ISO 14635-3:2005
(Main)Gears — FZG test procedures — Part 3: FZG test method A/2, 8/50 for relative scuffing load-carrying capacity and wear characteristics of semifluid gear greases
Gears — FZG test procedures — Part 3: FZG test method A/2, 8/50 for relative scuffing load-carrying capacity and wear characteristics of semifluid gear greases
ISO 14635-3:2005 specifies a test method based on an FZG four-square test machine for determining the relative load-carrying capacity of semi-fluid gear greases defined by the gear surface damage known as scuffing. This method is useful for evaluating the scuffing load capacity potential of semi-fluid gear greases of NLGI classes 0 to 000, typically used with highly stressed gearing for enclosed gear drives. It can only be applied to greases giving a sufficient lubricant flow in the test gear box of the FZG test machine.
Engrenages — Méthodes d'essai FZG — Partie 3: Méthode FZG A/2, 8/50 pour évaluer la capacité de charge au grippage et les caractéristiques d'usure des graisses d'engrenages semi-fluides
L'ISO 14635-3:2005 spécifie une méthode d'essai fondée sur une machine d'essai FZG à configuration quadrilatère ayant pour but de déterminer la capacité de charge relative de graisses d'engrenages semi-fluides, définie par une détérioration superficielle de l'engrenage appelée grippage. La présente méthode d'essai est utile pour évaluer la capacité de charge potentielle au grippage des graisses d'engrenages semi-fluides 0 à 000 de classes NLGI généralement utilisées pour des boîtes d'entraînement par engrenages soumis à de fortes contraintes.
Zobniki - Potek preskušanja FZG - 3. del: Metoda FZG A/2,8/50 za ugotavljanje relativne nosilnosti glede na razjedanje in za ugotavljanje obrabnih lastnosti poltekočih masti
General Information
Relations
Buy Standard
Standards Content (Sample)
INTERNATIONAL ISO
STANDARD 14635-3
First edition
2005-09-15
Gears — FZG test procedures —
Part 3:
FZG test method A/2,8/50 for relative
scuffing load-carrying capacity and wear
characteristics of semifluid gear greases
Engrenages — Méthodes d'essai FZG —
Partie 3: Méthode FZG A/2,8/50 pour évaluer la capacité de charge au
grippage et les caractéristiques d'usure des graisses d'engrenages
semi-fluides
Reference number
ISO 14635-3:2005(E)
©
ISO 2005
---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO 14635-3:2005(E)
PDF disclaimer
This PDF file may contain embedded typefaces. In accordance with Adobe's licensing policy, this file may be printed or viewed but
shall not be edited unless the typefaces which are embedded are licensed to and installed on the computer performing the editing. In
downloading this file, parties accept therein the responsibility of not infringing Adobe's licensing policy. The ISO Central Secretariat
accepts no liability in this area.
Adobe is a trademark of Adobe Systems Incorporated.
Details of the software products used to create this PDF file can be found in the General Info relative to the file; the PDF-creation
parameters were optimized for printing. Every care has been taken to ensure that the file is suitable for use by ISO member bodies. In
the unlikely event that a problem relating to it is found, please inform the Central Secretariat at the address given below.
© ISO 2005
All rights reserved. Unless otherwise specified, no part of this publication may be reproduced or utilized in any form or by any means,
electronic or mechanical, including photocopying and microfilm, without permission in writing from either ISO at the address below or
ISO's member body in the country of the requester.
ISO copyright office
Case postale 56 • CH-1211 Geneva 20
Tel. + 41 22 749 01 11
Fax + 41 22 749 09 47
E-mail copyright@iso.org
Web www.iso.org
Published in Switzerland
ii © ISO 2005 – All rights reserved
---------------------- Page: 2 ----------------------
ISO 14635-3:2005(E)
Contents Page
Foreword. iv
Introduction . v
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions. 2
4 Brief description of method. 4
4.1 General. 4
4.2 Precision. 4
5 Test materials. 4
5.1 Test gears . 4
5.2 Cleaning fluid . 4
6 Apparatus . 6
6.1 FZG spur gear test rig . 6
6.2 Heating device. 7
6.3 Revolution counter . 7
6.4 Weight measurement. 7
7 Preparation of apparatus . 8
8 Test procedure . 9
9 Reporting of results. 10
Annex A (informative) Test report . 12
Annex B (informative) Additional test procedure for the investigation of extended wear
characteristics of the lubricant . 13
Annex C (informative) Checklist for maintenance of FZG gear test rig. 14
Bibliography . 19
© ISO 2005 – All rights reserved iii
---------------------- Page: 3 ----------------------
ISO 14635-3:2005(E)
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.
International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 2.
The main task of technical committees is to prepare International Standards. Draft International Standards
adopted by the technical committees are circulated to the member bodies for voting. Publication as an
International Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting a vote.
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of patent
rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
ISO 14635-3 was prepared by Technical Committee ISO/TC 60, Gears, Subcommittee SC 2, Gear capacity
calculation.
ISO 14635 consists of the following parts, under the general title Gears — FZG test procedures:
⎯ Part 1: FZG test method A/8,3/90 for relative scuffing load-carrying capacity of oils
⎯ Part 2: FZG step load test A10/16, 6R/120 for relative scuffing load-carrying capacity of high EP oils
⎯ Part 3: FZG test method A/2,8/50 for relative scuffing load-carrying capacity and wear characteristics of
semifluid gear greases
iv © ISO 2005 – All rights reserved
---------------------- Page: 4 ----------------------
ISO 14635-3:2005(E)
Introduction
The types of gear failure which can be influenced by the lubricant are scuffing, low-speed wear and the gear
fatigue phenomena known as micropitting and pitting. In the gear design process, these types of gear damage
are taken into consideration by the use of specific lubricant and service-related characteristic values. In order
to provide a reasonable estimate of performance in service, adequate lubricant test procedures are required.
The FZG test procedures described in ISO 14635-1, ISO 14635-2 and ISO 14635-3 can be regarded as tools
for the determination of relative scuffing performance of lubricants. Characteristic values can be introduced
into the load-carrying capacity calculation of gears. ISO 14635-1 FZG test method, A/8,3/90 for relative
scuffing load-carrying capacity of oils, is useful for the majority of applications in industrial and marine gears.
ISO 14635-2, FZG step load test A10/16, 6R/120, is related to the relative scuffing load-carrying capacity of
high EP oils as used, e.g. for the lubrication of automotive driveline components such as manual
transmissions. ISO 14635-3 FZG test method A/2,8/50 describes a test procedure for the determination of the
relative scuffing load-carrying capacity and wear characteristics of semi-fluid greases used for enclosed gear
drives. Other FZG test procedures for the determination of low-speed wear, micropitting and pitting load
capacity of gears are currently being considered for standardization. They could be added later to ISO 14635
as further parts.
It has been assumed by the compilers of this test method that anyone using the method will either be fully
trained and familiar with all normal engineering and laboratory practice, or will be under the direct supervision
of such a person. It is the responsibility of the operator to ensure that all local legislative and statutory
requirements are met.
When the rig is running, there are long-loaded shafts and highly stressed test gears turning at high speed and
precaution must be taken to protect personnel. It is also necessary to provide protection from noise.
© ISO 2005 – All rights reserved v
---------------------- Page: 5 ----------------------
INTERNATIONAL STANDARD ISO 14635-3:2005(E)
Gears — FZG test procedures —
Part 3:
FZG test method A/2,8/50 for relative scuffing load-carrying
capacity and wear characteristics of semifluid gear greases
1 Scope
1)
This part of ISO 14635 specifies a test method based on an FZG four-square test machine for determining
the relative load-carrying capacity of semi-fluid gear greases defined by the gear surface damage known as
scuffing.
This method is useful for evaluating the scuffing load capacity potential of semi-fluid gear greases of NLGI
classes 0 to 000, typically used with highly stressed gearing for enclosed gear drives. It can only be applied to
greases giving a sufficient lubricant flow in the test gear box of the FZG test machine.
NOTE The test method is technically equivalent to DIN Fachbericht 74.
2 Normative references
The following referenced documents are indispensable for the application 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 1328-1, Cylindrical gears — ISO system of accuracy — Part 1: Definitions and allowable values of
deviations relevant to corresponding flanks of gear teeth
ISO 4287, Geometrical Product Specifications (GPS) — Surface texture: Profile method — Terms, definitions
and surface texture parameters
ISO 4964, Steel — Hardness conversions
ISO 5725-2, Accuracy (trueness and precision) of measurement methods and results — Part 2: Basic method
for the determination of repeatability and reproducibility of a standard measurement method
ISO 14635-1, Gears — FZG test procedures — Part 1: FZG test method A/8,3/90 for relative scuffing
load-carrying capacity of oils
ASTM D 235, Specification for Mineral Spirits (Petroleum Spirits) (Hydrocarbon Dry Cleaning Solvent)
DIN 51818, Lubricants; consistency classification of lubricating greases; NLGI grades
1) FZG = Forschungsstelle für Zahnräder und Getriebebau, Technische Universität München (Gear Research Centre,
Technical University, Munich).
© ISO 2005 – All rights reserved 1
---------------------- Page: 6 ----------------------
ISO 14635-3:2005(E)
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the following terms and definitions apply.
3.1
scuffing
particularly severe form of gear tooth surface damage in which seizure or welding together of areas of tooth
surface occurs, owing to insufficient or breakdown of lubricant film between the contacting tooth flanks of
mating gears, typically caused by a combination of high temperature, high pressure and other factors
NOTE 1 Scuffing is most likely when surface velocities are high. It can also occur at relatively low sliding velocities
when tooth surface pressures are high enough either generally or, because of uneven surface geometry and loading, in
discrete areas.
NOTE 2 Care should be taken that scuffing does not occur and is polished away before ending the running time at the
higher load stages.
3.2
wear
continuous removal of material occurring when two surfaces roll and slide against one another
3.3
scuffing load-carrying capacity
〈of a lubricant〉 maximum load which can be sustained under a defined set of conditions
3.4
FZG test condition A/2,8/50
test condition where A is the particular tooth form of the test gears, according to Table 1, 2.8 is the speed at
the pitch circle in metres per second (m/s), and 50 is the initial lubricant temperature in degrees Celsius, from
load stage 4 onward in the lubricant sump
3.5
failure load stage
load stage reached when the summed total width of scuffing damage on the active flank area of the 16 pinion
teeth exceeds one gear tooth width, i.e. 20 mm.
NOTE For examples of failure, see Figure 1. Examples of tooth flank changes due to continuous wear are given in
Figure 2. Continuous wear is not a failure criteria for the test.
2 © ISO 2005 – All rights reserved
---------------------- Page: 7 ----------------------
ISO 14635-3:2005(E)
a) Marks, no failure b) Marks, no failure
c) Approx. 5 mm failure marks d) Approx. 15 mm failure marks
e) 20 mm failure marks f) Approx. 2 mm failure marks
g) Approx. 6 mm failure marks h) 20 mm failure marks
NOTE This figure describes the typical pinion tooth flank changes occurring in FZG scuffing type tests. Changes in
the original surface condition (criss-cross grinding) can be described by their physical appearance. One and the same type
of flank damage can be described in different places in the world by using different terminology (e.g. “scuffing”, “scoring”
and “severe wear”). In order to avoid misinterpretation of the pinion tooth flank changes occurring during the test, typical
examples of non-failure and failure are given.
Figure 1 — FZG A-type gear tooth face changes (flank damages)
© ISO 2005 – All rights reserved 3
---------------------- Page: 8 ----------------------
ISO 14635-3:2005(E)
a) Light wear b) Medium wear c) Severe wear
Figure 2 — FZG A-type gear tooth flank changes due to continuous wear
4 Brief description of method
4.1 General
A set of test gears as defined in Clause 5, Tables 1 and 2, weighed to the nearest 0,001 g before the test, is
run with the test lubricant at constant speed for a fixed number of revolutions in dip lubrication mode. Loading
of the gear teeth is increased in the steps outlined in Table 3. Beginning with load stage 5, the initial lubricant
temperature is controlled between (50 ± 3) °C. During the test run of each load stage, the lubricant
temperature is allowed to rise freely. After load stage 4, the weight loss of the gear set is determined to the
nearest 0,001 g and the pinion tooth flanks are inspected for surface damage. For each subsequent load
stage the pinion tooth flanks are inspected for surface damage at the end of each load stage and any changes
in appearance are noted. A test is considered complete when either the failure criteria has been met or when
load stage 12 is run without meeting the failure criteria. If load stage 12 is reached without meeting the failure
criteria, the gear set weight loss is determined to the nearest 0,001 g.
4.2 Precision
Values of repeatability, r, and reproducibility, R, as defined in ISO 5725-2, are not valid for this test procedure.
However, experience suggests that similar methods (see ISO 14635-1) are expected to be representative.
Values for ISO 14635-1 are indicated below.
r = 1 load stage
R = 2 load stages
NOTE The above precision results apply to the range of failure load stages 5 to 12.
5 Test materials
5.1 Test gears
A pair of type “A” gears with a specification according to Table 1 and Table 2 shall be used for testing. Each
pair of test gears may be used twice for testing, utilizing both tooth flanks as load-carrying flanks.
5.2 Cleaning fluid
Petroleum spirits conforming to ASTM D 235 shall be used.
4 © ISO 2005 – All rights reserved
---------------------- Page: 9 ----------------------
ISO 14635-3:2005(E)
Table 1 — Details of FZG test gears type A
Dimension Symbol Numerical value Unit
a
Shaft centre distance 91,5 mm
b
Effective face width 20 mm
d
Working pitch diameter pinion 73,2 mm
w1
d
wheel 109,8 mm
w2
d
Tip diameter pinion 88,77 mm
a1
wheel d 112,5 mm
a2
Module m 4,5 mm
Number of teeth pinion z 16
1
z
wheel 24
2
x
Profile shift coefficient pinion 0,853 2
1
x
wheel
2 −0,50
Pressure angle α 20 Degrees
α
Working pressure angle 22,5 Degrees
w
v
Pitch line velocity 2,8 m/s
w
e
Addendum engagement pinion 14,7 mm
a1
e
wheel 3,3 mm
a2
v
Sliding speed at tooth tip pinion 1,85 m/s
ga1
wheel v 0,42 m/s
ga2
Specific sliding at tooth tip pinion ξ 1,86
E1
ξ
wheel 0,34
A2
ξ
Specific sliding at tooth root pinion −0,52
A1
wheel ξ
−5,96
E2
a
2
p 14,7 F
Hertzian contact pressure N/mm
c
nt
a
F = normal tooth load in newtons (see Table 3).
nt
© ISO 2005 – All rights reserved 5
---------------------- Page: 10 ----------------------
ISO 14635-3:2005(E)
Table 2 — Manufacturing details of FZG test gears type A
Material Case hardening steel with restricted hardenability to 2/3 of the lower scatter
band. Material composition:
C = 0,13 % to 0,20 % Mo = 0,12 % max.
Si = 0,40 % max. Ni = 0,30 % max.
Mn = 1,00 % to 1,30 % Al = 0,02 % to 0,05 %
P = 0,025 % max. B = 0,001 % to 0,003 %
S = 0,020 % to 0,035 % Cu = 0,30 % max.
Cr = 0,80 % to 1,30 %
Heat treatment The test gears are carburized and case hardened. The case depth at a
hardness of 550 HV10 must be 0,6 mm to 0,9 mm. The surface hardness after
2
tempering: 60 HRC to 62 HRC, core strength in tooth root centre: 1000 N/mm
2
to 1250 N/mm (determined in accordance with ISO 4964, based on HB).
Retained austenite should be nominally 20 %.
Gear accuracy grade Q5, according to ISO 1328-1
Arithmetic roughness of flanks, Ra Ra is separately determined for left and right flanks, measured each at 3 flanks
per gear across the centre of the tooth parallel to the pitch line;
measuring-parameters according to ISO 4287-1:
measured length l = 4,8 mm,
t
cut-off length λ = 0,8 mm,
c
velocity v = 0,5 mm/s, using a skid.
t
Average roughness (relating to manufacture batches of min. 100 gear sets)
Pinion: Ra = 0,35 ± 0,1 µm
Wheel: Ra = 0,30 ± 0,1 µm
Maximum roughness (average of 3 measurements according to the described
method and valid for 95 of 100 tested gears).
Pinion and wheel: Ra = 0,5 µm
Grinding Maag criss-cross grinding (15° method), 154 r/m of generating stroke drive
Flank modification None.
6 Apparatus
6.1 FZG spur gear test rig
6.1.1 The FZG spur gear test machine utilizes a recirculating power loop principle, also known as a
four-square configuration, to provide a fixed torque (load) to a pair of precision test gears. A schematic view of
the test rig is shown in Figures 3 and 4. The slave gearbox and the test gearbox are connected through two
torsional shafts. Shaft 1 contains a load coupling used to apply the torque through the use of known weights
defined in Table 3 hung on the loading arm at the 0,5 m notch.
6.1.2 The test gearbox contains heating elements for maintaining and controlling the minimum temperature
of the lubricant. A temperature sensor located in the side of the test gearbox is used to control the heating
system as required by the test operating conditions.
2 2
NOTE The heating elements typically have a maximum heat density of 3 W/cm to 5 W/cm for minimizing thermal
degradation of the test lubricant.
6 © ISO 2005 – All rights reserved
---------------------- Page: 11 ----------------------
ISO 14635-3:2005(E)
6.1.3 The test machine is driven at 500 r/min ± 3 % by an electric motor giving sufficient torque to carry out
the test.
6.1.4 A check list for maintenance of the FZG gear test rig is given for information in Annex B.
6.2 Heating device
A suitable oven
...
SLOVENSKI STANDARD
SIST ISO 14635-3:2006
01-julij-2006
=REQLNL3RWHNSUHVNXãDQMD)=*GHO 0HWRGD)=*$]DXJRWDYOMDQMH
UHODWLYQHQRVLOQRVWLJOHGHQDUD]MHGDQMHLQ]DXJRWDYOMDQMHREUDEQLKODVWQRVWL
SROWHNRþLKPDVWL
Gears - FZG test procedures - Part 3: FZG test method A/2, 8/50 for relative scuffing
load-carrying capacity and wear characteristics of semifluid gear greases
Ta slovenski standard je istoveten z:
ICS:
21.200
SIST ISO 14635-3:2006 en
2003-01.Slovenski inštitut za standardizacijo. Razmnoževanje celote ali delov tega standarda ni dovoljeno.
---------------------- Page: 1 ----------------------
INTERNATIONAL ISO
STANDARD 14635-3
First edition
2005-09-15
Gears — FZG test procedures —
Part 3:
FZG test method A/2,8/50 for relative
scuffing load-carrying capacity and wear
characteristics of semifluid gear greases
Engrenages — Méthodes d'essai FZG —
Partie 3: Méthode FZG A/2,8/50 pour évaluer la capacité de charge au
grippage et les caractéristiques d'usure des graisses d'engrenages
semi-fluides
Reference number
ISO 14635-3:2005(E)
©
ISO 2005
---------------------- Page: 2 ----------------------
ISO 14635-3:2005(E)
PDF disclaimer
This PDF file may contain embedded typefaces. In accordance with Adobe's licensing policy, this file may be printed or viewed but
shall not be edited unless the typefaces which are embedded are licensed to and installed on the computer performing the editing. In
downloading this file, parties accept therein the responsibility of not infringing Adobe's licensing policy. The ISO Central Secretariat
accepts no liability in this area.
Adobe is a trademark of Adobe Systems Incorporated.
Details of the software products used to create this PDF file can be found in the General Info relative to the file; the PDF-creation
parameters were optimized for printing. Every care has been taken to ensure that the file is suitable for use by ISO member bodies. In
the unlikely event that a problem relating to it is found, please inform the Central Secretariat at the address given below.
© ISO 2005
All rights reserved. Unless otherwise specified, no part of this publication may be reproduced or utilized in any form or by any means,
electronic or mechanical, including photocopying and microfilm, without permission in writing from either ISO at the address below or
ISO's member body in the country of the requester.
ISO copyright office
Case postale 56 • CH-1211 Geneva 20
Tel. + 41 22 749 01 11
Fax + 41 22 749 09 47
E-mail copyright@iso.org
Web www.iso.org
Published in Switzerland
ii © ISO 2005 – All rights reserved
---------------------- Page: 3 ----------------------
ISO 14635-3:2005(E)
Contents Page
Foreword. iv
Introduction . v
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions. 2
4 Brief description of method. 4
4.1 General. 4
4.2 Precision. 4
5 Test materials. 4
5.1 Test gears . 4
5.2 Cleaning fluid . 4
6 Apparatus . 6
6.1 FZG spur gear test rig . 6
6.2 Heating device. 7
6.3 Revolution counter . 7
6.4 Weight measurement. 7
7 Preparation of apparatus . 8
8 Test procedure . 9
9 Reporting of results. 10
Annex A (informative) Test report . 12
Annex B (informative) Additional test procedure for the investigation of extended wear
characteristics of the lubricant . 13
Annex C (informative) Checklist for maintenance of FZG gear test rig. 14
Bibliography . 19
© ISO 2005 – All rights reserved iii
---------------------- Page: 4 ----------------------
ISO 14635-3:2005(E)
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.
International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 2.
The main task of technical committees is to prepare International Standards. Draft International Standards
adopted by the technical committees are circulated to the member bodies for voting. Publication as an
International Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting a vote.
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of patent
rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
ISO 14635-3 was prepared by Technical Committee ISO/TC 60, Gears, Subcommittee SC 2, Gear capacity
calculation.
ISO 14635 consists of the following parts, under the general title Gears — FZG test procedures:
⎯ Part 1: FZG test method A/8,3/90 for relative scuffing load-carrying capacity of oils
⎯ Part 2: FZG step load test A10/16, 6R/120 for relative scuffing load-carrying capacity of high EP oils
⎯ Part 3: FZG test method A/2,8/50 for relative scuffing load-carrying capacity and wear characteristics of
semifluid gear greases
iv © ISO 2005 – All rights reserved
---------------------- Page: 5 ----------------------
ISO 14635-3:2005(E)
Introduction
The types of gear failure which can be influenced by the lubricant are scuffing, low-speed wear and the gear
fatigue phenomena known as micropitting and pitting. In the gear design process, these types of gear damage
are taken into consideration by the use of specific lubricant and service-related characteristic values. In order
to provide a reasonable estimate of performance in service, adequate lubricant test procedures are required.
The FZG test procedures described in ISO 14635-1, ISO 14635-2 and ISO 14635-3 can be regarded as tools
for the determination of relative scuffing performance of lubricants. Characteristic values can be introduced
into the load-carrying capacity calculation of gears. ISO 14635-1 FZG test method, A/8,3/90 for relative
scuffing load-carrying capacity of oils, is useful for the majority of applications in industrial and marine gears.
ISO 14635-2, FZG step load test A10/16, 6R/120, is related to the relative scuffing load-carrying capacity of
high EP oils as used, e.g. for the lubrication of automotive driveline components such as manual
transmissions. ISO 14635-3 FZG test method A/2,8/50 describes a test procedure for the determination of the
relative scuffing load-carrying capacity and wear characteristics of semi-fluid greases used for enclosed gear
drives. Other FZG test procedures for the determination of low-speed wear, micropitting and pitting load
capacity of gears are currently being considered for standardization. They could be added later to ISO 14635
as further parts.
It has been assumed by the compilers of this test method that anyone using the method will either be fully
trained and familiar with all normal engineering and laboratory practice, or will be under the direct supervision
of such a person. It is the responsibility of the operator to ensure that all local legislative and statutory
requirements are met.
When the rig is running, there are long-loaded shafts and highly stressed test gears turning at high speed and
precaution must be taken to protect personnel. It is also necessary to provide protection from noise.
© ISO 2005 – All rights reserved v
---------------------- Page: 6 ----------------------
INTERNATIONAL STANDARD ISO 14635-3:2005(E)
Gears — FZG test procedures —
Part 3:
FZG test method A/2,8/50 for relative scuffing load-carrying
capacity and wear characteristics of semifluid gear greases
1 Scope
1)
This part of ISO 14635 specifies a test method based on an FZG four-square test machine for determining
the relative load-carrying capacity of semi-fluid gear greases defined by the gear surface damage known as
scuffing.
This method is useful for evaluating the scuffing load capacity potential of semi-fluid gear greases of NLGI
classes 0 to 000, typically used with highly stressed gearing for enclosed gear drives. It can only be applied to
greases giving a sufficient lubricant flow in the test gear box of the FZG test machine.
NOTE The test method is technically equivalent to DIN Fachbericht 74.
2 Normative references
The following referenced documents are indispensable for the application 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 1328-1, Cylindrical gears — ISO system of accuracy — Part 1: Definitions and allowable values of
deviations relevant to corresponding flanks of gear teeth
ISO 4287, Geometrical Product Specifications (GPS) — Surface texture: Profile method — Terms, definitions
and surface texture parameters
ISO 4964, Steel — Hardness conversions
ISO 5725-2, Accuracy (trueness and precision) of measurement methods and results — Part 2: Basic method
for the determination of repeatability and reproducibility of a standard measurement method
ISO 14635-1, Gears — FZG test procedures — Part 1: FZG test method A/8,3/90 for relative scuffing
load-carrying capacity of oils
ASTM D 235, Specification for Mineral Spirits (Petroleum Spirits) (Hydrocarbon Dry Cleaning Solvent)
DIN 51818, Lubricants; consistency classification of lubricating greases; NLGI grades
1) FZG = Forschungsstelle für Zahnräder und Getriebebau, Technische Universität München (Gear Research Centre,
Technical University, Munich).
© ISO 2005 – All rights reserved 1
---------------------- Page: 7 ----------------------
ISO 14635-3:2005(E)
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the following terms and definitions apply.
3.1
scuffing
particularly severe form of gear tooth surface damage in which seizure or welding together of areas of tooth
surface occurs, owing to insufficient or breakdown of lubricant film between the contacting tooth flanks of
mating gears, typically caused by a combination of high temperature, high pressure and other factors
NOTE 1 Scuffing is most likely when surface velocities are high. It can also occur at relatively low sliding velocities
when tooth surface pressures are high enough either generally or, because of uneven surface geometry and loading, in
discrete areas.
NOTE 2 Care should be taken that scuffing does not occur and is polished away before ending the running time at the
higher load stages.
3.2
wear
continuous removal of material occurring when two surfaces roll and slide against one another
3.3
scuffing load-carrying capacity
〈of a lubricant〉 maximum load which can be sustained under a defined set of conditions
3.4
FZG test condition A/2,8/50
test condition where A is the particular tooth form of the test gears, according to Table 1, 2.8 is the speed at
the pitch circle in metres per second (m/s), and 50 is the initial lubricant temperature in degrees Celsius, from
load stage 4 onward in the lubricant sump
3.5
failure load stage
load stage reached when the summed total width of scuffing damage on the active flank area of the 16 pinion
teeth exceeds one gear tooth width, i.e. 20 mm.
NOTE For examples of failure, see Figure 1. Examples of tooth flank changes due to continuous wear are given in
Figure 2. Continuous wear is not a failure criteria for the test.
2 © ISO 2005 – All rights reserved
---------------------- Page: 8 ----------------------
ISO 14635-3:2005(E)
a) Marks, no failure b) Marks, no failure
c) Approx. 5 mm failure marks d) Approx. 15 mm failure marks
e) 20 mm failure marks f) Approx. 2 mm failure marks
g) Approx. 6 mm failure marks h) 20 mm failure marks
NOTE This figure describes the typical pinion tooth flank changes occurring in FZG scuffing type tests. Changes in
the original surface condition (criss-cross grinding) can be described by their physical appearance. One and the same type
of flank damage can be described in different places in the world by using different terminology (e.g. “scuffing”, “scoring”
and “severe wear”). In order to avoid misinterpretation of the pinion tooth flank changes occurring during the test, typical
examples of non-failure and failure are given.
Figure 1 — FZG A-type gear tooth face changes (flank damages)
© ISO 2005 – All rights reserved 3
---------------------- Page: 9 ----------------------
ISO 14635-3:2005(E)
a) Light wear b) Medium wear c) Severe wear
Figure 2 — FZG A-type gear tooth flank changes due to continuous wear
4 Brief description of method
4.1 General
A set of test gears as defined in Clause 5, Tables 1 and 2, weighed to the nearest 0,001 g before the test, is
run with the test lubricant at constant speed for a fixed number of revolutions in dip lubrication mode. Loading
of the gear teeth is increased in the steps outlined in Table 3. Beginning with load stage 5, the initial lubricant
temperature is controlled between (50 ± 3) °C. During the test run of each load stage, the lubricant
temperature is allowed to rise freely. After load stage 4, the weight loss of the gear set is determined to the
nearest 0,001 g and the pinion tooth flanks are inspected for surface damage. For each subsequent load
stage the pinion tooth flanks are inspected for surface damage at the end of each load stage and any changes
in appearance are noted. A test is considered complete when either the failure criteria has been met or when
load stage 12 is run without meeting the failure criteria. If load stage 12 is reached without meeting the failure
criteria, the gear set weight loss is determined to the nearest 0,001 g.
4.2 Precision
Values of repeatability, r, and reproducibility, R, as defined in ISO 5725-2, are not valid for this test procedure.
However, experience suggests that similar methods (see ISO 14635-1) are expected to be representative.
Values for ISO 14635-1 are indicated below.
r = 1 load stage
R = 2 load stages
NOTE The above precision results apply to the range of failure load stages 5 to 12.
5 Test materials
5.1 Test gears
A pair of type “A” gears with a specification according to Table 1 and Table 2 shall be used for testing. Each
pair of test gears may be used twice for testing, utilizing both tooth flanks as load-carrying flanks.
5.2 Cleaning fluid
Petroleum spirits conforming to ASTM D 235 shall be used.
4 © ISO 2005 – All rights reserved
---------------------- Page: 10 ----------------------
ISO 14635-3:2005(E)
Table 1 — Details of FZG test gears type A
Dimension Symbol Numerical value Unit
a
Shaft centre distance 91,5 mm
b
Effective face width 20 mm
d
Working pitch diameter pinion 73,2 mm
w1
d
wheel 109,8 mm
w2
d
Tip diameter pinion 88,77 mm
a1
wheel d 112,5 mm
a2
Module m 4,5 mm
Number of teeth pinion z 16
1
z
wheel 24
2
x
Profile shift coefficient pinion 0,853 2
1
x
wheel
2 −0,50
Pressure angle α 20 Degrees
α
Working pressure angle 22,5 Degrees
w
v
Pitch line velocity 2,8 m/s
w
e
Addendum engagement pinion 14,7 mm
a1
e
wheel 3,3 mm
a2
v
Sliding speed at tooth tip pinion 1,85 m/s
ga1
wheel v 0,42 m/s
ga2
Specific sliding at tooth tip pinion ξ 1,86
E1
ξ
wheel 0,34
A2
ξ
Specific sliding at tooth root pinion −0,52
A1
wheel ξ
−5,96
E2
a
2
p 14,7 F
Hertzian contact pressure N/mm
c
nt
a
F = normal tooth load in newtons (see Table 3).
nt
© ISO 2005 – All rights reserved 5
---------------------- Page: 11 ----------------------
ISO 14635-3:2005(E)
Table 2 — Manufacturing details of FZG test gears type A
Material Case hardening steel with restricted hardenability to 2/3 of the lower scatter
band. Material composition:
C = 0,13 % to 0,20 % Mo = 0,12 % max.
Si = 0,40 % max. Ni = 0,30 % max.
Mn = 1,00 % to 1,30 % Al = 0,02 % to 0,05 %
P = 0,025 % max. B = 0,001 % to 0,003 %
S = 0,020 % to 0,035 % Cu = 0,30 % max.
Cr = 0,80 % to 1,30 %
Heat treatment The test gears are carburized and case hardened. The case depth at a
hardness of 550 HV10 must be 0,6 mm to 0,9 mm. The surface hardness after
2
tempering: 60 HRC to 62 HRC, core strength in tooth root centre: 1000 N/mm
2
to 1250 N/mm (determined in accordance with ISO 4964, based on HB).
Retained austenite should be nominally 20 %.
Gear accuracy grade Q5, according to ISO 1328-1
Arithmetic roughness of flanks, Ra Ra is separately determined for left and right flanks, measured each at 3 flanks
per gear across the centre of the tooth parallel to the pitch line;
measuring-parameters according to ISO 4287-1:
measured length l = 4,8 mm,
t
cut-off length λ = 0,8 mm,
c
velocity v = 0,5 mm/s, using a skid.
t
Average roughness (relating to manufacture batches of min. 100 gear sets)
Pinion: Ra = 0,35 ± 0,1 µm
Wheel: Ra = 0,30 ± 0,1 µm
Maximum roughness (average of 3 measurements according to the described
method and valid for 95 of 100 tested gears).
Pinion and wheel: Ra = 0,5 µm
Grinding Maag criss-cross grinding (15° method), 154 r/m of generating stroke drive
Flank modification None.
6 Apparatus
6.1 FZG spur gear test rig
6.1.1 The FZG spur gear test machine utilizes a recirculating power loop principle, also known as a
four-square configuration, to provide a fixed torque (load) to a pair of precision test gears. A schematic view of
the test rig is shown in Figures 3 and 4. The slave gearbox and the test gearbox are connected through two
torsional shafts. Shaft 1 contains a load coupling used to apply the torque through the use of known weights
defined in Table 3 hung on the loading arm at the 0,5 m notch.
6.1.2 The test gearbox contains heating elements for maintaining and controlling the minimum temperature
of the lubricant. A temperature sensor located in the side of the test gearbox is used to control the heating
system as required by the test operating conditions.
2 2
NOTE The heating elements typically have a maximum heat density of 3 W/cm to 5 W/cm for minimizing thermal
degradation of the
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 14635-3
Première édition
2005-09-15
Engrenages — Méthodes d'essai FZG —
Partie 3:
Méthode FZG A/2,8/50 pour évaluer la
capacité de charge au grippage et les
caractéristiques d'usure des graisses
d'engrenages semi-fluides
Gears — FZG test procedures —
Part 3: FZG test method A/2,8/50 for relative scuffing load-carrying
capacity and wear characteristics of semifluid gear greases
Numéro de référence
ISO 14635-3:2005(F)
©
ISO 2005
---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO 14635-3:2005(F)
PDF – Exonération de responsabilité
Le présent fichier PDF peut contenir des polices de caractères intégrées. Conformément aux conditions de licence d'Adobe, ce fichier
peut être imprimé ou visualisé, mais ne doit pas être modifié à moins que l'ordinateur employé à cet effet ne bénéficie d'une licence
autorisant l'utilisation de ces polices et que celles-ci y soient installées. Lors du téléchargement de ce fichier, les parties concernées
acceptent de fait la responsabilité de ne pas enfreindre les conditions de licence d'Adobe. Le Secrétariat central de l'ISO décline toute
responsabilité en la matière.
Adobe est une marque déposée d'Adobe Systems Incorporated.
Les détails relatifs aux produits logiciels utilisés pour la création du présent fichier PDF sont disponibles dans la rubrique General Info
du fichier; les paramètres de création PDF ont été optimisés pour l'impression. Toutes les mesures ont été prises pour garantir
l'exploitation de ce fichier par les comités membres de l'ISO. Dans le cas peu probable où surviendrait un problème d'utilisation,
veuillez en informer le Secrétariat central à l'adresse donnée ci-dessous.
© ISO 2005
Droits de reproduction réservés. Sauf prescription différente, aucune partie de cette publication ne peut être reproduite ni utilisée sous
quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique, y compris la photocopie et les microfilms, sans l'accord écrit
de l'ISO à l'adresse ci-après ou du comité membre de l'ISO dans le pays du demandeur.
ISO copyright office
Case postale 56 • CH-1211 Geneva 20
Tel. + 41 22 749 01 11
Fax. + 41 22 749 09 47
E-mail copyright@iso.org
Web www.iso.org
Publié en Suisse
ii © ISO 2005 – Tous droits réservés
---------------------- Page: 2 ----------------------
ISO 14635-3:2005(F)
Sommaire Page
Avant-propos. iv
Introduction . v
1 Domaine d'application. 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions. 2
4 Aperçu de la méthode . 4
4.1 Généralités . 4
4.2 Fidélité . 4
5 Matériel d'essai . 5
5.1 Engrenages d'essai . 5
5.2 Fluide de nettoyage . 5
6 Appareillage . 6
6.1 Banc d'essai FZG à engrenages cylindriques à denture droite. 6
6.2 Appareil de chauffage . 7
6.3 Compte-tours (totalisateur) . 7
6.4 Balance . 7
7 Préparation de l'appareil . 8
8 Mode opératoire d'essai. 9
9 Consignation des résultats. 10
Annexe A (informative) Modèle de rapport d'essai. 12
Annexe B (informative) Mode opératoire d'essai supplémentaire pour l'enquête sur les
caractéristiques d'usure étendues du lubrifiant. 13
Annexe C (informative) Liste de contrôle pour la maintenance du banc d'essai d'engrenages FZG . 14
Bibliographie . 19
© ISO 2005 – Tous droits réservés iii
---------------------- Page: 3 ----------------------
ISO 14635-3:2005(F)
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 (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives ISO/CEI,
Partie 2.
La tâche principale des comités techniques est d'élaborer les Normes internationales. Les projets de Normes
internationales adoptés par les comités techniques sont soumis aux comités membres pour vote. Leur
publication comme Normes internationales requiert l'approbation de 75 % au moins des comités membres
votants.
L'attention est appelée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l'objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L'ISO ne saurait être tenue pour responsable de ne
pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence.
L'ISO 14635-3 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 60, Engrenages, sous-comité SC 2, Calcul de
la capacité des engrenages.
L'ISO 14635 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre général Engrenages — Méthodes
d'essai FZG:
⎯ Partie 1: Méthode FZG A/8,3/90 pour évaluer la capacité de charge au grippage des huiles
⎯ Partie 2: Méthode FZG A10/16, 6R/120 à paliers de charge pour évaluer la capacité de charge au
grippage des huiles à valeurs EP élevées
⎯ Partie 3: Méthode FZG A/2,8/50 pour évaluer la capacité de charge au grippage et les caractéristiques
d'usure des graisses d'engrenages semi-fluides
iv © ISO 2005 – Tous droits réservés
---------------------- Page: 4 ----------------------
ISO 14635-3:2005(F)
Introduction
Les types de détérioration d'engrenages qui peuvent être influencés par le lubrifiant utilisé sont le grippage,
l'usure à faible vitesse et les phénomènes de fatigue de surface d'engrenages connus sous les noms de
micropiqûres et de piqûres. Dans le processus de conception des engrenages, ces types de détériorations
sont pris en considération par l'utilisation de lubrifiants spécifiques et l'utilisation de valeurs caractéristiques
relatives au service. Afin de fournir une estimation raisonnable des performances en service, des méthodes
d'essai adéquates de lubrifiants sont nécessaires. Les méthodes d'essai FZG décrites dans l'ISO 14635-1,
l'ISO 14635-2 et l'ISO 14635-3 peuvent être utilisées comme outils pour la détermination de la performance
au grippage des lubrifiants. Des valeurs caractéristiques peuvent être introduites dans le calcul de la capacité
de charge des engrenages. L'ISO 14635-1, méthode d'essai FZG A/8,3/90 pour évaluer la capacité de charge
au grippage des huiles, est utilisée pour des applications dans les engrenages industriels et marins.
L'ISO 14635-2, méthode FZG A10/16, 6R/120 à paliers de charge, porte sur l'évaluation de la capacité de
charge au grippage des huiles aux propriétés EP (extrême pression) élevées, comme celles utilisées, par
exemple pour la lubrification de composants de lignes de transmission automobile, comme les transmissions
manuelles. L'ISO 14635-3, méthode d'essai FZG A/2,8/50 décrit la procédure d'essai pour la détermination de
la capacité de charge au grippage et des caractéristiques d'usure des graisses semi-fluides utilisées pour des
engrenages sous carter. D'autres méthodes d'essai FZG pour la détermination de l'usure à basse vitesse, de
la capacité de charge aux micropiqûres et aux piqûres sont en cours de considération en normalisation. Elles
pourront être ajoutées plus tard à l'ISO 14635 sous forme de parties additionnelles.
Les responsables de la compilation de la présente méthode supposent que toute personne utilisant la
méthode est parfaitement entraînée et familiarisée avec toutes les pratiques normales d'atelier et de
laboratoire, ou qu'elle opère sous la surveillance directe d'une telle personne. L'opérateur est responsable de
la conformité à toutes les exigences législatives et réglementaires locales.
Lorsque le banc d'essai est en marche, il y a des arbres longs chargés et des engrenages d'essai soumis à
des contraintes élevées, qui tournent à grande vitesse, il faut donc prendre les précautions nécessaires pour
protéger le personnel. Il est nécessaire de prendre des mesures de protection contre le bruit.
© ISO 2005 – Tous droits réservés v
---------------------- Page: 5 ----------------------
NORME INTERNATIONALE ISO 14635-3:2005(F)
Engrenages — Méthodes d'essai FZG —
Partie 3:
Méthode FZG A/2,8/50 pour évaluer la capacité de charge au
grippage et les caractéristiques d'usure des graisses
d'engrenages semi-fluides
1 Domaine d'application
1)
La présente partie de l'ISO 14635 spécifie une méthode d'essai fondée sur une machine d'essai FZG à
configuration quadrilatère ayant pour but de déterminer la capacité de charge relative de graisses
d'engrenages semi-fluides, définie par une détérioration superficielle de l'engrenage appelée grippage.
La présente méthode d'essai est utile pour évaluer la capacité de charge potentielle au grippage des graisses
d'engrenages semi-fluides 0 à 000 de classes NLGI généralement utilisées pour des boîtes d'entraînement
par engrenages soumis à de fortes contraintes. Elle peut s'appliquer seulement aux graisses qui permettent
un débit de lubrifiant suffisant dans le réducteur d'essai de la machine d'essai FZG.
[17]
NOTE La présente méthode est techniquement équivalente à la DIN Fachbericht 74 .
2 Références normatives
Les documents de référence suivants sont indispensables pour l'application 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 1328-1, Engrenages cylindriques — Système ISO de précision — Partie 1: Définitions et valeurs
admissibles des écarts pour les flancs homologues de la denture
ISO 4287, Spécification géométrique des produits (GPS) — État de surface: Méthode du profil — Termes,
définitions et paramètres d'état de surface
ISO 4964, Acier — Conversions de dureté
ISO 5725-2, Exactitude (justesse et fidélité) des résultats et méthodes de mesure — Partie 2: Méthode de
base pour la détermination de la répétabilité et de la reproductibilité d'une méthode de mesure normalisée
ISO 14635-1, Engrenages — Méthode d'essai FZG — Partie 1: Méthode d'essai FZG A/8,3/90 pour évaluer la
capacité de charge au grippage des huiles
ASTM D 235, Specification for mineral spirits (Petroleum Spirits) (Hydrocarbon Dry Cleaning Solvent)
DIN 51818, Lubricants — Consistency classification of lubricating greases — NLGI grades
1) FZG = Forschungsstelle für Zahnräder und Getriebebau, Technische Universität München (Institut de recherche sur
les engrenages et les transmissions à l'Université technique de Munich), Boltzmannstraße 15, D-85748 Garching,
Allemagne.
© ISO 2005 – Tous droits réservés 1
---------------------- Page: 6 ----------------------
ISO 14635-3:2005(F)
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions suivants s'appliquent.
3.1
grippage
forme particulièrement grave de détérioration de la surface des dents d'engrenages au cours de laquelle des
arrachements et des soudures apparaissent simultanément sur des zones de surface des dents, en raison de
l'insuffisance ou de la rupture d'un film lubrifiant entre les flancs de contact des roues conjuguées,
généralement due à la combinaison d'une température et d'une pression élevées et à d'autres facteurs
NOTE 1 Le grippage est plus probable lorsque les vitesses superficielles sont élevées. Le grippage peut également se
produire à des vitesse de glissement relativement faibles, lorsque les pressions superficielles des dents sont suffisamment
élevées d'une manière générale, ou en raison d'une géométrie de surface et d'une charge non uniformes dans des zones
localisées.
NOTE 2 Il convient de faire attention à ce que le grippage n'apparaisse pas et que le polissage s'effectue bien avant la
fin du temps de fonctionnement aux paliers de charge les plus élevés.
3.2
usure
enlèvement continu de matière se produisant quand deux surfaces roulent et glissent l'une contre l'autre
3.3
capacité de charge au grippage
〈d'un lubrifiant〉 charge maximale que peut supporter le lubrifiant sans détérioration de la surface des dents
d'engrenage sous un ensemble de conditions préétablies
3.4
méthode d'essai FZG A/2,8/50
condition d'essai où la lettre A correspond à la géométrie particulière des dentures de l'engrenages testé,
conformément au Tableau 1; 2,8 est la vitesse au niveau du cercle primitif, en mètres par seconde (m/s); et
e
50 est la température initiale du lubrifiant, en degrés Celsius, à partir du 4 palier de charge et dans le carter
d'huile
3.5
palier de détérioration
palier de charge où la somme totale des largeurs des zones endommagées sur tous les flancs des 16 dents
du pignon est supérieure à une largeur de dent, c'est-à-dire 20 mm
NOTE Des exemples de détérioration sont donnés à la Figure 1. Des exemples de modification de flanc de dent due
à l'usure continue sont donnés à la Figure 2. L'usure n'est pas un critère de défaillance dans cet essai.
2 © ISO 2005 – Tous droits réservés
---------------------- Page: 7 ----------------------
ISO 14635-3:2005(F)
a) Aucune trace de détérioration b) Aucune trace de détérioration
c) Traces de détérioration d'environ 5 mm d) Traces de détérioration d'environ 15 mm
e) Traces de détérioration de 20 mm f) Traces de détérioration d'environ 2 mm
g) Traces de détérioration d'environ 6 mm h) Traces de détérioration de 20 mm
NOTE Cette figure décrit les changements types de la surface des flancs du pignon qui se produisent au cours des
essais FZG. Ces changements de l'état de surface (rectification croisée) peuvent être décrits par leur aspect physique. Un
seul et même type de détérioration du flanc peut être décrit par ailleurs en utilisant une terminologie différente (par
exemple «grippage», «griffure» et «usure sévère»). Afin d'éviter une mauvaise interprétation des modifications des flancs
du pignon qui se produisent durant l'essai, des exemples types de «aucune détérioration» et «détérioration» sont donnés.
Figure 1 — Évolution de l'état de surface des dents FZG type A (détérioration de flancs)
© ISO 2005 – Tous droits réservés 3
---------------------- Page: 8 ----------------------
ISO 14635-3:2005(F)
a) Usure légère b) Usure moyenne c) Usure sévère
Figure 2 — Évolution de l'état de surface des dents FZG type A suite à une usure continue
4 Aperçu de la méthode
4.1 Généralités
Un ensemble de roues dentées d'essai tel que défini dans l'Article 5, Tableaux 1 et 2, pesé à 0,001 g près
avant l'essai, fonctionne à vitesse constante avec le lubrifiant à essayer, pendant un nombre déterminé de
tours, sous une lubrification par barbotage. La charge sur les dents est augmentée par paliers, comme
e
indiqué dans le Tableau 3. À partir du 5 palier de charge, la température initiale du lubrifiant est contrôlée
entre (50 ± 3) °C. La température augmente librement au cours de la période d'essai à un palier donné. Après
e
le 4 palier de charge, la masse perdue de l'ensemble de roues dentées est déterminée à 0,001 g près et les
flancs du pignon sont inspectés pour les détériorations de surface. Pour chaque palier de charge consécutif,
les flancs du pignon sont inspectés pour les détériorations de surface à la fin de chaque palier de charge et
les changements d'aspect des dents sont notés. Un essai est terminé lorsqu'une détérioration est constatée
e e
ou lorsque le 12 palier de charge est atteint sans dégradation excédant le critère de défaillance. Si le 12
palier de charge est atteint sans dégradation excédant le critère de défaillance, la perte de masse de
l'ensemble de roues dentées est déterminée à 0,001 g près.
4.2 Fidélité
Les valeurs de répétabilité, r, et de reproductibilité R, comme défini dans l'ISO 5725-2, ne sont pas valides
pour la présente méthode. Cependant, on suggère grâce à l'expérience que des méthodes similaires (voir
l'ISO 14635-1) sont vraisemblablement représentatives. Les valeurs pour l'ISO 14635-1 sont indiquées
ci-après:
r = 1 palier de charge;
R = 2 paliers de charge.
NOTE Les résultats relatifs à la fidélité indiqués ci-dessus s'appliquent pour des paliers de détérioration compris
entre 5 et 12 inclus.
4 © ISO 2005 – Tous droits réservés
---------------------- Page: 9 ----------------------
ISO 14635-3:2005(F)
5 Matériel d'essai
5.1 Engrenages d'essai
Un couple d'engrenages de type «A», dont la spécification est conforme aux Tableaux 1 et 2, doit être utilisé
pour les essais. Chaque paire de roues dentées d'essai peut être utilisée deux fois pour les essais, en
utilisant les deux flancs comme flancs actifs.
5.2 Fluide de nettoyage
Du white-spirit conforme à l'ASTM D 235 doit être utilisé.
Tableau 1 — Caractéristiques des roues dentées d'essai FZG type A
Dimension Symbole Valeur numérique Unité
Entraxe a 91,5 mm
Largeur utile de denture b 20 mm
Diamètre du cercle primitif de pignon d 73,2 mm
w1
fonctionnement
roue d 109,8 mm
w2
Diamètre du cercle de tête pignon d 88,77 mm
a1
roue d 112,5 mm
a2
Module m 4,5 mm
Nombre de dents pignon z 16
1
roue z 24
2
Coefficient de déport roue x 0,853 2
1
pignon x −0,50
2
Angle de pression α 20 degrés
Angle de pression de fonctionnement α 22,5 degrés
w
Vitesse circonférentielle au cercle v 2,8 m/s
w
primitif
Segment de conduite pignon e 14,7 mm
a1
roue e 3,3 mm
a2
Vitesse de glissement pignon v 1,85 m/s
ga1
au niveau du sommet de dent
roue v 0,42 m/s
ga2
Glissement spécifique pignon ξ 1,86
E1
au niveau du sommet de dent
roue ξ 0,34
A2
Glissement spécifique pignon ξ −0,52
A1
au niveau du pied de dent
roue ξ −5,96
E2
a 2
Pression de contact de Hertz p 14,7 F N/mm
c nt
a
F = effort normal sur la dent, en newtons (voir Tableau 3).
nt
© ISO 2005 – Tous droits réservés 5
---------------------- Page: 10 ----------------------
ISO 14635-3:2005(F)
Tableau 2 — Données des roues dentées d'essai FZG type A
Matériau Acier de cémentation avec une dureté limitée aux deux tiers du niveau de
dispersion le plus bas. Composition du matériau:
C = 0,13 % à 0,20 % Mo = 0,12 % max.
Si = 0,40 % max. Ni = 0,30 % max.
Mn = 1,00 % à 1,30 % AI = 0,02 % à 0,05 %
P = 0,025 % max. B = 0,001 % à 0,003 %
S = 0,020 % à 0,035 % Cu = 0,30 % max.
Cr = 0,80 % à 1,30 %
Traitement thermique Les roues dentées d'essai sont cémentées. La profondeur de cémentation
conventionnelle à 550 HV10 doit être comprise entre 0,6 mm et 0,9 mm. Dureté
superficielle après revenu: 60 HRC à 62 HRC; résistance à cœur au pied des
2 2
dents: 1 000 N/mm à 1 250 N/mm (déterminée conformément à l'ISO 4964 sur
la base de la dureté Brinell).
Il convient que l'austénite résiduelle soit nominalement à 20 %.
Précision des engrenages Q5 conformément à l'ISO 1328-1.
Rugosité arithmétique des flancs, Ra Ra est déterminée séparément pour les flancs gauche et droit, et mesurée pour
chacun d'eux sur trois flancs par roue, au milieu de la largeur de la dent
parallèlement à la ligne primitive; paramètres de mesures conformes à
l'ISO 4287:
longueur mesurée l = 4,8 mm;
t
longueur de coupure λ = 0,8 mm;
c
vitesse v = 0,5 mm/s; en utilisant un patin.
t
Rugosité moyenne (relative aux lots de fabrication comportant au minimum 100
couples de roues dentées)
pignon: Ra = 0,35 µm ± 0,1 µm
roue: Ra = 0,30 µm ± 0,1 µm
Rugosité maximale (moyenne de trois mesurages conformément à la méthode
décrite et valable pour 95 roues d'essais sur 100)
pignon et roue: Ra = 0,5 µm
Rectification Rectification croisée Maag (méthode à 15°), 154 tr/min
Correction de denture Aucune
6 Appareillage
6.1 Banc d'essai FZG à engrenages cylindriques à denture droite
6.1.1 Le banc d'essai FZG à engrenages cylindriques à denture droite utilise le principe de la circulation de
puissance en boucle fermée, également appelée configuration quadrilatère, pour fournir un couple fixe
(charge) à une paire d'engrenages d'essai de précision. Une vue schématique du banc d'essai est
représentés aux Figures 3 et 4. Le réducteur esclave et le réducteur d'essai sont reliés par deux arbres de
torsion. L'arbre 1 comporte un accouplement de mise en charge utilisé pour appliquer le couple par
l'intermédiaire de poids connus, définis dans le Tableau 3, suspendus au levier de mise en charge, à l'entaille
de 0,5 m.
6.1.2 Le réducteur d'essai comporte des éléments chauffants pour maintenir et réguler la température
minimale du lubrifiant. Une sonde de température, située sur le coté du réducteur d'essai, est utilisée pour
contrôler le système de chauffage, comme l'exigent les conditions d'essai de fonctionnement.
2 2
NOTE Les éléments chauffants ont généralement une densité de chauffe maximale de 3 W/cm à 5 W/cm pour
minimiser la dégradation thermique du lubrifiant de l'essai.
6 © ISO 2005 – Tous droits réservés
---------------------- Page: 11 ----------------------
ISO 14635-3:2005(F)
6.1.3 Le banc d'essai est entraîné à 500 tr/min ± 3 % par un moteur électrique fournissant un couple
suffisant pour réaliser l'essai.
6.1.4 Une liste de contrôle pour la maintenance du banc d'essai d'engrenages FZG est donnée, à titre
d'information, dans l'Annexe B.
6.2 Appareil de chauffage
Une étuve ou un appareil de chauffage approprié est exigé pour chauffer les roues dentées d'essai entre
60 °C et 80 °C avant de les monter sur les arbres.
6.3 Compte-tours (totalisateur)
Un compte-tours approprié doit être utilisé pour contrôler le nombre de tours à chaque palier de charge au
cours de l'essai. Il convient que ce compte-tours soit capable d'arrêter le banc d'essai au nombre approprié de
tours du pignon.
6.4 Balance
Il faut utiliser une balance appropriée d'une capacité de pesage minimale de 1,3 kg permettant une lecture à
0,001 g près pour déterminer la masse de la roue soumise à l'essai.
Légende
1 roue 6 moteur d'entraînement
2 vue A 7 accouplement de mise en charge
3 pignon 8 arbre 1
4 dispositif de mesure du couple 9 roues dentées esclaves
5 arbre 2
Figure 3 — Coupe schématique du banc d'essai d'engrenages FZG
© ISO 2005 – Tous droits réservés 7
---------------------- Page: 12 ----------------------
ISO 14635-3:2005(F)
Légende
1 roue
2 pignon
3 flanc de dent actif
Figure 4 — Montage des roues dentées d'essai FZG type A (vue suivant A de la Figure 3)
7 Préparation de l'appareil
7.1 Rincer deux fois le carter du réducteur d'essai avec du white-spirit en s'assurant que le lubrifiant d'essai
antérieur soit complètement éliminé des roulements, et sécher à l'air comprimé sec.
Si le précédent lubrifiant essayé contient des particules de lubrifiant solides tel que le graphite ou du MoS , la
2
machine d'essai doit être complètement désassemblée et nettoyée avec attention.
7.2 Marquer le pignon et la roue comme indiqué à la Figure 4.
7.3 Nettoyer les roues dentées d'essai avec du white-spirit et sécher à l'air. Après le nettoyage, utiliser des
gants pour manipuler les engrenages.
7.4 Inspecter les roues dentées à l'œil nu pour détecter d'éventuelles traces de corrosion, de rouille ou tout
autre défaut. Rejeter les roues dentées qui présenteraient de tels défauts.
7.5 Peser le pignon et la roue, chacun à 0,001 g près.
7.6 Chauffer les deux engrenages entre 60 °C et 80 °C au maximum, avec un appareil de chauffage
approprié.
7.7 Monter le réducteur d'essai (à l'exception du couvercle) avec le pignon sur l'arbre 1 (à droite) et la roue
sur l'arbre 2 (à gauche) comme représenté à la Figure 3. S'assurer que le pignon et la roue sont correctement
alignés, c'est-à-dire qu'il n'y a pas de décalage axial. S'assurer également que les marques de placement
sont positionnées comme représenté à la Figure 4.
7.8 Vérifier que le robinet de vidange est en position FERMÉ.
7.9 Remplir le carter du réducteur d'essai avec 1,25 litre de lubrifiant d'essai.
7.10 Brancher la résistance chauffante.
8 © ISO 2005 – Tous droits réservés
---------------------- Page: 13 ----------------------
ISO 14635-3:2005(F)
7.11 Mettre et verrouiller le couvercle sur le carter du réducteur d'essai.
7.12 Appliquer la charge correspondant au palier n° 12 en utilisant la position 0,5 m sur le levier (voir
Tableau 3) pendant 2 min à 3 min sans faire tourner le moteur, pour positionner correctement les jeux et les
roues dentées d'essai.
8 Mode opératoire d'essai
8.1 Appliquer la charge correspondant au palier de charge n° 1 (voir Tableau 3). Mettre en marche le
moteur, la résistance chauffante et faire tourner pendant 21 700 tours du moteur, et donc de la roue,
(approximativement 45 min) conformément au Tableau 4.
8.2 Arrêter le moteur et appliquer la charge correspondante au palier n° 2. Remettre en marche et faire
tourner pendant 21 700 tours du moteur, et donc de la roue, conformément au Tableau 4. Procéder de la
os
même manière avec les paliers de charge n 3 et 4.
8.3 À la fin du palier de charge n° 4, vider et conserver le lubrifiant. Contrôler visuellement le pignon pour la
détérioration. Noter l'état des dents en utilisant les exemples de la Figure 1 comme lignes directrices.
8.4 Désassembler et peser le pignon et la roue, chacun à 0,001 g près.
8.5 Réassembler le carter d'engrenages d'essai conformément à 7.7 à 7.12. S'assurer que les dents du
pignon sont immergées dans le lubrifiant d'essai. Si nécessaire, ajouter une petite quantité du même lubrifiant.
8.6 Avant de passer au palier de charge suivant, s'assurer que la température du lubrifiant dans le carter
d'engrenages d'essai est de (50 ± 3) °C. Ceci peut être obtenu en utilisant l'échangeur à eau ou en utilisant le
mode opératoire donné en 8.8.2. Lorsque la température arrive à (50 ± 3) °C, arrêter le refroidissement et
poursuivre l'essai. L'échangeur à eau doit être arrêté au cours de l'essai.
8.7 Poursuivre l'essai en augmentant la charge palier par palier (voir Tableau 3). Contrôler visuellement
toutes les dents du pignon après chaque palier, en s'assurant que la température est de (50 ± 3) °C avant
d'appliquer le palier de charge suivant. Poursuivre l'essai selon le mode opératoire jusqu'à obtention du palier
de détérioration conformément à 3.5. Si le critère de défaillance n'est pas atteint, terminer l'essai au palier de
charge n° 12.
8.8 Déterminer le palier de détérioration par la somme totale des détériorations de flancs de toutes les
dents du pignon.
8.8.1 Lorsque le palier de détérioration n'est pas atteint, poursuivre l'essai avec le palier de charge suivant
jusqu'à un maximum de 12 paliers de charge.
8.8.2 Lorsque le banc est arrêté à la fin d'un palier de charge, au-delà du palier n° 4, pour une raison
quelconque avant la fin de l'essai, et lorsque la température du lubrifiant d'essai tombe au-dessous de 47 °C,
effectuer les opérations suivantes avant de reprendre l'essai.
a) Appliquer la charge correspondant au palier de charge n° 1, mettre en marche le moteur, allumer la
résistance chauffante et faire tourner jusqu'à ce que la température du lubrifiant atteigne (50 ± 3) °C.
b) Arrêter le moteur et la résistante chauffante et appliquer le pal
...
Questions, Comments and Discussion
Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.