ISO 17956:2025
(Main)Rolling bearings — Method for calculating the effective static safety factor for universally loaded rolling bearings
Rolling bearings — Method for calculating the effective static safety factor for universally loaded rolling bearings
This document specifies the calculation of the effective static safety factor under consideration of tilt or misalignment, operating clearance of the bearing, and internal load distribution on rolling elements. The calculation method provided in this document covers influencing parameters in addition to those described in ISO 76. The directions and limitations given in ISO 76 and ISO 20056-2 apply to this document. The calculation method pertains to the static safety factor of the bearings. Other mechanisms of failure, like false brinelling, fatigue life, wear or microspalling (gray-staining), lie outside the scope of this document. This document applies to single and multi-row radial and thrust ball and roller bearings, subjected to radial and axial load and with radial clearance and tilt taken into account. References to methods for the analysis of the internal load distribution under general load are given. The analysis of effective static safety factor for multi-row bearings or bearings of a more complex geometry can be derived from the formulae given in this document. For these bearings, the load distribution for each individual row is considered. The calculation of effective static safety factor is also applicable to hybrid bearings, using the static load ratings according to ISO 20056-2.
Roulements — Méthode de calcul du facteur de sécurité statique efficace pour les roulements chargés universellement
Le présent document spécifie le calcul du facteur de sécurité statique efficace en tenant compte de l’angle d’inclinaison ou du défaut d’alignement, du jeu de fonctionnement du roulement et de la répartition de la charge interne sur les éléments roulants. La méthode de calcul figurant dans le présent document couvre des paramètres d’influence supplémentaires par rapport à ceux décrits dans l’ISO 76. Les préconisations et limites données dans l’ISO 76 et l’ISO 20056-2 s’appliquent au présent document. La méthode de calcul porte sur le facteur de sécurité statique des roulements. D’autres mécanismes de défaillance, tels que le faux effet Brinell, la durée de vie en fatigue, l’usure ou le micro-écaillage (décoloration grise), sont hors du domaine d’application du présent document. Le présent document s’applique aux roulements radiaux et aux butées à billes à une rangée et à plusieurs rangées, soumis à une charge radiale et axiale avec prise en compte de leur jeu radial et de leur angle d’inclinaison. Des références aux méthodes d’analyse de la répartition de la charge interne, sous une charge générale, sont fournies. L’analyse du facteur de sécurité statique efficace pour les roulements à plusieurs rangées ou les roulements ayant une géométrie plus complexe peut être déduite des formules données dans le présent document. Pour ces roulements, la répartition de charge pour chaque rangée est prise en compte. Le calcul du facteur de sécurité statique efficace est aussi applicable aux roulements hybrides, en utilisant les charges statiques de base conformément à l’ISO 20056-2.
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ISO 17956
First edition
Rolling bearings — Method for
2025-01
calculating the effective static safety
factor for universally loaded rolling
bearings
Roulements — Méthode de calcul du facteur de sécurité statique
efficace pour les roulements chargés universellement
Reference number
© ISO 2025
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Published in Switzerland
ii
Contents Page
Foreword .iv
Introduction .v
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 1
4 Symbols . 2
5 Calculation of the effective static safety factor . 2
5.1 General .2
5.2 Effective static safety factor for ball bearings .3
5.3 Effective static safety factor for roller bearings .4
5.4 Guideline values of the effective static safety factor .4
Annex A (informative) Further information . 5
Bibliography .10
iii
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards
bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through
ISO 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,
governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely
with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are described
in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular, the different approval criteria needed for the different types
of ISO document should be noted. This document was drafted in accordance with the editorial rules of the
ISO/IEC Directives, Part 2 (see www.iso.org/directives).
ISO draws attention to the possibility that the implementation of this document may involve the use of (a)
patent(s). ISO takes no position concerning the evidence, validity or applicability of any claimed patent
rights in respect thereof. As of the date of publication of this document, ISO had not received notice of (a)
patent(s) which may be required to implement this document. However, implementers are cautioned that
this may not represent the latest information, which may be obtained from the patent database available at
www.iso.org/patents. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not
constitute an endorsement.
For an explanation of the voluntary nature of standards, the meaning of ISO specific terms and expressions
related to conformity assessment, as well as information about ISO's adherence to the World Trade
Organization (WTO) principles in the Technical Barriers to Trade (TBT), see www.iso.org/iso/foreword.html.
This document was prepared by Technical Committee ISO/TC 4, Rolling bearings, Subcommittee SC 8, Load
ratings and life.
Any feedback or questions on this document should be directed to the user’s national standards body. A
complete listing of these bodies can be found at www.iso.org/members.html.
iv
Introduction
ISO 76 specifies a simplified method for the calculation of static safety factor of rolling bearings. However,
this method cannot account for actual operating conditions like tilt, misalignment, moment load or for
operating clearance.
The calculation method specified in this document is based on the detailed analysis of bearing internal load
[1]
distribution, as described in ISO 16281 . It uses maximum ball or lamina loads for the calculation of the
effective static safety factor, thus following the general principle of ISO 76. The calculation method yields no
satisfactory results for rolling bearings subjected to considerable truncation of the area of contact between
the rolling elements and the raceway.
The primary purpose of this document is to provide a unified and manufacturer-independent advanced
calculation method that allows for the consideration of actual operating conditions, thus enabling the
end user to compare different bearing solutions on the same calculation basis. It is also intended to serve
as a manufacturer-independent neutral basis for certification purposes, for example, as required per
[2]
IEC 61400-4 for bearings in wind turbine gearboxes.
It is not intended to supersede other advanced bearing analysis methods that are currently used in the
design process as the primary tool for bearing design and selection.
The static load rating according to ISO 76 was originally based on a permanent plastic deformation
under static load, i.e. a constant load on a non-rotating bearing. However, it is common practice in rolling
bearing design and analysis to calculate the static safety factor also for rotating load cases. Therefore, it
is recommended to calculate the effective static safety factor for the load situation where the maximum
contact load occurs, independent of rotating or non-rotating condition.
v
International Standard ISO 17956:2025(en)
Rolling bearings — Method for calculating the effective static
safety factor for universally loaded rolling bearings
1 Scope
This document specifies the calculation of the effective static safety factor under consideration of tilt or
misalignment, operating clearance of the bearing, and internal load distribution on rolling elements. The
calculation method provided in this document covers influencing parameters in addition to those described
in ISO 76.
The directions and limitations given in ISO 76 and ISO 20056-2 apply to this document. The calculation
method pertains to the static safety factor of the bearings. Other mechanisms of failure, like false brinelling,
fatigue life, wear or microspalling (gray-staining), lie outside the scope of this document.
This document applies to single and multi-row radial and thrust ball and roller bearings, subjected to radial
and axial load and with radial clearance and tilt taken into account. References to methods for the analysis
of the internal load distribution under general load are given.
The analysis of effective static safety factor for multi-row bearings or bearings of a more complex geometry
can be derived from the formulae given in this document. For these bearings, the load distribution for each
individual row is considered.
The calculation of effective static safety factor is also applicable to hybrid bearings, using the static load
ratings according to ISO 20056-2.
2 Normative references
The following documents are referred to in the text in such a way that some or all of their content constitutes
requirements of this document. For dated references, only the edition cited applies. For undated references,
the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.
ISO 76:2006, Rolling bearings — Static load ratings
ISO 5593, Rolling bearings — Vocabulary
ISO 15241, Rolling bearings — Symbols for physical quantities
ISO 20056-2:2017, Rolling bearings — Load ratings for hybrid bearings with rolling elements made of ceramic
— Part 2: Static load ratings
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 76, ISO 5593, ISO 20056-2, and the
following apply.
ISO and IEC maintain terminology databases for use in standardization at the following addresses:
— ISO Online browsing platform: available at https:// www .iso .org/ obp
— IEC Electropedia: available at https:// www .electropedia .org/
3.1
effective static safety factor
ratio between the maximum ball load used in the definition of the static load rating, and the
maximum ball load, based on the bearing internal load distribution, under actual operating conditions
3.2
effective static safety factor
ratio between the maximum roller load used in the definition of the static load rating,
recalculated to lamina load, and the load of the maximum loaded lamina, based on the bearing internal load
distribution, under actual operating conditions
4 Symbols
For the purposes of this document, the symbols given in ISO 76, ISO 15241 and the following apply.
C basic static axial load rating, in newtons
0a
C basic static radial load rating, in newtons
0r
i number of rows of rolling elements
j subscript for individual rolling element
k subscript for individual lamina of a roller
m subscript for individual row of a multi-row bearing
NOTE Subscripts are used in the order j,k,m, separated by commas, e.g. q denotes the load on
j,k,m
lamina k of roller j of row m.
n number of laminae per roller
s
Q rolling element load of rolling element j, in newtons
j
Q maximum rolling element load in the bearing, in newtons
max
Q rolling element load at which the nominal Hertzian contact stress defining the static load rating is
reached, in newtons
q load on the lamina k of roller j, in newtons
j,k
q maximum lamina load of any rolling element in the bearing, in newtons
max
q lamina load at which the nominal stress defining the static load rating is reached, in newtons
S effective static safety factor
0,eff
Z number of rolling elements of a bearing row
α nominal contact angle of a bearing, in degrees
5 Calculation of the effective static safety factor
5.1 General
The static load ratings and static safety factor according to ISO 76 and ISO 20056-2 are defined on the basis
of Hertzian contact stresses for point contact and pure line contact of a cylinder. Therefore, Hertzian contact
models are used in this document to calculate the effective static safety factor.
The static load ratings according to ISO 76 and ISO 20056-2 are based on a rolling element load Q , at which a
[3]
nominal Hertzian pressure is reached, as described in ISO/TR 10657:2021, Clause 4 . The static load rating
of the complete bearing is then calculated under assumption of a fixed load distribution between the rolling
elements. The static safety factor is then calculated by comparing this rolling element load to an estimated
maximum rolling element load under combined thrust and radial load, as described in ISO/TR 10657:2021,
Clause 5.
For the consideration of actual bearing internal load distribution, this estimation of the maximum rolling
element load is replaced by an analytical calculation of the actual bearing internal load distribution as
described in ISO 16281:2025, Annex A.
For ball bearings, the maximum rolling element load Q is compared to the rolling element load Q used
max 0
for the definition of the static load rating. Thus, the algorithm prescribed in this document only replaces an
approximation of the load distribution by the calculation of the actual bearing internal load distribution for
the actual operating conditions.
For roller bearings, a lamina model Q is used to be able to account for tilt, misalignment, or moment load.
Therefore, the rolling element load, which, according to ISO 76 and ISO 20056-2, is calculated by a pure
Hertzian line contact model for an unprofiled cylinder, is recalculated to a lamina load q . This lamina load
q is then compared to the maximum load of any lamina of the
...
Norme
internationale
ISO 17956
Première édition
Roulements — Méthode de calcul du
2025-01
facteur de sécurité statique efficace
pour les roulements chargés
universellement
Rolling bearings — Method for calculating the effective static
safety factor for universally loaded rolling bearings
Numéro de référence
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publication ne peut être reproduite ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique,
y compris la photocopie, ou la diffusion sur l’internet ou sur un intranet, sans autorisation écrite préalable. Une autorisation peut
être demandée à l’ISO à l’adresse ci-après ou au comité membre de l’ISO dans le pays du demandeur.
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Tél.: +41 22 749 01 11
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Web: www.iso.org
Publié en Suisse
ii
Sommaire Page
Avant-propos .iv
Introduction .v
1 Domaine d’application . 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions . 1
4 Symboles . 2
5 Calcul du facteur de sécurité statique efficace . 3
5.1 Généralités .3
5.2 Facteur de sécurité statique efficace pour les roulements à billes .4
5.3 Facteur de sécurité statique efficace pour les roulements à rouleaux .4
5.4 Valeurs recommandées pour le facteur de sécurité statique efficace .5
Annexe A (informative) Informations supplémentaires . 6
Bibliographie .12
iii
Avant-propos
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d’organismes nationaux
de normalisation (comités membres de l’ISO). L’élaboration des Normes internationales est en général
confiée aux comités techniques de l’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
gouvernementales, en liaison avec l’ISO participent également aux travaux. L’ISO collabore étroitement avec
la Commission électrotechnique internationale (IEC) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont
décrites dans les Directives ISO/IEC, Partie 1. Il convient, en particulier, de prendre note des différents
critères d’approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document a
été rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/IEC, Partie 2 (voir
www.iso.org/directives).
L’ISO attire l’attention sur le fait que la mise en application du présent document peut entraîner l’utilisation
d’un ou de plusieurs brevets. L’ISO ne prend pas position quant à la preuve, à la validité et à l’applicabilité de
tout droit de propriété revendiqué à cet égard. À la date de publication du présent document, l’ISO n'avait pas
reçu notification qu’un ou plusieurs brevets pouvaient être nécessaires à sa mise en application. Toutefois,
il y a lieu d’avertir les responsables de la mise en application du présent document que des informations
plus récentes sont susceptibles de figurer dans la base de données de brevets, disponible à l'adresse
www.iso.org/brevets. L'ISO ne saurait être tenue pour responsable de ne pas avoir identifié de tels droits de
propriété et averti de leur existence.
Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données pour
information, par souci de commodité, à l’intention des utilisateurs et ne sauraient constituer un engagement.
Pour une explication de la nature volontaire des normes, la signification des termes et expressions
spécifiques de l’ISO liés à l’évaluation de la conformité, ou pour toute information au sujet de l’adhésion de
l’ISO aux principes de l’Organisation mondiale du commerce (OMC) concernant les obstacles techniques au
commerce (OTC), voir www.iso.org/avant-propos.
Le présent document a été élaboré par le comité technique ISO/TC 4, Roulements, sous-comité SC 8, Charges
de base et durée.
Il convient que l’utilisateur adresse tout retour d’information ou toute question concernant le présent
document à l’organisme national de normalisation de son pays. Une liste exhaustive desdits organismes se
trouve à l’adresse www.iso.org/fr/members.html.
iv
Introduction
L’ISO 76 spécifie une méthode simplifiée pour le calcul du facteur de sécurité statique des roulements.
Cependant, cette méthode ne permet pas de tenir compte des conditions de fonctionnement réelles comme
l’angle d’inclinaison, le défaut d’alignement, le moment de charge ou le jeu de fonctionnement.
La méthode de calcul spécifiée dans le présent document est basée sur l’analyse détaillée de la répartition de
[1]
la charge interne du roulement, comme décrit dans l’ISO 16281 . Elle utilise les charges maximales exercées
sur les billes ou les tranches pour le calcul du facteur de sécurité statique efficace, et suit donc le principe
général de l’ISO 76. La méthode de calcul ne donne pas de résultats satisfaisants pour des roulements dont la
surface de contact entre éléments roulants et chemins est fortement tronquée.
Le présent document a pour principal objectif de fournir une méthode avancée de calcul unifiée et
indépendante du fabricant permettant de tenir compte des conditions de fonctionnement réelles et donnant
ainsi la possibilité à l’utilisateur final de comparer différentes solutions de roulement sur la même base
de calcul. Il est aussi destiné à servir de base neutre indépendante du fabricant pour les besoins de la
[2]
certification, par exemple comme cela est exigé dans l’IEC 61400-4 pour les roulements dans les turbines
éoliennes.
Il n’est pas destiné à remplacer d’autres méthodes avancées d’analyse des roulements qui sont actuellement
utilisées lors du processus de conception en tant que principal outil pour la conception et la sélection des
roulements.
La charge statique de base conformément à l’ISO 76 était à l’origine basée sur une déformation plastique
permanente sous charge statique, c’est-à-dire une charge constante sur un roulement non tournant.
Toutefois, il est courant pour la conception et l’analyse des roulements de calculer le facteur de sécurité
statique également pour des cas de charge tournante. Par conséquent, il est recommandé de calculer le
facteur de sécurité statique efficace pour une situation de charge dans laquelle il se produit une charge de
contact maximale, qu’il s’agisse de conditions avec ou sans rotation.
v
Norme internationale ISO 17956:2025(fr)
Roulements — Méthode de calcul du facteur de
sécurité statique efficace pour les roulements chargés
universellement
1 Domaine d’application
Le présent document spécifie le calcul du facteur de sécurité statique efficace en tenant compte de l’angle
d’inclinaison ou du défaut d’alignement, du jeu de fonctionnement du roulement et de la répartition de la
charge interne sur les éléments roulants. La méthode de calcul figurant dans le présent document couvre
des paramètres d’influence supplémentaires par rapport à ceux décrits dans l’ISO 76.
Les préconisations et limites données dans l’ISO 76 et l’ISO 20056-2 s’appliquent au présent document.
La méthode de calcul porte sur le facteur de sécurité statique des roulements. D’autres mécanismes de
défaillance, tels que le faux effet Brinell, la durée de vie en fatigue, l’usure ou le micro-écaillage (décoloration
grise), sont hors du domaine d’application du présent document.
Le présent document s’applique aux roulements radiaux et aux butées à billes à une rangée et à plusieurs
rangées, soumis à une charge radiale et axiale avec prise en compte de leur jeu radial et de leur angle
d’inclinaison. Des références aux méthodes d’analyse de la répartition de la charge interne, sous une charge
générale, sont fournies.
L’analyse du facteur de sécurité statique efficace pour les roulements à plusieurs rangées ou les roulements
ayant une géométrie plus complexe peut être déduite des formules données dans le présent document. Pour
ces roulements, la répartition de charge pour chaque rangée est prise en compte.
Le calcul du facteur de sécurité statique efficace est aussi applicable aux roulements hybrides, en utilisant
les charges statiques de base conformément à l’ISO 20056-2.
2 Références normatives
Les documents suivants sont cités dans le texte de sorte qu’ils constituent, pour tout ou partie de leur
contenu, des exigences du présent document. Pour les références datées, seule l’édition citée s’applique. Pour
les références non datées, la dernière édition du document de référence s’applique (y compris les éventuels
amendements).
ISO 76:2006, Roulements — Charges statiques de base
ISO 5593, Roulements — Vocabulaire
ISO 15241, Roulements — Symboles relatifs aux grandeurs physiques
ISO 20056-2:2017, Roulements — Charges de base pour roulements hybrides avec éléments roulants en
céramique — Partie 2: Charges statiques
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions donnés dans l’ISO 76, l’ISO 5593, l’ISO 20056-2
ainsi que les suivants, s’appliquent.
L’ISO et l’IEC tiennent à jour des bases de données de terminologie destinées à être utilisées en normalisation,
consultables aux adresses suivantes:
— ISO Online browsing platform: disponible à l’adresse https:// www .iso .org/ obp
— IEC Electropedia: disponible à l’adresse https:// www .electropedia .org/
3.1
facteur de sécurité statique efficace
rapport entre la charge maximale exercée sur la bille utilisée dans la définition de
la charge statique de base, et la charge maximale exercée sur la bille, basé sur la répartition de la charge
interne du roulement, dans des conditions de fonctionnement réelles
3.2
facteur de sécurité statique efficace
rapport entre la charge maximale exercée sur le rouleau utilisée dans la définition
de la charge statique de base, recalculée pour la charge exercée sur la tranche, et la charge maximale exercée
sur la tranche chargée, basé sur la répartition de la charge interne du roulement, dans des conditions de
fonctionnement réelles
4 Symboles
Pour les besoins du présent document, les symboles donnés dans l’ISO 76, l’ISO 15241 ainsi que les suivants
s’appliquent.
C charge axiale statique de base, en newtons
0a
C charge radiale statique de base, en newtons
0r
i nombre de rangées d’éléments roulants
j indice pour un élément roulant individuel
k indice pour une tranche individuelle d’un rouleau
m indice pour une rangée individuelle d’un roulement à plusieurs rangées
NOTE Les indices sont utilisés dans l’ordre j,k,m, séparés par des virgules, par exemple q signifie
j,k,m
la charge sur la tranche k du rouleau j de la rangée m
n nombre de tranches par rouleau
s
Q charge sur un élément roulant j, en newtons
j
Q charge maximale sur un élément roulant dans le roulement, en newtons
max
Q charge sur un élément roulant à laquelle la contrainte de contact hertzienne nominale définissant la
charge statique de base est atteinte, en newtons
q charge sur la tranche k du rouleau j, en newtons
j,k
q charge maximale sur la tranche d’un élément roulant quelconque dans le roulement, en newtons
max
q charge sur la tranche à laquelle la contrainte nominale définissant la charge statique de base est
atteinte, en newtons
S facteur de sécurité statique efficace
0,eff
Z nombre d’éléments roulants par rangée de roulement
α angle nominal de contact d’un roulement, en degrés
5 Calcul du facteur de sécurité statique efficace
5.1 Généralités
Les charges statiques de base et le facteur de sécurité statique conformément à l’ISO 76 et l’ISO 20056-2 sont
définies sur la base des contraintes de contact hertziennes pour le contact ponctuel et le contact linéaire pur
d’un cylindre. Par conséquent, des modèles de contact hertziens sont utilisés dans le présent document pour
calculer le facteur de sécurité statique efficace.
Les charges statiques de b
...
Questions, Comments and Discussion
Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.