ISO 14635-1:2000
(Main)Gears — FZG test procedures — Part 1: FZG test method A/8,3/90 for relative scuffing load-carrying capacity of oils
Gears — FZG test procedures — Part 1: FZG test method A/8,3/90 for relative scuffing load-carrying capacity of oils
This part of ISO 14635 specifies a test method based on an FZG2_ four-square test machine to determine the relative load-carrying capacity of lubricating oils defined by the gear-surface damage known as scuffing. High surface temperatures due to high surface pressures and sliding velocities can initiate the breakdown of the lubricant films. This test method can be used to assess such lubricant breakdown under defined conditions of temperature, high sliding velocity and stepwise increased load. NOTE This method is technically equivalent to ASTM D 5182-97, DIN 51354-1 and DIN 51354-2, IP 334/90 and CEC L-07-A-95.
Engrenages — Méthodes d'essai FZG — Partie 1: Méthode FZG A/8,3/90 pour évaluer la capacité de charge au grippage des huiles
La présente partie de l'ISO 14635 spécifie une méthode d'essai fondée sur une machine d'essai FZG 2_ ayant pour but de déterminer la capacité de charge d'huiles lubrifiantes, de manière comparative, en ce qui concerne la résistance au grippage. Les températures superficielles élevées, dues à des pressions de contact et des vitesses de glissement élevées, peuvent entraîner la rupture du film lubrifiant. La présente méthode d'essai peut être utilisée pour évaluer des ruptures de lubrifiant sous des conditions définies de température, de vitesses de glissement élevées et de charge augmentant par palier. NOTE La présente méthode est techniquement équivalente aux normes ASTM D 5182 97, DIN 51354-1 et DIN 51354-2, IP 334/90 et CEC L-07-A-95.
Zobniki - FZG potek preskušanja - 1. del: FZG metoda preskušanja A/8, 3/90 za relativno nosilnost olj glede na toplotno razjedanje
General Information
Relations
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Standards Content (Sample)
INTERNATIONAL ISO
STANDARD 14635-1
First edition
2000-06-01
Gears — FZG test procedures —
Part 1:
FZG test method A/8,3/90 for relative
scuffing load-carrying capacity of oils
Engrenages — Méthodes d'essai FZG —
Partie 1: Méthode FZG A/8,3/90 pour évaluer la capacité de charge au
grippage des huiles
Reference number
ISO 14635-1:2000(E)
©
ISO 2000
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ISO 14635-1:2000(E)
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that a problem relating to it is found, please inform the Central Secretariat at the address given below.
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ISO 14635-1:2000(E)
Contents Page
Foreword.iv
Introduction.v
1 Scope .1
2 Normative references .1
3 Terms and definitions .2
4 Brief description of method.2
4.1 General principle.2
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.8
6.3 Revolution counter .8
7 Preparation of apparatus .8
8 Test procedure.8
9 Reporting of results.9
Annex A (informative) Typical FZG test report sheet .11
Annex B (informative) Checklist for maintenance of FZG gear test rig.12
Bibliography.17
© ISO 2000 – All rights reserved iii
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ISO 14635-1:2000(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 3.
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 part of ISO 14635 may be the subject of
patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
International Standard ISO 14635-1 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 test method A10/16,6R/90 for relative scuffing load-carrying capacity of lubricants with high EP
1)
performance
Annexes A and B of this part of ISO 14635 are for information only.
1) Currently a new work item proposal avaiting approval.
iv © ISO 2000 – All rights reserved
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ISO 14635-1:2000(E)
Introduction
The types of gear failures which may be influenced by the lubricant in use are scuffing, low-speed wear and the
gear-surface fatigue phenomena known as micropitting and pitting. In the gear design process, these gear
damages are taken into consideration by the use of specific lubricant and service-related characteristic values. For
an accurate, field-related selection of these values, adequate lubricant test procedures are required. The FZG test
procedures described in this and other parts of ISO 14635 can be regarded as tools for the determination of the
lubricant-related characteristic values to be introduced into the load-carrying capacity calculation of gears.
FZG test method A/8,3/90 for the relative scuffing load-carrying capacity of oils described in this part of ISO 14635
is typical for the majority of applications in industrial and marine gears. ISO 14635-2 will be related to the relative
scuffing load-carrying capacity of oils of very high EP properties, as used for the lubrication of automotive driveline
components. Other FZG test procedures for the determination of low-speed wear, micropitting and pitting load-
carrying capacity of gears are already in a late state of development. They may be added later to ISO 14635 as
further parts.
© ISO 2000 – All rights reserved v
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 14635-1:2000(E)
Gears — FZG test procedures —
Part 1:
FZG test method A/8,3/90 for relative scuffing load-carrying
capacity of oils
1 Scope
2�
This part of ISO 14635 specifies a test method based on an FZG four-square test machine to determine the
relative load-carrying capacity of lubricating oils defined by the gear-surface damage known as scuffing. High
surface temperatures due to high surface pressures and sliding velocities can initiate the breakdown of the
lubricant films. This test method can be used to assess such lubricant breakdown under defined conditions of
temperature, high sliding velocity and stepwise increased load.
NOTE This method is technically equivalent to ASTM D 5182-97, DIN 51354-1 and DIN 51354-2, IP 334/90 and
CEC L-07-A-95.
2 Normative references
The following normative documents contain provisions which, through reference in this text, constitute provisions of
this part of ISO 14635. For dated references, subsequent amendments to, or revisions of, any of these publications
do not apply. However, parties to agreements based on this part of ISO 14635 are encouraged to investigate the
possibility of applying the most recent editions of the normative documents indicated below. For undated
references, the latest edition of the normative document referred to applies. Members of ISO and IEC maintain
registers of currently valid International Standards.
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.
ASTM D 235, Specification for Mineral Spirits (Petroleum Spirits) (Hydrocarbon Dry Cleaning Solvent).
2� FZG = Forschungsstelle für Zahnräder und Getriebebau, Technische Universität München (Gear Research Centre,
Technical University, Munich), Boltzmannstraße 15, D-85748 Garching, Germany.
© ISO 2000 – All rights reserved 1
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ISO 14635-1:2000(E)
3 Terms and definitions
For the purposes of this part of ISO 14635, the following terms and definitions apply.
3.1
scuffing load-carrying capacity
�of a lubricant� maximum load which can be sustained under a defined set of conditions
NOTE 1 For examples of failure see Figure 1.
NOTE 2 Scuffing is a particularly severe form of damage to the gear-tooth surface in which seizure or welding together of
areas of tooth surface occur, due to absence or breakdown of a lubricant film between the contacting tooth flanks of mating
gears, typically caused by high temperature and high pressure. Scuffing is most likely when surface velocities are high. Scuffing
may 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 3 Risk of scuffing damage varies with the properties of gear materials, the lubricant used, the surface roughness of
tooth flanks, the sliding velocities and the load. Consequences of scuffing of high-speed gears include a tendency to high levels
of dynamic loading due to increase of vibrations, which usually leads to further damage by scuffing, pitting or tooth breakage.
3.2
FZG test condition A/8,3/90
test condition where A is the particular tooth form of the test gears, according to Table 1; 8,3 is the speed at the
pitch circle, in metres per second, and 90 is the initial oil temperature, in degrees Celsius, from load stage 5 and
onward in the oil sump
NOTE The direction of the rotation of the gears is shown in Figure 3.
3.3
failure load stage
load stage in which 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 Examples of flank damages for the purpose of the test method are shown in Figure 1.
4 Brief description of method
4.1 General principle
A set of test gears as defined in clause 5, Tables 1 and 2, is run with the test lubricant at constant speed for a fixed
number of revolutions using dip-lubrication mode. Loading of the gear teeth is increased in steps outlined in
Table 3. Beginning with load stage 5, the initial oil temperature is controlled between (90 � 3) °C. During the test
run of each load stage, the oil temperature is allowed to rise freely. After load stage 4, 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.
It is the responsibility of the operator to ensure that all local legislative and statutory requirements are met.
NOTE 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.
WARNING — When the rig is running, there are long loaded shafts and highly stressed test gears turning
at high speed and precautions shall be taken to protect personnel.
Protection from noise is also highly recommended.
2 © ISO 2000 – All rights reserved
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ISO 14635-1:2000(E)
a) No failure marks b) No failure marks
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 tests. Changes in the original surface
condition (criss-cross grinding) may be described by their physical appearance. One and the same type of flank damage may 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.
PRODUCTION NOTE The colours represented in the electronic file of this part of ISO 14635 can be neither viewed nor
printed as true representations. Only copies of this part of ISO 14635 printed by ISO can be guaranteed to represent the true
colours.
Figure 1 — FZG A-type gear-tooth face changes (flank damages)
© ISO 2000 – All rights reserved 3
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ISO 14635-1:2000(E)
4.2 Precision
The precision of the method has been evaluated according to ISO 5725-2 with three oils (two reference oils and
one oil from the market). The failure load stage of these oils covered the range 5 to 12 inclusive.
Values of repeatability (r) and reproducibility (R), as defined in ISO 5725-2, for this test procedure are:
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 Tables 1 and 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 spirit conforming to ASTM D 235.
4 © ISO 2000 – All rights reserved
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ISO 14635-1:2000(E)
Table 1 — Details of FZG test gears type A
Numerical
Dimension Symbol Unit
value
Shaft centre distance a 91,5 mm
Effective tooth width b 20 mm
Working pitch diameter pinion d 73,2 mm
w1
wheel d 109,8 mm
w2
Tip diameter pinion d 88,77 mm
a1
wheel d 112,5 mm
a2
m
Module 4,5 mm
Number of teeth pinion z 16
1
z
wheel 24
2
x
Profile-shift coefficient pinion 0,853 2
1
wheel x
� 0,50
2
Pressure angle 20 Degrees
�
Working pressure angle 22,5 Degrees
�
w
Pitch-diameter circumferential speed 8,3 m/s
�
w
Addendum engagement pinion e 14,7 mm
a1
wheel e 3,3 mm
a2
Sliding speed at tooth tip pinion � 5,56 m/s
ga1
wheel 1,25 m/s
�
ga2
Specific sliding at tooth tip pinion � 0,86
E1
wheel 0,34
�
A2
Specific sliding at tooth root pinion � � 0,52
A1
wheel
� � 5,96
E2
2
p a
Hertzian contact pressure N/mm
14,7 F
c
nt
a
F = normal tooth load in newtons (see Table 3).
nt
© ISO 2000 – All rights reserved 5
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ISO 14635-1:2000(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 = max. 0,12 %
Si = max. 0,40 % Ni = max. 0,30 %
Mn = 1,00 % to 1,30 % Al = 0,02% to 0,05 %
P = max. 0,025 % B = 0,001% to 0,003 %
S = 0,020 % to 0,035 % Cu = max. 0,30 %
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 shall 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: 1 000 N/mm
2
to 1 250 N/mm (determined in accordance with ISO 4964 based on Brinell
hardness).
Retained austenite should be nominally 20 %.
Gear accuracy grade Q5 according to ISO 1328-1
Arithmetic roughness of Ra is separately determined for left and right flanks, measured each at three
flanks Ra flanks per gear across the centre of the tooth parallel to the pitch line; measuring
parameters according to ISO 4287:
measured length l = 4,8 mm, cut-off length� = 0,8 mm;
t c
velocity = 0,5 mm/s;
using a skid.
Average roughness (relating to manufacture batches of a minimum of a
100 gear sets)
Pinion: Ra =0,35μm � 0,1 μm
Gear: Ra =0
...
SLOVENSKI STANDARD
SIST ISO 14635-1:2002
01-julij-2002
Zobniki - FZG potek preskušanja - 1. del: FZG metoda preskušanja A/8, 3/90 za
relativno nosilnost olj glede na toplotno razjedanje
Gears -- FZG test procedures -- Part 1: FZG test method A/8,3/90 for relative scuffing
load-carrying capacity of oils
Engrenages -- Méthodes d'essai FZG -- Partie 1: Méthode FZG A/8,3/90 pour évaluer la
capacité de charge au grippage des huiles
Ta slovenski standard je istoveten z: ISO 14635-1:2000
ICS:
21.200 Gonila Gears
SIST ISO 14635-1:2002 en
2003-01.Slovenski inštitut za standardizacijo. Razmnoževanje celote ali delov tega standarda ni dovoljeno.
---------------------- Page: 1 ----------------------
SIST ISO 14635-1:2002
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SIST ISO 14635-1:2002
INTERNATIONAL ISO
STANDARD 14635-1
First edition
2000-06-01
Gears — FZG test procedures —
Part 1:
FZG test method A/8,3/90 for relative
scuffing load-carrying capacity of oils
Engrenages — Méthodes d'essai FZG —
Partie 1: Méthode FZG A/8,3/90 pour évaluer la capacité de charge au
grippage des huiles
Reference number
ISO 14635-1:2000(E)
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ISO 2000
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SIST ISO 14635-1:2002
ISO 14635-1:2000(E)
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ISO 14635-1:2000(E)
Contents Page
Foreword.iv
Introduction.v
1 Scope .1
2 Normative references .1
3 Terms and definitions .2
4 Brief description of method.2
4.1 General principle.2
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.8
6.3 Revolution counter .8
7 Preparation of apparatus .8
8 Test procedure.8
9 Reporting of results.9
Annex A (informative) Typical FZG test report sheet .11
Annex B (informative) Checklist for maintenance of FZG gear test rig.12
Bibliography.17
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SIST ISO 14635-1:2002
ISO 14635-1:2000(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 3.
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 part of ISO 14635 may be the subject of
patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
International Standard ISO 14635-1 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 test method A10/16,6R/90 for relative scuffing load-carrying capacity of lubricants with high EP
1)
performance
Annexes A and B of this part of ISO 14635 are for information only.
1) Currently a new work item proposal avaiting approval.
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ISO 14635-1:2000(E)
Introduction
The types of gear failures which may be influenced by the lubricant in use are scuffing, low-speed wear and the
gear-surface fatigue phenomena known as micropitting and pitting. In the gear design process, these gear
damages are taken into consideration by the use of specific lubricant and service-related characteristic values. For
an accurate, field-related selection of these values, adequate lubricant test procedures are required. The FZG test
procedures described in this and other parts of ISO 14635 can be regarded as tools for the determination of the
lubricant-related characteristic values to be introduced into the load-carrying capacity calculation of gears.
FZG test method A/8,3/90 for the relative scuffing load-carrying capacity of oils described in this part of ISO 14635
is typical for the majority of applications in industrial and marine gears. ISO 14635-2 will be related to the relative
scuffing load-carrying capacity of oils of very high EP properties, as used for the lubrication of automotive driveline
components. Other FZG test procedures for the determination of low-speed wear, micropitting and pitting load-
carrying capacity of gears are already in a late state of development. They may be added later to ISO 14635 as
further parts.
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SIST ISO 14635-1:2002
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SIST ISO 14635-1:2002
INTERNATIONAL STANDARD ISO 14635-1:2000(E)
Gears — FZG test procedures —
Part 1:
FZG test method A/8,3/90 for relative scuffing load-carrying
capacity of oils
1 Scope
2�
This part of ISO 14635 specifies a test method based on an FZG four-square test machine to determine the
relative load-carrying capacity of lubricating oils defined by the gear-surface damage known as scuffing. High
surface temperatures due to high surface pressures and sliding velocities can initiate the breakdown of the
lubricant films. This test method can be used to assess such lubricant breakdown under defined conditions of
temperature, high sliding velocity and stepwise increased load.
NOTE This method is technically equivalent to ASTM D 5182-97, DIN 51354-1 and DIN 51354-2, IP 334/90 and
CEC L-07-A-95.
2 Normative references
The following normative documents contain provisions which, through reference in this text, constitute provisions of
this part of ISO 14635. For dated references, subsequent amendments to, or revisions of, any of these publications
do not apply. However, parties to agreements based on this part of ISO 14635 are encouraged to investigate the
possibility of applying the most recent editions of the normative documents indicated below. For undated
references, the latest edition of the normative document referred to applies. Members of ISO and IEC maintain
registers of currently valid International Standards.
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.
ASTM D 235, Specification for Mineral Spirits (Petroleum Spirits) (Hydrocarbon Dry Cleaning Solvent).
2� FZG = Forschungsstelle für Zahnräder und Getriebebau, Technische Universität München (Gear Research Centre,
Technical University, Munich), Boltzmannstraße 15, D-85748 Garching, Germany.
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ISO 14635-1:2000(E)
3 Terms and definitions
For the purposes of this part of ISO 14635, the following terms and definitions apply.
3.1
scuffing load-carrying capacity
�of a lubricant� maximum load which can be sustained under a defined set of conditions
NOTE 1 For examples of failure see Figure 1.
NOTE 2 Scuffing is a particularly severe form of damage to the gear-tooth surface in which seizure or welding together of
areas of tooth surface occur, due to absence or breakdown of a lubricant film between the contacting tooth flanks of mating
gears, typically caused by high temperature and high pressure. Scuffing is most likely when surface velocities are high. Scuffing
may 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 3 Risk of scuffing damage varies with the properties of gear materials, the lubricant used, the surface roughness of
tooth flanks, the sliding velocities and the load. Consequences of scuffing of high-speed gears include a tendency to high levels
of dynamic loading due to increase of vibrations, which usually leads to further damage by scuffing, pitting or tooth breakage.
3.2
FZG test condition A/8,3/90
test condition where A is the particular tooth form of the test gears, according to Table 1; 8,3 is the speed at the
pitch circle, in metres per second, and 90 is the initial oil temperature, in degrees Celsius, from load stage 5 and
onward in the oil sump
NOTE The direction of the rotation of the gears is shown in Figure 3.
3.3
failure load stage
load stage in which 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 Examples of flank damages for the purpose of the test method are shown in Figure 1.
4 Brief description of method
4.1 General principle
A set of test gears as defined in clause 5, Tables 1 and 2, is run with the test lubricant at constant speed for a fixed
number of revolutions using dip-lubrication mode. Loading of the gear teeth is increased in steps outlined in
Table 3. Beginning with load stage 5, the initial oil temperature is controlled between (90 � 3) °C. During the test
run of each load stage, the oil temperature is allowed to rise freely. After load stage 4, 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.
It is the responsibility of the operator to ensure that all local legislative and statutory requirements are met.
NOTE 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.
WARNING — When the rig is running, there are long loaded shafts and highly stressed test gears turning
at high speed and precautions shall be taken to protect personnel.
Protection from noise is also highly recommended.
2 © ISO 2000 – All rights reserved
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SIST ISO 14635-1:2002
ISO 14635-1:2000(E)
a) No failure marks b) No failure marks
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 tests. Changes in the original surface
condition (criss-cross grinding) may be described by their physical appearance. One and the same type of flank damage may 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.
PRODUCTION NOTE The colours represented in the electronic file of this part of ISO 14635 can be neither viewed nor
printed as true representations. Only copies of this part of ISO 14635 printed by ISO can be guaranteed to represent the true
colours.
Figure 1 — FZG A-type gear-tooth face changes (flank damages)
© ISO 2000 – All rights reserved 3
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SIST ISO 14635-1:2002
ISO 14635-1:2000(E)
4.2 Precision
The precision of the method has been evaluated according to ISO 5725-2 with three oils (two reference oils and
one oil from the market). The failure load stage of these oils covered the range 5 to 12 inclusive.
Values of repeatability (r) and reproducibility (R), as defined in ISO 5725-2, for this test procedure are:
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 Tables 1 and 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 spirit conforming to ASTM D 235.
4 © ISO 2000 – All rights reserved
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SIST ISO 14635-1:2002
ISO 14635-1:2000(E)
Table 1 — Details of FZG test gears type A
Numerical
Dimension Symbol Unit
value
Shaft centre distance a 91,5 mm
Effective tooth width b 20 mm
Working pitch diameter pinion d 73,2 mm
w1
wheel d 109,8 mm
w2
Tip diameter pinion d 88,77 mm
a1
wheel d 112,5 mm
a2
m
Module 4,5 mm
Number of teeth pinion z 16
1
z
wheel 24
2
x
Profile-shift coefficient pinion 0,853 2
1
wheel x
� 0,50
2
Pressure angle 20 Degrees
�
Working pressure angle 22,5 Degrees
�
w
Pitch-diameter circumferential speed 8,3 m/s
�
w
Addendum engagement pinion e 14,7 mm
a1
wheel e 3,3 mm
a2
Sliding speed at tooth tip pinion � 5,56 m/s
ga1
wheel 1,25 m/s
�
ga2
Specific sliding at tooth tip pinion � 0,86
E1
wheel 0,34
�
A2
Specific sliding at tooth root pinion � � 0,52
A1
wheel
� � 5,96
E2
2
p a
Hertzian contact pressure N/mm
14,7 F
c
nt
a
F = normal tooth load in newtons (see Table 3).
nt
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SIST ISO 14635-1:2002
ISO 14635-1:2000(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 = max. 0,12 %
Si = max. 0,40 % Ni = max. 0,30 %
Mn = 1,00 % to 1,30 % Al = 0,02% to 0,05 %
P = max. 0,025 % B = 0,001% to 0,003 %
S = 0,020 % to 0,035 % Cu = max. 0,30 %
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 shall 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: 1 000 N/mm
2
to 1 250 N/mm (determined in accordance with ISO 4964 based on Brinell
hardness).
Retained austenite should be n
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 14635-1
Première édition
2000-06-01
Engrenages — Méthodes d'essai FZG —
Partie 1:
Méthode FZG A/8,3/90 pour évaluer la
capacité de charge au grippage des huiles
Gears — FZG test procedures —
Part 1: FZG test method A/8,3/90 for relative scuffing load-carrying
capacity of oils
Numéro de référence
ISO 14635-1:2000(F)
©
ISO 2000
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ISO 14635-1:2000(F)
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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
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Case postale 56 � CH-1211 Geneva 20
Tel. + 41 22 749 01 11
Fax. + 41 22 734 10 79
E-mail copyright@iso.ch
Web www.iso.ch
ImpriméenSuisse
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ISO 14635-1:2000(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 .2
4.1 Généralités .2
4.2 Fidélité .4
5 Matériels d'essai .4
5.1 Engrenages d'essai .4
5.2 Fluide de nettoyage .4
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
7 Préparation de l'appareil.7
8 Mode opératoire d'essai.7
9 Consignation des résultats.9
Annexe A (informative) Modèle de rapport d'essai FZG .11
Annexe B (informative) Liste de contrôle pour la maintenance du banc d'essai d'engrenages FZG .12
Bibliographie .17
© ISO 2000 – Tous droits réservés iii
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ISO 14635-1:2000(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 3.
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 de la présente partie de l’ISO 14635 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.
La Norme internationale ISO 14635-1 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 A/10/16,6R/90 pour évaluer la capacité de charge des lubrifiants avec une haute
1)
performance EP
Les annexes A et B de la présente partie de l'ISO 14635 sont données uniquement à titre d'information.
1) À l'heure actuelle, il s'agit d'une proposition d'étude nouvelle en attente d'approbation.
iv © ISO 2000 – Tous droits réservés
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ISO 14635-1:2000(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
(taches grises) et de piqûres. Dans le processus de conception des engrenages, ces détériorations d'engrenages
sont prises en considération par l'utilisation de lubrifiants spécifiques et l'utilisation de valeurs caractéristiques
relatives au service. Afin de choisir ces valeurs d’une manière précise correspondant bien à l’utilisation, des
méthodes d’essai de lubrifiants adéquats sont nécessaires. Les méthodes d'essai FZG décrites dans la présente
partie de l'ISO 14635 peuvent être utilisées, comme des outils pour la détermination des valeurs caractéristiques
relatives au lubrifiant devant être introduites dans le calcul de la capacité de charge des engrenages.
La méthode d'essai FZG A/8,3/90 pour évaluer la capacité de charge au grippage des huiles décrite dans la
présente partie de l'ISO 14635 est utilisée surtout pour les applications dans les engrenages industriels et marins.
L'ISO 14635-2 concernera l’évaluation de la capacité de charge au grippage des huiles aux propriétés EP
(Extrême Pression) très élevées, comme celles utilisées pour la lubrification de composants de lignes de
transmission automobile. D’autres méthodes d’essai FZG pour la détermination des résistances, capacités de
charge, à l’usure à basse vitesse, aux micropiqûres (taches grises) et aux piqûres sont déjà à un stade de
développement avancé. Elles pourront être ajoutées plus tard à l’ISO 14635 sous forme de parties additionnelles.
© ISO 2000 – Tous droits réservés v
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NORME INTERNATIONALE ISO 14635-1:2000(F)
Engrenages — Méthodes d'essai FZG —
Partie 1:
Méthode FZG A/8,3/90 pour évaluer la capacité de charge au
grippage des huiles
1 Domaine d'application
2�
La présente partie de l'ISO 14635 spécifie une méthode d'essai fondée sur une machine d'essai FZG ayant pour
but de déterminer la capacité de charge d’huiles lubrifiantes, de manière comparative, en ce qui concerne la
résistance au grippage. Les températures superficielles élevées, dues à des pressions de contact et des vitesses
de glissement élevées, peuvent entraîner la rupture du film lubrifiant. La présente méthode d’essai peut être
utilisée pour évaluer des ruptures de lubrifiant sous des conditions définies de température, de vitesses de
glissement élevées et de charge augmentant par palier.
NOTE La présente méthode est techniquement équivalente aux normes ASTM D 5182 97, DIN 51354-1 et DIN 51354-2,
IP 334/90 et CEC L-07-A-95.
2 Références normatives
Les documents normatifs suivants contiennent des dispositions qui, par suite de la référence qui y est faite,
constituent des dispositions valables pour la présente partie de l'ISO 14635. Pour les références datées, les
amendements ultérieurs ou les révisions de ces publications ne s’appliquent pas. Toutefois, les parties prenantes
aux accords fondés sur la présente partie de l'ISO 14635 sont invitées à rechercher la possibilité d'appliquer les
éditions les plus récentes des documents normatifs indiqués ci-après. Pour les références non datées, la dernière
édition du document normatif en référence s’applique. Les membres de l'ISO et de la CEI possèdent le registre des
Normes internationales en vigueur.
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.
ASTM D 235, Specification for Mineral Spirits (Petroleum Spirits) (Hydrocarbon Dry Cleaning Solvent).
2� FZG = Forschung�telle für Zahnräder und Getriebebau, Technische Universität München (Institut de Recherche sur les
engrenages et les transmissions à l’Université technique de Munich) Boltzmannstra�e 15, D-85748 Garching, Allemagne.
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ISO 14635-1:2000(F)
3 Termes et définitions
Pour les besoins de la présente partie de l'ISO 14635, les termes et définitions suivants s'appliquent.
3.1
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
NOTE 1 Des exemples de détérioration sont donnés à la Figure 1.
NOTE 2 Le grippage est une forme particulièrement grave de détérioration de la surface des dents d'engrenage au cours de
laquelle des arrachements et des soudures apparaissent simultanément sur des zones de surface des dents, en raison de
l'absence ou de la rupture d'un film lubrifiant entre les flancs de contact des roues conjuguées, généralement due à une
température et à une pression élevées. Le grippage est plus probable lorsque les vitesses superficielles sont élevées. Le
grippage peut également se produire à des vitesses 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 3 Le risque de grippage varie en fonction des caractéristiques des matériaux des roues dentées, du lubrifiant utilisé,
de la rugosité de surface des flancs, des vitesses de glissement et de la charge. Le grippage des engrenages à grande vitesse
peut faire apparaître une tendance à des niveaux de charge dynamique élevés, dus à une augmentation des vibrations, ce qui
conduit habituellement à des dommages ultérieurs par grippage, piqûre ou rupture de dent.
3.2
méthode d'essai FZG A/8,3/90
condition d'essai, où la lettre A correspond à la géométrie particulière des dentures de l'engrenage testé,
conformément au Tableau 1; 8,3 est la vitesse au niveau du cercle primitif, en mètres par seconde; et 90 est la
e
température initiale de l'huile, en degrés Celsius, à partir du 5 palier de charge et dans le carter d'huile
NOTE Le sens de rotation des engrenages est représenté à la Figure 3.
3.3
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 détériorations de flancs au sens de la méthode d’essai sont représentés à la Figure 1.
4 Aperçu de la méthode
4.1 Généralités
Un ensemble de roues dentées d'essai tels que défini dans l'article 5, Tableaux 1 et 2, 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 indiqué dans le Tableau 3. À partir du
e
5 palier de charge, la température initiale de l'huile est contrôlée entre (90 � 3) °C. La température augmente
e
librement au cours de la période d'essai à un palier donné. Après le 4 palier de charge, 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
e
dents sont notés. Un essai est terminé lorsqu'une détérioration est constatée ou lorsque le 12 palier de charge est
atteint sans dégradation excédant le critère de défaillance.
L'opérateur est responsable de la conformité à toutes les exigences législatives et réglementaires locales.
NOTE 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.
AVERTISSEMENT — 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, et il faut prendre les
précautions nécessaires pour protéger le personnel.
Il est également nécessaire de prendre des précautions contre le bruit.
2 © ISO 2000 – Tous droits réservés
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ISO 14635-1:2000(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 La 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.
NOTE DE PRODUCTION Les couleurs représentées dans le fichier électronique de la présente partie de l'ISO 14635 ne
peuvent être ni visualisées ni imprimées en tant qu'exactes représentations. Seuls les exemplaires de la présente partie de
l'ISO 14635 imprimés par l'ISO peuvent garantir l'exacte représentation des couleurs.
Figure 1 — Évolution de l'état de surface de dents FZG type A (détériorations des flancs)
© ISO 2000 – Tous droits réservés 3
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ISO 14635-1:2000(F)
4.2 Fidélité
La fidélité de la méthode a été évaluée conformément à l'ISO 5725-2 avec trois huiles (deux huiles de référence et
une huile du marché). Les paliers de détérioration de ces huiles s'échelonnent entre 5 et 12 inclus.
Les valeurs de répétabilité, r, et de reproductibilité, R, comme c'est défini dans l'ISO 5725-2, applicables à la
présente méthode, sont les suivantes:
r = 1 palier de charge
R = 2 paliers de charges
NOTE Les résultats relatifs à la fidélité indiqués ci-dessus s'appliquent pour des paliers de détérioration compris entre 5 et
12 inclus.
5 Matériels 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.
4 © ISO 2000 – Tous droits réservés
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ISO 14635-1:2000(F)
Tableau 1 — Caractéristiques des engrenages d'essai FZG type A
Valeur
Dimension Symbole Unité
numérique
Entraxe a 91,5 mm
Largeur utile de denture b 20 mm
Diamètre du cercle primitif de fonctionnement pignon d 73,2 mm
w1
d
roue 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 pignon x 0,853 2
1
x
roue –0,50
2
Angledepression 20 degrés
�
Angle de pression de fonctionnement � 22,5 degrés
w
Vitesse circonférentielle au cercle primitif v 8,3 m/s
w
Saillie utile pignon e 14,7 mm
a1
roue e 3,3 mm
a2
v
Vitesse de glissement au niveau du sommet de dent pignon 5,56 m/s
ga1
roue v 1,25 m/s
ga2
Glissement spécifique au niveau du sommet de dent pignon 0,86
�
E1
roue 0,34
�
A2
Glissement spécifique au niveau du pied de dent pignon –0,52
�
A1
roue –5,96
�
E2
2
Pression de contact de Hertz p a
N/mm
14,7 F
c
nt
a
F = effort normal sur la dent, en newtons (voir Tableau 3).
nt
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ISO 14635-1:2000(F)
Tableau 2 — Données de fabrication 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% Al= 0,02% à0,05%
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 Ra est déterminée séparément pour les flancs gauche et droit, et mesurée pour
flancs, Ra
chacun d'eux sur trois flancs par roue, au milieu de la largeur de la dent
parallèlement à la ligne primitive; paramètres de mesure conformes à
l'ISO 4287:
longueur mesurée l = 4,8 mm;
t
longueur de coupure � = 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 =0,35μm � 0,1 μm
roue: Ra =0,30μm � 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 coupl
...
Questions, Comments and Discussion
Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.