
Pas No
1 I 2 l 3 G 5 6
a
. . . . . . . . . . . .m.
f3 +f +G +2*F
)Un
b
Figure 5 : Représentation sous forme de diagramme des écarts de pas sur I’exem-
ple de roue de la figure 4 ( z = 18 j
9
---------------------- Page: 13 ----------------------
0 ISO
ISO/TR 10064-I : 1992(F)
a Ecart de pas individuel f pt f pt max = + 5pm, au pas no 17
b Ecart de pas cumulé Sur la figure l’origine est au flanc no 18
Fpk
= écart de pas individuel
f max
Pt
F
= 19pm entre flancs 4 et 14
max
P
F = IOflm entre flancs 14 et 17
max
P3
c Ecart sur secteur .f ps, mesurés sur des secteurs s = 3 pas
= 8pm, entre flancs 18 et 3
f Ps3 max
d Ecarts sur secteurs cumulés FpkSI avec sur la figure, l’origine au flanc 18 et obtenus
à partir des mesures C
F F = 15pm, entre flancs 3 et 15
ps =
PS3
En générai, pour des nombres de dents importants, la différence entre F, et FpS
devient négligeable.
10
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0 ISO
6.2 Contrôle de la précision du pas individuel
Figure 6 : Pas apparent pt et
écart de pas individuel apparent f Pt
Pour le contrôle de la précision de division, les appareils couramment utilisés sont
soit des comparateurs à deux touches, soit un diviseur angulaire avec simple touche.
La pratique du contrôle suivant ces deux méthodes est décrite dans les paragraphes
6.2.1 et 6.2.2 respectivement.
Des appareils de mesures par coordonnées, sans rotation de table, peuvent également
être utilisées pour les mesures de pas et des écarts de pas, en générant des
déplacements relatifs appropriés, qui généralement correspondent au principe décrit
dans le paragraphe 6.2.2.
6.2.1 Contrôle de pas individuel avec comparateur de pas à 2 touches
Les deux touches doivent être positionnées à la même distance radiale de l’axe de
la roue, et dans un même plan de section droite, la direction du déplacement des
touches doit être tangentielle par rapport au cercle de mesure.
Comme la distance radiale exacte est difficile à évaluer, de tels comparateurs sont
rarement utilisés pour vérifier les valeurs exactes des pas apparents. Ainsi, l’utilisation
la plus intéressante de ces appareils est la détermination des écarts de pas.
Certains de ces comparateurs de pas sont équipés de glissières qui permettent le
déplacement des touches à une distance radiale constante, approximativement à
mi-hauteur de dent (figure 7).
La roue à contrôler tourne lentement, soit d’une manière continue, soit par inter-
mittence, autour de son axe, et les touches sont déplacées à l’aide de la glissière
vers la position de contrôle ou dégagées.
Figure 7 : Contrôle du pas avec un comparateur de pas.
11
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ISO/TR 10064-1:1992(F) 0 ISO
6.2.2 Contrôle de pas avec diviseur angulaire (une touche)
Ce procédé impose l’utilisation d’un appareil de division angulaire. Le degré de
précision de cet appareil doit être compatible avec le diamètre de la roue à contrôler.
La tête de mesure est déplacée radialement depuis et vers une position prédéterminée
l’écart de position angulaire par rapport à
par rapport à laquelle, pour chaque flanc,
la position théorique est mesuré. Chacune des valeurs relevées représente l’écart de
position du flanc considéré par rapport à une position de référence ou flanc zéro. Le
diagramme des valeurs enregistrées représente les écarts cumulés de pas Fpk sur la
circonférence de la roue.
Chaque écart de pas individuel est obtenu par soustraction de l’écart du flanc (N-l)
de celui du flanc N. Les valeurs négatives sont à indiquer de manière appropriée.
Figure 8 : Contrôle du pas avec un diviseur angulaire
6.3 Contrôle de la précision du pas réel avec un comparateur de pas
Figure 9 : Pas réel P, et écart de pas réel .f pn (section réelle)
12
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ISO/TR 10064-1:1992(F)
0 ISO
La mesure de l’écart de pas réel ne doit se substituer à celle du pas apparent que
lorsque aucun appareil adéquat, autre qu’un comparateur de pas portatif, utilisable
seulement pour la mesure du pas réel, ne peut être utilisé. Avec un appareil tel que
celui schématisé sur la figure 10, le cylindre de tête de la roue à contrôler est utilisé
pour le positionnement de l’appareil et doit donc être concentrique avec l’axe de la
roue. D’autres appareils qui peuvent être utilisés pour le même contrôle ont d’autres
moyens de positionnement et n’utilisent pas le cylindre de tête. Comme les valeurs
des écarts admissibles données dans la norme ISO 1328, Partie 1 I concernent le pas
apparent, les résultats des mesures effectuées pour le pas réel doivent être convertis
en écarts apparents pour pouvoir être comparés aux valeurs des écarts admissibles
de la norme.
-
ressort
f
précont raint
0
39
Figure 10 : Comparateur portatif pour le contrôle des écarts de pas réel, repré-
senté sur une denture droite.
Pour cela on appliquera la relation suivante:
f
=pn
f
pt COS(3
On peut également multiplier les tolérances sur le pas apparent par CO+ et dans ce
cas la conversion précédente des valeurs mesurées n’est plus nécessaire. Les écarts
de pas réel ne doivent pas être additionnés pour déterminer les écarts cumulés.
6.4 Contrôle du pas de base J% et des écarts de pas de base f pb
Le pas de base apparent d’une denture est égal à la longueur de la normale commune
à deux profils apparents homologues consécutifs. C’est aussi la longueur de l’arc de
cercle de base compris entre les points où ces deux profils touchent le cercle de base
(figure 1 1).
J-l
Pbt = dx b’ ;
13
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ISO/TR 10064-1:1992(F)
0 ISO
Figure 11 : Pas de base apparent pbt
Les pas de base réels et apparents sont reliés par la formule suivante :
= Pbt~cos~b
Pb n
La répartition effective de la charge entre les dents des éléments d’un engrenage
nécessite un contrôle adéquat de la précision du pas de base des deux éléments qui
le constituent.
Ceci est particulièrement important lorsque les éléments doivent être interchangea-
bles.
Dans ce cas il est important de déterminer la valeur moyenne du pas de base pour
la comparer avec les pas de base moyens des autres roues de la série.
La valeur théorique du pas de base réel est fonction du module réel et de l’angle de
pression réel :
= m3dgcosan
Pb n
Dans la pratique, un comparateur portatif est utilisé pour la mesure des écarts de pas
de base réel. Le principe d’un tel instrument est schématisé sur la figure 12. En
utilisant un calibre approprié, le comparateur peut être réglé pour mesurer directement
les écarts par rapport au pas de base théorique.
Figure 12 : Appareil portatif pour la mesure du pas de base, représenté sur une
denture droite
Au cours de la mesure du pas de base, on doit s’assurer que les points de contact
avec les touches de l’instrument ne soient pas situés dans des zones ou le profil et
(OU) l’hélice ont été corrigés.
14
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CSO/TR 10064-1:1992(F)
0 ISO
Lorsque des instruments appropriés pour le contrôle du profil n’existent pas, les
mesures des écarts du pas de base peuvent être utilisées comme référence à partir
desquelles les écarts d’angles de pression fa seront déduits.
Comme les mesures des écarts du pas de base sont influencées par les écarts de pas
et de profil, cette procédure ne servira comme moyen pratique que lorsque ces deux
écarts sont très faibles.
Pour la détermination des valeurs approximatives moyennes d’angle de pression et
d’autres écarts, on utilisera une valeur moyenne du pas de base.
L’écart moyen de pas de base .f pbml la différence moyenne sur le diamètre de base
l’écart moyen d’angle de pression f am et le diamètre de base effectif d beffsont
. f dbmr
.
reliés par les formules suivantes:
.f PbmIX
.f
dbm =
Jt.cosp,
f
Pbm
-
a
f an
rbtmrtsin a
f’ pbmlz
d d
beff = b+
Jt&cosf$,
6.5 Détermination des écarts cumulés de pas Fpk et F,
Les écarts cumulés de pas peuvent être déterminés à partir de la somme algébrique
du nombre correspondant d’écarts de pas individuel (figure 5b).
Les écarts de pas individuels sont déterminés en utilisant le procédé décrit au para-
graphe 6.2.1.
La méthode utilisant un appareil diviseur,
décrite au paragraphe 6.2.2, donne
directement la valeur des écarts cumulés.
6.5.1 Détermination de l’écart cumulé total de pas F,
Par définition “l’écart cumulé total de pas” est l’écart cumulé maximum de pas sur
tout secteur de flancs homologues d’une roue.
Sa valeur est égale à la distance, mesurée compte-tenu de l’amplification, entre le
point maxi et le point mini de la courbe d’écart cumulé de pas (voir figure 5b) .
6.5.2 Contrôle de l’écart cumulé par secteurs
Lorsque la méthode de contrôle de l’écart de pas individuel à l’aide d’un comparateur
portatif est utilisée pour une roue possédant un grand nombre de dents, l’addition
du grand nombre d’imprécisions dues aux lectures élémentaires, peut entrainer une
erreur sensible du niveau des valeurs obtenues pour les écarts cumulés. Une source
.d’imprécision est le manque d’assurance que le palpeur de référence soit toujours en
contact au même point que celui occupé par le palpeur de mesure au cours de la
mesure précédente. En utilisant le contrôle par secteur de pas, le nombre d’impré-
cisions mentionnées précédemment est réduit; ce contrôle est conseillé lorsque le
nombre de dents est supérieur à 60.
Le schéma de la figure 13 illustre le principe de la méthode de contrôle en utilisant
le secteur de 4 pas, comprenant les pas de 1 à 4.
15
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ISO/TR 10064-I :1992(F) 0 ISO
Le secteur suivant qui sera mesuré comprendra les pas de 5 à 8, lorsque la touche
qui est située à droite viendra en contact avec le flanc de la dent numéro 4 actuellement
en contact avec la touche située à gauche.
Les précautions décrites dans le paragraphes 6.2.1 sont également nécessaires pour
les mesures des écarts de pas.
Figure 13 : Principe de la mesure du pas par secteurs
II est nécessaire de choisir le nombre(S) de pas par secteurs de telle sorte que:
la longueur de la corde du secteur soit compatible avec la capacité du com-
a)
parateur utilisé.
le nombre de valeurs obtenues soit suffisant pour le tracé d’une courbe d’écarts
b)
cumulés acceptable.
La figure 14 permet une détermination pratique du nombre de pas, à l’aide
d’une formule et d’un abaque.
doit être un nombre entier. Si le rapport G n’est pas entier , le
Si possible, s
nombre de secteurs sera pris égal à l’entier juste supérieur à %et dans ce cas
le dernier secteur incluera quelques pas qui ont déja été pris dans le premier
secteur de pas.
Exemple : z = 239 , m = 8 , Choisir S = 5
= 4’7 9 8soit 48 secteurs.
Le nombre de secteurs doit être égal au moins à: y
16
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ISO/TR 10064-I : 1992(F)
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8
Figure 14 : Guide pour le choix du nombre de pas (S) parasecteur, pour la mesure
du pas par secteurs
6.5.3 Evaluation des résultats de la mesure du pas par secteurs
II est important de reconnaître que l’écart cumulé de pas n’est pas toujours mis en
évidence dans une courbe basée sur une somme algébriqu’e d’écarts de pas individuels
sur un secteur. Ceci est dû au fait que chaque écart extrème de pas compris dans
un secteur, qui autrement influencerait la valeur de deux écarts cumulés total de pas,
peut être compensé à l’intérieur de ce secteur.
Donc,si certai.nes valeurs sont prêtes à dépasser. les limites fixées par les tolérances,
les écarts de pas individuels devront être intégrés dans les zones des maxima, minima
et de recouvrement de la courbe d’écarts cumulés de pas par secteurs afin de
déter,miner l’écart cumulé total’ de division avec plus de précision.
et’F pkS .qui représentent les écarts de pas cumulés sur un
Dans les symboles FpS
secteur, il serait intéressant de remplacer les lettres en indices par des valeurs
numériques. De cette facon la longueur de l’arc de courbe controlée et/ou le nombre
de pas par secteur seront indiqués. Par exemple FpZgS4 désigne l’écart de pas cumulé
24 pas et basé sur la mesure de secteurs de 4 pas.
par secteurs sur un arc de k =
6.5.4 Signification de l’écart cumulé de pas Fpk
Si les écarts cumulés de pas sur des nombres de pas relativement faibles sont trop
grands, des forces d’accélération importantes peuvent être engendrées en service.
Ceci est particulièrement vrai dans les engrenages à grande vitesse, pour lesquels
ces surcharges dynamiques peuvent être considérables.
17
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ISO/TR 10064-I : 1992(F)
0 ISO
Ceci nécessite donc des tolérances d’écarts cumulés sur des petits nombres de pas.
La figure 15 représente les diagrammes d’
...
RAPPORT ISO
TECHNIQUE
TR 10064-I
Première édition
1992-02-01
Engrenages c :ylindr iques - Code pratique
de réception
Partie 1:
f aux f lancs homologues de la
Contrôle relati
denture
- Code of inspection practice -
Cylindrical gears
Part 1: Inspection of corresponding flanks of gear teeth
Numéro de référence
ISO/TR 10064-I :1992(F)
---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO/TR 10064-1:1992(F)
Avant-propos
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération
mondiale d’organismes nationaux de normalisation (comités membres de
I’ISO). L’élaboration des Normes internationales est en général confiée aux
comités techniques de I’ISO. Chaque comité membre intéressé par une
étude a le droit de faire partie du comité technique créé à cet effet. Les
organisations internationales, gouvernementales et non gouvernemen-
tales, en liaison avec I’ISO participent également aux travaux. L’ISO colla-
bore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (CEI)
en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
La tâche principale des comités techniques est d’élaborer les Normes
internationales, mais, exceptionnellement, un comité technique peut pro-
poser la publication d’un rapport technique de l’un des types suivants:
- type 1, lorsque, en dépit de maints efforts, l’accord requis ne peut être
réalisé en faveur de la publication d’une Norme internationale;
- type 2, lorsque le sujet en question est encore en cours de dévelop-
pement technique ou lorsque, pour toute autre raison, la possibilité
d’un accord pour la publication d’une Norme internationale peut être
envisagée pour l’avenir mais pas dans l’immédiat;
- type 3, lorsqu’un comité technique a réuni des données de nature dif-
férente de celles qui sont normalement publiées comme Normes
internationales (ceci pouvant comprendre des informations sur l’état
de la technique, par exemple).
Les rapports techniques des types 1 et 2 font l’objet d’un nouvel examen
trois ans au plus tard après leur publication afin de décider éventuellement
de leur transformation en Normes internationales. Les rapports techniques
du type 3 ne doivent pas nécessairement être révisés avant que les don-
nées fournies ne soient plus jugées valables ou utiles.
L’ISO/TR 10064-1, rapport technique du type 3, a été élaboré par le comité
technique ISO/K 60, Engrenages.
Le présent Rapport technique est une mise à jour de la description des
méthodes de contrôle des dentures et des règles usuelles de bonne pra-
tique y relatives.
0 ISO 1992
Droits de reproduction réservés. Sauf prescription différente, aucune partie de cette publi-
cation ne peut être reproduite ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun pro-
cédé, électronique ou mécanique, y compris la photocopie et les microfilms, sans l’accord
écrit de l’éditeur.
Organisation internationale de normalisa tion
Case Postale 56 l CH-121 IG enève 20 l Suisse
Version française tirée en 1994
Imprimé en Suisse
ii
---------------------- Page: 2 ----------------------
63 ISO
ISO/TR 10064-1:1992(F)
L’ISO 10064 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre gé-
- Code pratique de réception:
néral Engrenages cylindriques
Partie 1: Contrôle relatif aux flancs homologues de la denture
[Rapport technique]
Partie 2: Règles usuelles de contrôle concernant l’écart composé
radial, le faux-rond, l’épaisseur des dents et le jeu entre flancs
0.
III
---------------------- Page: 3 ----------------------
ISO/TR 10064-I :1992(F)
Introduction
En même temps que les définitions et les valeurs admises pour les écarts des
caractéristiques de la denture, la norme internationale ISO 1328-1975 fournissait
également des conseils relatifs aux méthodes appropriées de contrôle.
Au cours de la révision de la norme ISO 13284975, il fut admis que la description
des méthodes de contrôle des dentures et les règles usuelles de bonne pratique qui
y sont relatives devaient être remises à jour. Compte-tenu d’une part de l’élargissement
nécessaire de cette partie de la norme et d’autre part de certaines autres considé-
rations, il fut décidé de publier séparément cet ensemble et ce sous la forme d’un
rapport technique de type 3, en y incluant une liste de l’ensemble des documents
traitant de ces sujets (voir paragraphe 2 - Références).
---------------------- Page: 4 ----------------------
RAPPORT TECHNIQUE @ ISO ISO/TR 10064-I :1992(F)
Engrenages cylindriques - Code pratique de
réception -
Partie 1:
Contrôle relatif aux flancs homologues de la denture
Cette partie de rapport technique contient les règles usuelles relatives au contrôle
des flancs homologues de la denture d’une roue cylindrique à profil en développante
de cercle. Elle traite de la mesure des écarts de pas, des écarts de profil, des écarts
d’hélice et des écarts de transmission.
Ce document donne des indications sur les méthodes de contrôle et d’analyse des
résultats de mesure et complète la partie 1 de la norme ISO 1328.
La plupart des termes ont été définis dans la partie 1 de I’ISO 1328. D’autres termes
seront définis au fur et à mesure qu’ils apparaitront dans le texte et dans le paragraphe
3 .
2 REFERENCES .
ISO 53 (1954)
Engrenages cylindriques. Crémaillère de référence.
ISO 54 (1977)
Engrenages cylindriques. Modules et diametral pitches.
ISO 701 (1976)
Notation internationale des engrenages. Symboles pour les termes géométriques.
ISO 13 22- Partie 1 (1983)
Vocabulaire des engrenages. Partie 1 : Définitions géométriques.
ISO 1328 - Partie 1 (1)
Engrenages cylindriques. Système ISO de précision. Partie 1 : Définitions et valeurs
des tolérances admissibles pour les flancs homologues des dentures.
ISO 1328 - Partie 2 (1)
Engrenages cylindriques. Système ISO de précision. Partie 2 : Définitions et valeurs
admissibles relatives aux écarts composée radiaux et au faux-rond.
1) À publier.
1
---------------------- Page: 5 ----------------------
ISO/TR 10064-1:1992(F)
0 ISO
ISO/TR 10063 (1)
Engrenages cylindriques. Corps de roue, ondulations, rugosité de surface, entraxe
et parallélisme des axes. Valeurs numériques.
ISO/TR 10064 - Partie 2 (1)
Engrenages cylindriques. Code pratique de réception. Partie 2 : Règles usuelles de
contrôle concernant l’écart composé radial, le faux-rond, l’épaisseur des dents et le
jeu entre flancs.
.ISO/TR 10064 Partie 3 (1)
Engrenages cylindriques. Code pratique de réception. Partie 3 : Groupes fonctionnels,
Classes de contrôle et Familles de tolérances.
3 SYMBOLES ET TERMES CORRESPONDANTS
3.1 Données de la roue dentée
b largeur de denture
d
diamètre primitif de référence
d diamètre de base
b
module réel
m,
w-l
module apparent
mt
pas réel
P n
pas apparent
Pt
pas de base réel
Pb Pbn
pas de base apparent
Pbt
S
nombre de pas par secteur
z nombre de dents
angle de pression réel
01901.
angle de pression apparent
oct
angle d’hélice (primitive)
P
angle d’hélice de base
P b
rapport de conduite apparent
%
rapport de recouvrement
9
rapport total de conduite
5
l) À publier.
2
---------------------- Page: 6 ----------------------
0 ISO ISO/TR 10064-1:1992(F)
3.2 Ecarts
Les symboles utilisés pour les écarts par rapport aux va
eurs de conception et relatifs
aux éléments individuels mesurés sont composés de la lettre minuscule “f” avec des
indices, tandis que les symboles utilisés pour les écarts cumulés ou pour l’écart total
sont composés de la lettre majuscule “F” avec des ind ces complémentaires.
Il est nécessaire d’affecter certains écarts d’un signe + ou -. Un écart est positif
lorsqu’il correspond à une dimension plus grande, et négatif lorsqu’il correspond à
une dimension plus petite que la valeur nominale de conception.
écart de diamètre de base
(il
f db
écart moyen de diamètre de base
dbm 1’)
f
excentricité entre l’axe d’une roue et l’axe de la denture (ou
fe(fcfed
des flancs homologues respectifs - gauche ou droit).
écart de forme de profil
ffa
écart de forme d’hélice
ffrj
écart d’inclinaison de profil
(il
f Ha
écart d’inclinaison d’hélice
(1)
f
HP
écart moyen d’inclinaison de profil
(‘1
f Ham
écart moyen d’inclinaison d’hélice
(‘1
f
H(3m
>
écart de saut de dent tangentiel
f i
9
composante longue période de l’écart composé tangentiel
f 1
9
composante courte période de l’écart composé tangentiel
f S
9
écart de saut de transmission (engrenage réalisé)
f
écart de pas de base
f
r-b
écart moyen de pas de base
f
Pbm
écart de pas sur un secteur
f
PS
écart de pas individuel
(‘1
f
Pt
hauteur d’ondulation (le long de l’hélice)
f
WC3
écart d’angle de pression (réel)
(‘1
f a
e de pression
écart moyen d’ang
(‘1
f an
écart d’angle d’hél ce
(‘1
fa
écart moyen d’ang e d’hélice
(1)
fbm
écart total cumulé de division
F
P
écart cumulé de division sur k pas
F (il
Pk
3
---------------------- Page: 7 ----------------------
ISO/TR 10064-I :1992(F)
0 ISO
écart cumulé de division sur un secteur
F (1)
PkS
écart total cumulé de division sur un secteur
F
PS
9
écart total
F composé tangentiel
i
9
F écart total de transmission (engrenage réalisé)
F écart total de profil
a
F écart total de distorsion
P
(1) Ces écarts peuvent avoir le signe + (plus) ou - (moins)
3.3 Termes relatifs au contrôle d’une roue dentée
d diamètre de base effectif
b eff
k nombre de pas successifs
1
hélice à gauche
hélice à droite
dépouille de tête
dépouille de pied
bombé de profil
bombé d’hélice
dépouille d’extrémité sur la face de référence (face non prise comme
référence)
L flanc gauche
L
longueur active
AE
L
longueur utilisable
AF
L
longueur de la tangente au cercle de base au point de départ du profil
E
actif
L longueur d’évaluation pour l’écart de profil
a
longueur d’évaluation pour l’écart d’hélice
Lb
N . . . Numéro d’une dent, numéro d’un pas
R flanc droit
longueur d’onde des ondulations d’hélice (le long de l’hélice)
%
angle de roulement de la développante
E
z face de référence
II face non prise comme référence
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0 ISO ISO/TR 10064-1:1992(F)
4 ETENDUE DU CONTROLE DE DENTURE
Le contrôle des différents éléments d’une denture nécessite plusieurs opérations de
mesure. II est nécessaire de s’assurer que pour toutes les opérations nécessitant une
rotation de la roue, l’axe de rotation en service coïncide avec l’axe de rotation utilisé
pour chaque opération de contrôle.
II n’est pas économique ou nécessaire de mesurer toutes les valeurs des éléments
d’une denture comme par exemple celles des écarts de pas individuel, de pas cumulé,
de profil, d’hélice, celles des écarts composés tangentiels et radiaux, celles du faux
rond, de la rugosité de surface, etc., car certains de ces éléments peuvent n’avoir
qu’une très faible influence sur le fonctionnement de la roue mesurée.
En conséquence, certaines mesures peuvent souvent se substituer à d’autres, par
exemple le contrôle de l’écart composé tangentiel pourrait remplacer le contrôle de
la division, et celui de l’écart composé radial pourrait remplacer celui du faux rond.
Pour tenir compte de ces observations, des classes de contrôle et de familles de
tolérances sont données dans le TR 10064 partie 3 selon la fonction de la roue dentée
mesurée. Cependant, il faut souligner qu’une simplification des mesures de contrôle
de qualité doit faire l’objet d’un accord entre fabriquant et utilisateur.
5 IDENTIFICATION DE LA POSITION DE L’ECART CONSIDERE
II est commode d’identifier les écarts correspondants aux mesures réalisées sur la
roue dentée en utilisant des références spécifiques aux flancs individuels droits et
gauches, aux pas ou à des associations de ces éléments.
Dans ce qui suit, on donne des conventions pour permettre une détermination de la
position des écarts positifs.
5.1 Flancs droits ou gauches
II est commode de choisir une face de la roue comme face de référence et de la
marquer avec la lettre 1. L’autre face peut être marquée paf II.
Pour un observateur regardant la face de référence, de telle sorte que la denture soit
vue avec son sommet en haut, le flanc droit est sur la droite, et le flanc gauche est
sur la gauche.
Droite et gauche sont indiquées par les lettres R et L respectivement.
Soaret de dent
Figure 1 : Notation et numérotation d’une roue à denture extérieure
pas n030, flanc droit
30R =
2L = pas n02, flanc gauche
5
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ISO/TR 10064-I :1992(F) 0 ISO
Sommet de
Flanc gauche
flanc droit
Figure 2 : Notation et numérotation d’une roue à denture intérieure
IL = pas no1 I flanc gauche
30R = pas n030, flanc droit
5.2 Denture hélicoïdale à droite ou à gauche
La denture hélicoïdale d’une roue extérieure ou intérieure est définie comme étant “à
droite” ou “à gauche”.
Le sens d’inclinaison est indiqué par les lettres ‘Y’ ou “1” respectivement. L’hélice
les profils apparents se déplacent
est à droite (ou à gauche) si, à partir d’une face ,
dans le sens des aiguilles d’une montre (ou dans le sens opposé) lorsqu’ils s’éloignent
de l’observateur.
5.3 Numérotation des dents et des flancs
Les dents sont numérotées dans l’ordre croissant en tournant dans le sens des aiguilles
d’une montre et en regardant la face de référence.
Le numéro d’une dent est suivi de la lettre R ou L, indiquant ainsi qu’il s’agit d’un
flanc droit ou d’un flanc gauche .Par exemple: “flanc 29L”.
5.4 Numérotation des pas
La numérotation des pas individuels est reliée à celle des dents comme suit : le pas
de numéro N est compris entre le flanc homologue de la dent (N-l) et (N). Avec la
lettre R ou L, on indique si les pas sont compris entre les flancs droits ou gauches.
Paf exemple: pas 2L (voir figure 1).
5.5 Nombre de pas k
L’indice k d’un symbole d’écart indique le nombre de pas successifs auquel s’applique
l’écart.
En pratique, un nombre est substitué à k. Par exemple Fp3 indique que l’écart de pas
cumulé se rapporte à 3 pas.
5.6 Recommandations pour le contrôle
Les mesures sont normalement effectuées approximativement à mi-hauteur de dent,
ou à mi-largeur de denture. Si la largeur de denture est supérieure à 250 mm, il est
recommandé d’effectuer deux mesures supplémentaires de profil, chacune étant
située à environ 15% de la largeur de denture à partir de chacune des extrémités.
1 3 flancs (ou plus) homologues
Les écarts de profil et d’hélice doivent être mesurés sur
et également espacés.
e périodique des appareils doit
Pour s’assurer de la précision des mesures, un contrôl
être effectué en appliquant les normes appropriées.
6
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0 ISO ISO/TR 10064-I : 1992(F)
6 LE CONTROLE DES ECARTS INDIVIDUELS DE PAS ET CUMULES DE
PAS
6.1 Généralités
Le contrôle des écarts de pas consiste à mesurer des écarts angulaires effectifs, lus
sur des comparateurs entre les flancs homologues sur la périphérie de la roue à
contrôler.
Contrairement au contrôle des écarts de pas individuels réels ou apparents, et de pas
cumulés, les écarts de pas de base sont mesurés dans un plan tangent au cylindre
de base, et ne sont pas liés à la position de l’axe de la roue à contrôler.
1
I
Figure 3
Pas (PJ,
écart de pas (f,J
Pas de base apparent ( Pbt )
Ecart de base apparent (f PJ
Pas cumulé (krP,,sur la figure3 k=3)
Ecart de pas cumulé (F.,pur la figure3 k=3)
a
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0 ISO
A
N 1 2 3 4 5 6
7 8 9 10 11 12 13 14
15 16 17 18
, A ,25, 23,
26, 24 , 19, 19, 22 ,19,
20 ,18, 23 ,21
, 19, 21 , 24, 25, 27
121
22.00
I
I BI
c +3 +l +4 +2 -3 -3 0 -3 -2 -4 +l -1 -3 -1 +2 +3 +5
-1
1
D +3 +4 +8 +lO +7 +4 +4 -1
+1 -5 -4 -5 -8 -9 -7 -4 +l 0
Figure 4 : Exemple de tableau de valeurs obtenues par contrôle des pas indivi-
duels à l’aide d’un comparateur. En pratique on rencontre rarement des valeurs
entières.
.
N .
numéro de pas
.
A . valeurs obtenues avec un comparateur de pas (avec deux touches), sans
référence à une valeur absolue définie.
.
B . moyenne arithmétique de toutes les valeurs A
.
exprimés comme étant la différence entre les valeurs
C . écarts de pas f,tl
individuelles et la valeur moyenne B
l
D . écarts d’erreur cumulée de pas obtenus par additions successives des valeurs
fpt de C (voir figures 4 et 5).
Dans le cas de contrôle par mesures angulaires (1 touche), les valeurs D sont obtenues
en soustrayant les valeurs de l’angle théorique à celle de la mesure angulaire pour
chacune des positions, puis en multipliant les différences (exprimées en radian) par
le rayon au point de contact de la touche sur le flanc. Les valeurs C sont alors obtenues
par soustraction des valeurs D pour les flancs (N-l) et(N).
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flanc No
18 1 2 3 G s 6 7 8 9 10 11 n 13 tt 15 16 17 18 ,
t 1 ,
Pas No
1 I 2 l 3 G 5 6
a
. . . . . . . . . . . .m.
f3 +f +G +2*F
)Un
b
Figure 5 : Représentation sous forme de diagramme des écarts de pas sur I’exem-
ple de roue de la figure 4 ( z = 18 j
9
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a Ecart de pas individuel f pt f pt max = + 5pm, au pas no 17
b Ecart de pas cumulé Sur la figure l’origine est au flanc no 18
Fpk
= écart de pas individuel
f max
Pt
F
= 19pm entre flancs 4 et 14
max
P
F = IOflm entre flancs 14 et 17
max
P3
c Ecart sur secteur .f ps, mesurés sur des secteurs s = 3 pas
= 8pm, entre flancs 18 et 3
f Ps3 max
d Ecarts sur secteurs cumulés FpkSI avec sur la figure, l’origine au flanc 18 et obtenus
à partir des mesures C
F F = 15pm, entre flancs 3 et 15
ps =
PS3
En générai, pour des nombres de dents importants, la différence entre F, et FpS
devient négligeable.
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6.2 Contrôle de la précision du pas individuel
Figure 6 : Pas apparent pt et
écart de pas individuel apparent f Pt
Pour le contrôle de la précision de division, les appareils couramment utilisés sont
soit des comparateurs à deux touches, soit un diviseur angulaire avec simple touche.
La pratique du contrôle suivant ces deux méthodes est décrite dans les paragraphes
6.2.1 et 6.2.2 respectivement.
Des appareils de mesures par coordonnées, sans rotation de table, peuvent également
être utilisées pour les mesures de pas et des écarts de pas, en générant des
déplacements relatifs appropriés, qui généralement correspondent au principe décrit
dans le paragraphe 6.2.2.
6.2.1 Contrôle de pas individuel avec comparateur de pas à 2 touches
Les deux touches doivent être positionnées à la même distance radiale de l’axe de
la roue, et dans un même plan de section droite, la direction du déplacement des
touches doit être tangentielle par rapport au cercle de mesure.
Comme la distance radiale exacte est difficile à évaluer, de tels comparateurs sont
rarement utilisés pour vérifier les valeurs exactes des pas apparents. Ainsi, l’utilisation
la plus intéressante de ces appareils est la détermination des écarts de pas.
Certains de ces comparateurs de pas sont équipés de glissières qui permettent le
déplacement des touches à une distance radiale constante, approximativement à
mi-hauteur de dent (figure 7).
La roue à contrôler tourne lentement, soit d’une manière continue, soit par inter-
mittence, autour de son axe, et les touches sont déplacées à l’aide de la glissière
vers la position de contrôle ou dégagées.
Figure 7 : Contrôle du pas avec un comparateur de pas.
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6.2.2 Contrôle de pas avec diviseur angulaire (une touche)
Ce procédé impose l’utilisation d’un appareil de division angulaire. Le degré de
précision de cet appareil doit être compatible avec le diamètre de la roue à contrôler.
La tête de mesure est déplacée radialement depuis et vers une position prédéterminée
l’écart de position angulaire par rapport à
par rapport à laquelle, pour chaque flanc,
la position théorique est mesuré. Chacune des valeurs relevées représente l’écart de
position du flanc considéré par rapport à une position de référence ou flanc zéro. Le
diagramme des valeurs enregistrées représente les écarts cumulés de pas Fpk sur la
circonférence de la roue.
Chaque écart de pas individuel est obtenu par soustraction de l’écart du flanc (N-l)
de celui du flanc N. Les valeurs négatives sont à indiquer de manière appropriée.
Figure 8 : Contrôle du pas avec un diviseur angulaire
6.3 Contrôle de la précision du pas réel avec un comparateur de pas
Figure 9 : Pas réel P, et écart de pas réel .f pn (section réelle)
12
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La mesure de l’écart de pas réel ne doit se substituer à celle du pas apparent que
lorsque aucun appareil adéquat, autre qu’un comparateur de pas portatif, utilisable
seulement pour la mesure du pas réel, ne peut être utilisé. Avec un appareil tel que
celui schématisé sur la figure 10, le cylindre de tête de la roue à contrôler est utilisé
pour le positionnement de l’appareil et doit donc être concentrique avec l’axe de la
roue. D’autres appareils qui peuvent être utilisés pour le même contrôle ont d’autres
moyens de positionnement et n’utilisent pas le cylindre de tête. Comme les valeurs
des écarts admissibles données dans la norme ISO 1328, Partie 1 I concernent le pas
apparent, les résultats des mesures effectuées pour le pas réel doivent être convertis
en écarts apparents pour pouvoir être comparés aux valeurs des écarts admissibles
de la norme.
-
ressort
f
précont raint
0
39
Figure 10 : Comparateur portatif pour le contrôle des écarts de pas réel, repré-
senté sur une denture droite.
Pour cela on appliquera la relation suivante:
f
=pn
f
pt COS(3
On peut également multiplier les tolérances sur le pas apparent par CO+ et dans ce
cas la conversion précédente des valeurs mesurées n’est plus nécessaire. Les écarts
de pas réel ne doivent pas être additionnés pour déterminer les écarts cumulés.
6.4 Contrôle du pas de base J% et des écarts de pas de base f pb
Le pas de base apparent d’une denture est égal à la longueur de la normale commune
à deux profils apparents homologues consécutifs. C’est aussi la longueur de l’arc de
cercle de base compris entre les points où ces deux profils touchent le cercle de base
(figure 1 1).
J-l
Pbt = dx b’ ;
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Figure 11 : Pas de base apparent pbt
Les pas de base réels et apparents sont reliés par la formule suivante :
= Pbt~cos~b
Pb n
La répartition effective de la charge entre les dents des éléments d’un engrenage
nécessite un contrôle adéquat de la précision du pas de base des deux éléments qui
le constituent.
Ceci est particulièrement important lorsque les éléments doivent être interchangea-
bles.
Dans ce cas il est important de déterminer la valeur moyenne du pas de base pour
la comparer avec les pas de base moyens des autres roues de la série.
La valeur théorique du pas de base réel est fonction du module réel et de l’angle de
pression réel :
= m3dgcosan
Pb n
Dans la pratique, un comparateur portatif est utilisé pour la mesure des écarts de pas
de base réel. Le principe d’un tel instrument est schématisé sur la figure 12. En
utilisant un calibre approprié, le comparateur peut être réglé pour mesurer directement
les écarts par rapport au pas de base théorique.
Figure 12 : Appareil portatif pour la mesure du pas de base, représenté sur une
denture droite
Au cours de la mesure du pas de base, on doit s’assurer que les points de contact
avec les touches de l’instrument ne soient pas situés dans des zones ou le profil et
(OU) l’hélice ont été corrigés.
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Lorsque des instruments appropriés pour le contrôle du profil n’existent pas, les
mesures des écarts du pas de base peuvent être utilisées comme référence à partir
desquelles les écarts d’angles de pression fa seront déduits.
Comme les mesures des écarts du pas de base sont influencées par les écarts de pas
et de profil, cette procédure ne servira comme moyen pratique que lorsque ces deux
écarts sont très faibles.
Pour la détermination des valeurs approximatives moyennes d’angle de pression et
d’autres écarts, on utilisera une valeur moyenne du pas de base.
L’écart moyen de pas de base .f pbml la différence moyenne sur le diamètre de base
l’écart moyen d’angle de pression f am et le diamètre de base effectif d beffsont
. f dbmr
.
reliés par les formules suivantes:
.f PbmIX
.f
dbm =
Jt.cosp,
f
Pbm
-
a
f an
rbtmrtsin a
f’ pbmlz
d d
beff = b+
Jt&cosf$,
6.5 Détermination des écarts cumulés de pas Fpk et F,
Les écarts cumulés de pas peuvent être déterminés à partir de la somme algébrique
du nombre correspondant d’écarts de pas individuel (figure 5b).
Les écarts de pas individuels sont déterminés en utilisant le procédé décrit au para-
graphe 6.2.1.
La méthode utilisant un appareil diviseur,
décrite au paragraphe 6.2.2, donne
directement la valeur des écarts cumulés.
6.5.1 Détermination de l’écart cumulé total de pas F,
Par définition “l’écart cumulé total de pas” est l’écart cumulé maximum de pas sur
tout secteur de flancs homologues d’une roue.
Sa valeur est égale à la distance, mesurée compte-tenu de l’amplification, entre le
point maxi et le point mini de la courbe d’écart cumulé de pas (voir figure 5b) .
6.5.2 Contrôle de l’écart cumulé par secteurs
Lorsque la méthode de contrôle de l’écart de pas individuel à l’aide d’un comparateur
portatif est utilisée pour une roue possédant un grand nombre de dents, l’addition
du grand nombre d’imprécisions dues aux lectures élémentaires, peut entrainer une
erreur sensible du niveau des valeurs obtenues pour les écarts cumulés. Une source
.d’imprécision est le manque d’assurance que le palpeur de référence soit toujours en
contact au même point que celui occupé par le palpeur de mesure au cours de la
mesure précédente. En utilisant le contrôle par secteur de pas, le nombre d’impré-
cisions mentionnées précédemment est réduit; ce contrôle est conseillé lorsque le
nombre de dents est supérieur à 60.
Le schéma de la figure 13 illustre le principe de la méthode de contrôle en utilisant
le secteur de 4 pas, comprenant les pas de 1 à 4.
15
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Le secteur suivant qui sera mesuré comprendra les pas de 5 à 8, lorsque la touche
qui est située à droite viendra en contact avec le flanc de la dent numéro 4 actuellement
en contact avec la touche située à gauche.
Les précautions décrites dans le paragraphes 6.2.1 sont également nécessaires pour
les mesures des écarts de pas.
Figure 13 : Principe de la mesure du pas par secteurs
II est nécessaire de choisir le nombre(S) de pas par secteurs de telle sorte que:
la longueur de la corde du secteur soit compatible avec la capacité du com-
a)
parateur utilisé.
le nombre de valeurs obtenues soit suffisant pour le tracé d’une courbe d’écarts
b)
cumulés acceptable.
La figure 14 permet une détermination pratique du nombre de pas, à l’aide
d’une formule et d’un abaque.
doit être un nombre entier. Si le rapport G n’est pas entier , le
Si possible, s
nombre de secteurs sera pris égal à l’entier juste supérieur à %et dans ce cas
le dernier secteur incluera quelques pas qui ont déja été pris dans le premier
secteur de pas.
Exemple : z = 239 , m = 8 , Choisir S = 5
= 4’7 9 8soit 48 secteurs.
Le nombre de secteurs doit être égal au moins à: y
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8
Figure 14 : Guide pour le choix du nombre de pas (S) parasecteur, pour la mesure
du pas par secteurs
6.5.3 Evaluation des résultats de la mesure du pas par secteurs
II est important de reconnaître que l’écart cumulé de pas n’est pas toujours mis en
évidence dans une courbe basée sur une somme algébriqu’e d’écarts de pas individuels
sur un secteur. Ceci est dû au fait que chaque écart extrème de pas compris dans
un secteur, qui autrement influencerait la valeur de deux écarts cumulés total de pas,
peut être compensé à l’intérieur de ce secteur.
Donc,si certai.nes valeurs sont prêtes à dépasser. les limites fixées par les tolérances,
les écarts de pas individuels devront être intégrés dans les zones des maxima, minima
et de recouvrement de la courbe d’écarts cumulés de pas par secteurs afin de
déter,miner l’écart cumulé total’ de division avec plus de précision.
et’F pkS .qui représentent les écarts de pas cumulés sur un
Dans les symboles FpS
secteur, il serait intéressant de remplacer les lettres en indices par des valeurs
numériques. De cette facon la longueur de l’arc de courbe controlée et/ou le nombre
de pas par secteur seront indiqués. Par exemple FpZgS4 désigne l’écart de pas cumulé
24 pas et basé sur la mesure de secteurs de 4 pas.
par secteurs sur un arc de k =
6.5.4 Signification de l’écart cumulé de pas Fpk
Si les écarts cumulés de pas sur des nombres de pas relativement faibles sont trop
grands, des forces d’accélération importantes peuvent être engendrées en service.
Ceci est particulièrement vrai dans les engrenages à grande vitesse, pour lesquels
ces surcharges dynamiques peuvent être considérables.
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Ceci nécessite donc des tolérances d’écarts cumulés sur des petits nombres de pas.
La figure 15 représente les diagrammes d’
...
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