ISO 6336-1:2006
(Main)Calculation of load capacity of spur and helical gears — Part 1: Basic principles, introduction and general influence factors
Calculation of load capacity of spur and helical gears — Part 1: Basic principles, introduction and general influence factors
ISO 6336-1:2006 presents the basic principles of, an introduction to, and the general influence factors for, the calculation of the load capacity of spur and helical gears. Together with ISO 6336-2, ISO 6336-3, ISO 6336-5 and ISO 6336-6, it provides a method by which different gear designs can be compared. It is not intended to assure the performance of assembled drive gear systems. It is not intended for use by the general engineering public. Instead, it is intended for use by the experienced gear designer who is capable of selecting reasonable values for the factors in these formulae based on knowledge of similar designs and awareness of the effects of the items discussed. The formulae in ISO 6336 are intended to establish a uniformly acceptable method for calculating the pitting resistance and bending strength capacity of cylindrical gears with straight or helical involute teeth.
Tragfähigkeitsberechnung von gerad- und schrägverzahnten Stirnrädern - Teil 1: Grundnorm, Einführung und allgemeine Einflussfaktoren
Calcul de la capacité de charge des engrenages cylindriques à dentures droite et hélicoïdale — Partie 1: Principes de base, introduction et facteurs généraux d'influence
L'ISO 6336-1:2006 traite des principes de base, de l'introduction et des facteurs généraux d'influence pour le calcul de la capacité de charge des engrenages cylindriques à dentures droite et hélicoïdale, associée à l'ISO 6336-2:2006, l'ISO 6336-3:2006, l'ISO 6336-5:2003 et l'ISO 6336-6:2006, et fournit une méthode qui permet de comparer différentes conceptions d'engrenages. Elle n'a pas pour but de déterminer les performances d'une transmission de puissance par engrenages complète. Elle n'a pas non plus pour but d'être employée par des concepteurs généralistes en mécanique. En revanche, elle a pour but d'être utilisée par des concepteurs d'engrenages expérimentés, capables de sélectionner, pour chacun des facteurs employés dans les formules, des valeurs raisonnables sur la base de leurs connaissances en matière de conception d'engrenages similaires et conscients des effets des points particuliers discutés. Les formules de l'ISO 6336 ont pour but d'établir une méthode homogène pour le calcul de la capacité de charge vis-à-vis de la pression de contact et de la contrainte de flexion en pied de dent des roues cylindriques à denture en développante droite ou hélicoïdale.
Izračun nosilnosti ravnozobih in poševnozobih zobnikov - 1. del: Osnove, uvajanje in koeficienti
General Information
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Standards Content (Sample)
INTERNATIONAL ISO
STANDARD 6336-1
Second edition
2006-09-01
Corrected version
2007-04-01
Calculation of load capacity of spur and
helical gears —
Part 1:
Basic principles, introduction and general
influence factors
Calcul de la capacité de charge des engrenages cylindriques à
dentures droite et hélicoïdale —
Partie 1: Principes de base, introduction et facteurs généraux
d'influence
Reference number
ISO 6336-1:2006(E)
©
ISO 2006
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ISO 6336-1:2006(E)
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Published in Switzerland
ii © ISO 2006 – All rights reserved
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ISO 6336-1:2006(E)
Contents Page
Foreword. vi
Introduction . vii
1 Scope . 1
2 Normative references . 2
3 Terms, definitions, symbols and abbreviated terms. 2
4 Basic principles . 12
4.1 Application . 12
4.1.1 Scuffing. 12
4.1.2 Wear . 12
4.1.3 Micropitting . 12
4.1.4 Plastic yielding. 12
4.1.5 Particular categories . 12
4.1.6 Specific applications . 12
4.1.7 Safety factors . 13
4.1.8 Testing . 15
4.1.9 Manufacturing tolerances . 15
4.1.10 Implied accuracy. 15
4.1.11 Other considerations. 15
4.1.12 Influence factors . 16
4.1.13 Numerical equations. 18
4.1.14 Succession of factors in course of calculation . 18
4.1.15 Determination of allowable values of gear deviations. 18
4.2 Tangential load, torque and power . 18
4.2.1 Nominal tangential load, nominal torque and nominal power . 18
4.2.2 Equivalent tangential load, equivalent torque and equivalent power. 19
4.2.3 Maximum tangential load, maximum torque and maximum power. 19
5 Application factor K . 19
A
5.1 Method A — Factor K . 20
A-A
5.2 Method B — Factor K . 20
A-B
6 Internal dynamic factor K . 20
v
6.1 Parameters affecting internal dynamic load and calculations. 20
6.1.1 Design . 20
6.1.2 Manufacturing . 21
6.1.3 Transmission perturbance. 21
6.1.4 Dynamic response. 21
6.1.5 Resonance. 22
6.2 Principles and assumptions . 22
6.3 Methods for determination of dynamic factor . 22
6.3.1 Method A — Factor K . 22
v-A
6.3.2 Method B — Factor K . 23
v-B
6.3.3 Method C — Factor K . 23
v-C
6.4 Determination of dynamic factor using Method B: K . 24
v-B
6.4.1 Running speed ranges . 24
3)
6.4.2 Determination of resonance running speed (main resonance) of a gear pair . 25
6.4.3 Dynamic factor in subcritical range (N u N ). 27
S
6.4.4 Dynamic factor in main resonance range (N < u 1,15). 30
S
© ISO 2006 – All rights reserved iii
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ISO 6336-1:2006(E)
6.4.5 Dynamic factor in supercritical range (N W 1,5) . 30
6.4.6 Dynamic factor in intermediate range (1,15 < N < 1,5). 30
6.4.7 Resonance speed determination for less common gear designs . 31
6.4.8 Calculation of reduced mass of gear pair with external teeth. 33
6.5 Determination of dynamic factor using Method C: K . 34
v-C
6.5.1 Graphical values of dynamic factor using Method C . 35
6.5.2 Determination by calculation of dynamic factor using Method C. 39
7 Face load factors K and K . 39
Hβ Fβ
7.1 Gear tooth load distribution. 39
7.2 General principles for determination of face load factors K and K . 40
Hβ Fβ
7.2.1 Face load factor for contact stress K . 40
Hβ
7.2.2 Face load factor for tooth root stress K . 40
Fβ
7.3 Methods for determination of face load factor — Principles, assumptions . 40
7.3.1 Method A — Factors K and K . 41
Hβ-A Fβ-A
7.3.2 Method B — Factors K and K . 41
Hβ-B Fβ-B
7.3.3 Method C — Factors K and K . 41
Hβ-C Fβ-C
7.4 Determination of face load factor using Method B: K . 41
Hβ-B
7.4.1 Number of calculation points. 41
7.4.2 Definition of K . 41
Hβ
7.4.3 Stiffness and elastic deformations . 42
7.4.4 Static displacements . 45
7.4.5 Assumptions. 45
7.4.6 Computer program output . 45
7.5 Determination of face load factor using Method C: K . 45
Hβ-C
7.5.1 Effective equivalent misalignment F . 47
βy
7.5.2 Running-in allowance y and running-in factor χ . 47
β β
7.5.3 Mesh misalignment, f . 59
ma
7.5.4 Component of mesh misalignment caused by case deformation, f . 61
ca
7.5.5 Component of mesh misalignment caused by shaft displacement, f . 62
be
7.6 Determination of face load factor for tooth root stress using Method B or C: K . 63
Fβ
8 Transverse load factors K and K . 63
Hα Fα
8.1 Transverse load distribution. 63
8.2 Determination methods for transverse load factors — Principles and assumptions. 63
8.2.1 Method A — Factors K and K . 63
Hα-A Fα-A
8.2.2 Method B — Factors K and K . 64
Hα-B Fα-B
8.3 Determination of transverse load factors using Method B — K and K . 64
Hα-B Fα-B
8.3.1 Determination of transverse load factor by calculation . 64
8.3.2 Transverse load factors from graphs . 65
8.3.3 Limiting conditions for K . 65
Hα
8.3.4 Limiting conditions for K . 65
Fα
8.3.5 Running-in allowance y . 66
α
9 Tooth stiffness parameters c′ and c . 70
γ
9.1 Stiffness influences . 70
9.2 Determination methods for tooth stiffness parameters — Principles and assumptions. 70
9.2.1 Method A — Tooth stiffness parameters c′ and c . 70
γ
A -A
9.2.2 Method B — Tooth stiffness parameters c′ and c . 71
γ
B -B
9.3 Determination of tooth stiffness parameters c′ and c according to Method B . 71
γ
9.3.1 Single stiffness, c′ . 72
9.3.2 Mesh stiffness, c .74
γ
Annex A (normative) Additional methods for determination of f and f . 76
sh ma
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ISO 6336-1:2006(E)
Annex B (informative) Guide values for crowning and end relief of teeth of cylindrical gears . 79
Annex C (informative) Guide values for K for crowned teeth of cylindrical gears . 82
Hβ-C
Annex D (informative) Derivations and explanatory notes . 85
Annex E (informative) Analytical determination of load distribution. 89
Bibliography . 109
© ISO 2006 – All rights reserved v
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ISO 6336-1:2006(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 6336-1 was prepared by Technical Committee ISO/TC 60, Gears, Subcommittee SC 2, Gear capacity
calculation.
This second edition cancels and replaces the first edition (ISO 6336-1:1996), Clauses 6, 7 and 9 of which
have been technically revised. It also incorporates the Amendments ISO 6336-1:1996/Cor.1:1998 and
ISO 6336-1:1996/Cor.2:1999.
ISO 6336 consists of the following parts, under the general title Calculation of load capacity of spur and helical
gears:
⎯ Part 1: Basic principles, introduction and general influence factors
⎯ Part 2: Calculation of surface durability (pitting)
⎯ Part 3: Calculation of tooth bending strength
⎯ Part 5: Strength and quality of materials
⎯ Part 6: Calculation of service life under variable load
This corrected version incorporates the following corrections:
⎯ the lines in Figure 17 have been corrected;
⎯ Figure 19 has been replaced with the correct figure for the wheel blank factor;
⎯ in Equation (90), C has been inserted;
R
⎯ missing parentheses have been added in Equation (B.2);
⎯ the cross-reference following Equation (D.9) has been changed to correspond to that Equation.
vi © ISO 2006 – All rights reserved
---------------------- Page: 6 ----------------------
ISO 6336-1:2006(E)
Introduction
This and the other parts of ISO 6336 provide a coherent system of procedures for the calculation of the load
capacity of cylindrical involute gears with external or internal teeth. ISO 6336 is designed to facilitate the
application of future knowledge and developments, also the exchange of information gained from experience.
Design considerations to prevent fractures emanating from stress raisers in the tooth flank, tip chipping and
failures of the gear blank through the web or hub will need to be analyzed by general machine design
methods.
Several methods for the calculation of load capacity, as well as for the calculation of various factors, are
permitted (see 4.1.12). The directions in ISO 6336 are thus complex, but also flexible.
Included in the formulae are the major factors which are presently known to affect gear tooth pitting and
fractures at the root fillet. The formulae are in a form that will permit the addition of new factors to reflect
knowledge gained in the future.
© ISO 2006 – All rights reserved vii
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 6336-1:2006(E)
Calculation of load capacity of spur and helical gears —
Part 1:
Basic principles, introduction and general influence factors
1 Scope
This part of ISO 6336 presents the basic principles of, an introduction to, and the general influence factors for,
the calculation of the load capacity of spur and helical gears. Together with ISO 6336-2, ISO 6336-3,
ISO 6336-5 and ISO 6336-6, it provides a method by which different gear designs can be compared. It is not
intended to assure the performance of assembled drive gear systems. It is not intended for use by the general
engineering public. Instead, it is intended for use by the experienced gear designer who is capable of
selecting reasonable values for the factors in these formulae based on knowledge of similar designs and
awareness of the effects of the items discussed.
The formulae in ISO 6336 are intended to establish a uniformly acceptable method for calculating the pitting
resistance and bending strength capacity of cylindrical gears with straight or helical involute teeth.
[1] [2]
ISO 6336 includes procedures based on testing and theoretical studies such as those of Hirt , Strasser
[3]
and Brossmann . The results of rating calculations made by following this method are in good agreement
with previously accepted gear calculations methods (see References [4] to [8]) for normal working pressure
angles up to 25° and reference helix angles up to 25°).
For larger pressure angles and larger helix angles, the trends of products Y Y Y and, respectively, Z Z Z
F S β H ε β
are not the same as those of some earlier methods. The user of ISO 6336 is cautioned that when the methods
in ISO 6336 are used for other helix angles and pressure angles, the calculated results will need to be
confirmed by experience.
The formulae in ISO 6336 are not applicable when any of the following conditions exist:
⎯ spur or helical gears with transverse contact ratios less than 1,0;
⎯ spur or helical gears with transverse contact ratios greater than 2,5;
⎯ interference between tooth tips and root fillets;
⎯ teeth are pointed;
⎯ backlash is zero.
The rating formulae in ISO 6336 are not applicable to other types of gear tooth deterioration such as plastic
yielding, scuffing, case crushing, welding and wear, and are not applicable under vibratory conditions where
there may be an unpredictable profile breakdown. The bending strength formulae are applicable to fractures at
the tooth fillet, but are not applicable to fractures on the tooth working surfaces, failure of the gear rim, or
failures of the gear blank through web and hub. ISO 6336 does not apply to teeth finished by forging or
sintering. It is not applicable to gears which have a poor contact pattern.
The procedures in ISO 6336 provide rating formulae for the calculation of load capacity, based on pitting and
tooth root breakage. At pitch line velocities below 1 m/s the gear load capacity is often limited by abrasive
wear (see other literature for information on the calculation for this).
© ISO 2006 – All rights reserved 1
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ISO 6336-1:2006(E)
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 53:1998, Cylindrical gears for general and heavy engineering — Standard basic rack tooth profile
ISO 1122-1:1998, Vocabulary of gear terms — Part 1: Definitions related to geometry
ISO 1328-1:1995, Cylindrical gears — ISO system of accuracy — Part 1: Definitions and allowable values of
deviations relevant to corresponding flanks of gear teeth
ISO 4287:1997, Geometrical Product Specifications (GPS) — Surface texture: Profile method — Terms,
definitions and surface texture parameters
ISO 4288:1996, Geometrical Product Specifications (GPS) — Surface texture: Profile method — Rules and
procedures for the assessment of surface texture
ISO 6336-2, Calculation of load capacity of spur and helical gears — Part 2: Calculation of surface durability
(pitting)
ISO 6336-3, Calculation of load capacity of spur and helical gears — Part 3: Calculation of tooth bending
strength
ISO 6336-5, Calculation of load capacity of spur and helical gears — Part 5: Strength and quality of materials
ISO 6336-6, Calculation of load capacity of spur and helical gears — Part 6: Calculation of service life under
variable load
3 Terms, definitions, symbols and abbreviated terms
For the purposes of this document, the terms, definitions, symbols and abbreviated terms given in ISO 1122-1
and the following symbols apply.
NOTE Symbols are based on, and are extensions of, the symbols given in ISO 701 and ISO 1328-1. Only symbols
for quantities used for the calculation of the particular factors treated in ISO 6336 are given, together with the preferred
units.
2 © ISO 2006 – All rights reserved
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ISO 6336-1:2006(E)
Table 1 — Symbols used in ISO 6336-1, ISO 6336-2, ISO 6336-3 and ISO 6336-5
Symbol Description Unit
Principal symbols and abbreviations
A, B, C, D, points on path of contact (pinion root to pinion tip, regardless of whether pinion or wheel
—
E drives, only for geometrical considerations)
a
a centre distance mm
α pressure angle (without subscript, at reference cylinder) °
B total face width of double helical gear including gap width mm
b face width mm
β helix angle (without subscript, at reference cylinder) °
constant, coefficient —
C
relief of tooth flank µm
c constant —
γ auxiliary angle °
D diameter (design) mm
d diameter (without subscript, reference diameter) mm
δ deflection µm
2
E modulus of elasticity N/mm
Eh material designation for case-hardened wrought steel —
Eht case depth, see ISO 6336-5 mm
e auxiliary quantity —
ε contact ratio, overlap ratio, relative eccentricity (see Clause 7) —
ζ roll angle °
composite and cumulative deviations µm
F
force or load N
f deviation, tooth deformation µm
2
G shear modulus N/mm
GG material designation for grey cast iron —
GGG material designation for nodular cast iron (perlitic, bainitic, ferritic structure) —
GTS material designation for black malleable cast iron (perlitic structure) —
g path of contact mm
ϑ temperature °C
HB Brinell hardness —
HRC Rockwell hardness (C scale) —
HR 30N Rockwell hardness (30 N scale) (see ISO 6336-5) —
HV Vickers hardness —
HV 1 Vickers hardness at load F = 9,81 N (see ISO 6336-5) —
HV 10 Vickers hardness at load F = 98,10 N (see ISO 6336-5) —
h tooth depth (without subscript, root circle to tip circle) mm
η effective dynamic viscosity of the oil wedge at the mean temperature of wedge mPa s
IF material designation for flame or induction hardened wrought special steel —
transmission ratio —
i
bin —
J Jominy hardenability (see ISO 6336-5) —
K constant, factors concerning tooth load —
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ISO 6336-1:2006(E)
Table 1 (continued)
Symbol Description Unit
L lengths (design) mm
l bearing span mm
Γ parameter on the line of action —
moment of a force Nm
M
mean stress ratio —
ME —
MQ symbols identifying material and heat-treatment requirements (see ISO 6336-5) —
ML —
module mm
m
mass kg
µ coefficient of friction —
N number, exponent, resonance ratio —
NT material designation for nitrided wrought steel, nitriding steel —
NV material designation for through-hardened wrought steel, nitrided, nitrocarburized —
rotational speed
−1 −1
n s or min
number of load cycles
Poisson's ratio —
ν
2
kinematic viscosity of the oil mm /s
P transmitted power kW
pitch mm
p
number of planet gears —
slope of the Woehler-damage line —
auxiliary factor —
q
flexibility of pair of meshing teeth (see Clause 9) (mm⋅µm)/N
material allowance for finish machining (see ISO 6336-3) mm
r radius (without subscript, reference radius) mm
radius of curvature mm
ρ
−6 3
density (for steel, ρ = 7,83 × 10) kg/mm
S safety factor —
2
St material designation for normalized base steel (σ < 800 N/mm) —
B
s tooth thickness, distance between mid-plane of pinion and the middle of the bearing span mm
2
σ normal stress N/mm
torque Nm
T
tolerance µm
2
shear stress N/mm
τ
angular pitch mm
a
u gear ratio (z / z ) W 1 —
2 1
U Miner sum —
material designation for through-hardened wrought special steel, alloy or carbon
V —
2
(σ W 800 N/mm )
B
tangential velocity (without subscript, at the reference circle = tangential velocity at pitch
v m/s
circle)
w specific load (per unit face width, F / b) N/mm
t
ψ auxiliary angle °
x profile shift coefficient —
4 © ISO 2006 – All rights reserved
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ISO 6336-1:2006(E)
Table 1 (continued)
Symbol Description Unit
χ running-in factor —
Y factor related to tooth root stress —
y running-in allowance (only with subscript α or β) µm
Z factor related to contact stress —
a
z number of teeth —
ω angular velocity rad/s
Subscripts to symbols
— reference values (without subscript)
application
A
external shock loads
addendum
a
tooth tip
ann annulus gear
transverse contact
α
profile
base circle
b
face width
be bearing
helix
β
face width
crowning
pitch point
C
profile and helix modification
ca case
cal calculated
co contact pattern
γ
...
SLOVENSKI STANDARD
SIST ISO 6336-1:2008
01-julij-2008
1DGRPHãþD
SIST ISO 6336-1:2002
,]UDþXQQRVLOQRVWLUDYQR]RELKLQSRãHYQR]RELK]REQLNRYGHO 2VQRYHXYDMDQMH
LQNRHILFLHQWL
Calculation of load capacity of spur and helical gears - Part 1: Basic principles,
introduction and general influence factors
Tragfähigkeitsberechnung von gerad- und schrägverzahnten Stirnrädern - Teil 1:
Grundnorm, Einführung und allgemeine Einflussfaktoren
Calcul de la capacité de charge des engrenages cylindriques à dentures droite et
hélicoïdale - Partie 1: Principes de base, introduction et facteurs généraux d'influence
Ta slovenski standard je istoveten z: ISO 6336-1:2006
ICS:
21.200 Gonila Gears
SIST ISO 6336-1:2008 en,fr
2003-01.Slovenski inštitut za standardizacijo. Razmnoževanje celote ali delov tega standarda ni dovoljeno.
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INTERNATIONAL ISO
STANDARD 6336-1
Second edition
2006-09-01
Corrected version
2007-04-01
Calculation of load capacity of spur and
helical gears —
Part 1:
Basic principles, introduction and general
influence factors
Calcul de la capacité de charge des engrenages cylindriques à
dentures droite et hélicoïdale —
Partie 1: Principes de base, introduction et facteurs généraux
d'influence
Reference number
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ISO 2006
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ISO 6336-1:2006(E)
Contents Page
Foreword. vi
Introduction . vii
1 Scope . 1
2 Normative references . 2
3 Terms, definitions, symbols and abbreviated terms. 2
4 Basic principles . 12
4.1 Application . 12
4.1.1 Scuffing. 12
4.1.2 Wear . 12
4.1.3 Micropitting . 12
4.1.4 Plastic yielding. 12
4.1.5 Particular categories . 12
4.1.6 Specific applications . 12
4.1.7 Safety factors . 13
4.1.8 Testing . 15
4.1.9 Manufacturing tolerances . 15
4.1.10 Implied accuracy. 15
4.1.11 Other considerations. 15
4.1.12 Influence factors . 16
4.1.13 Numerical equations. 18
4.1.14 Succession of factors in course of calculation . 18
4.1.15 Determination of allowable values of gear deviations. 18
4.2 Tangential load, torque and power . 18
4.2.1 Nominal tangential load, nominal torque and nominal power . 18
4.2.2 Equivalent tangential load, equivalent torque and equivalent power. 19
4.2.3 Maximum tangential load, maximum torque and maximum power. 19
5 Application factor K . 19
A
5.1 Method A — Factor K . 20
A-A
5.2 Method B — Factor K . 20
A-B
6 Internal dynamic factor K . 20
v
6.1 Parameters affecting internal dynamic load and calculations. 20
6.1.1 Design . 20
6.1.2 Manufacturing . 21
6.1.3 Transmission perturbance. 21
6.1.4 Dynamic response. 21
6.1.5 Resonance. 22
6.2 Principles and assumptions . 22
6.3 Methods for determination of dynamic factor . 22
6.3.1 Method A — Factor K . 22
v-A
6.3.2 Method B — Factor K . 23
v-B
6.3.3 Method C — Factor K . 23
v-C
6.4 Determination of dynamic factor using Method B: K . 24
v-B
6.4.1 Running speed ranges . 24
3)
6.4.2 Determination of resonance running speed (main resonance) of a gear pair . 25
6.4.3 Dynamic factor in subcritical range (N u N ). 27
S
6.4.4 Dynamic factor in main resonance range (N < u 1,15). 30
S
© ISO 2006 – All rights reserved iii
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ISO 6336-1:2006(E)
6.4.5 Dynamic factor in supercritical range (N W 1,5) . 30
6.4.6 Dynamic factor in intermediate range (1,15 < N < 1,5). 30
6.4.7 Resonance speed determination for less common gear designs . 31
6.4.8 Calculation of reduced mass of gear pair with external teeth. 33
6.5 Determination of dynamic factor using Method C: K . 34
v-C
6.5.1 Graphical values of dynamic factor using Method C . 35
6.5.2 Determination by calculation of dynamic factor using Method C. 39
7 Face load factors K and K . 39
Hβ Fβ
7.1 Gear tooth load distribution. 39
7.2 General principles for determination of face load factors K and K . 40
Hβ Fβ
7.2.1 Face load factor for contact stress K . 40
Hβ
7.2.2 Face load factor for tooth root stress K . 40
Fβ
7.3 Methods for determination of face load factor — Principles, assumptions . 40
7.3.1 Method A — Factors K and K . 41
Hβ-A Fβ-A
7.3.2 Method B — Factors K and K . 41
Hβ-B Fβ-B
7.3.3 Method C — Factors K and K . 41
Hβ-C Fβ-C
7.4 Determination of face load factor using Method B: K . 41
Hβ-B
7.4.1 Number of calculation points. 41
7.4.2 Definition of K . 41
Hβ
7.4.3 Stiffness and elastic deformations . 42
7.4.4 Static displacements . 45
7.4.5 Assumptions. 45
7.4.6 Computer program output . 45
7.5 Determination of face load factor using Method C: K . 45
Hβ-C
7.5.1 Effective equivalent misalignment F . 47
βy
7.5.2 Running-in allowance y and running-in factor χ . 47
β β
7.5.3 Mesh misalignment, f . 59
ma
7.5.4 Component of mesh misalignment caused by case deformation, f . 61
ca
7.5.5 Component of mesh misalignment caused by shaft displacement, f . 62
be
7.6 Determination of face load factor for tooth root stress using Method B or C: K . 63
Fβ
8 Transverse load factors K and K . 63
Hα Fα
8.1 Transverse load distribution. 63
8.2 Determination methods for transverse load factors — Principles and assumptions. 63
8.2.1 Method A — Factors K and K . 63
Hα-A Fα-A
8.2.2 Method B — Factors K and K . 64
Hα-B Fα-B
8.3 Determination of transverse load factors using Method B — K and K . 64
Hα-B Fα-B
8.3.1 Determination of transverse load factor by calculation . 64
8.3.2 Transverse load factors from graphs . 65
8.3.3 Limiting conditions for K . 65
Hα
8.3.4 Limiting conditions for K . 65
Fα
8.3.5 Running-in allowance y . 66
α
9 Tooth stiffness parameters c′ and c . 70
γ
9.1 Stiffness influences . 70
9.2 Determination methods for tooth stiffness parameters — Principles and assumptions. 70
9.2.1 Method A — Tooth stiffness parameters c′ and c . 70
γ
A -A
9.2.2 Method B — Tooth stiffness parameters c′ and c . 71
γ
B -B
9.3 Determination of tooth stiffness parameters c′ and c according to Method B . 71
γ
9.3.1 Single stiffness, c′ . 72
9.3.2 Mesh stiffness, c .74
γ
Annex A (normative) Additional methods for determination of f and f . 76
sh ma
iv © ISO 2006 – All rights reserved
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ISO 6336-1:2006(E)
Annex B (informative) Guide values for crowning and end relief of teeth of cylindrical gears . 79
Annex C (informative) Guide values for K for crowned teeth of cylindrical gears . 82
Hβ-C
Annex D (informative) Derivations and explanatory notes . 85
Annex E (informative) Analytical determination of load distribution. 89
Bibliography . 109
© ISO 2006 – All rights reserved v
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ISO 6336-1:2006(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 6336-1 was prepared by Technical Committee ISO/TC 60, Gears, Subcommittee SC 2, Gear capacity
calculation.
This second edition cancels and replaces the first edition (ISO 6336-1:1996), Clauses 6, 7 and 9 of which
have been technically revised. It also incorporates the Amendments ISO 6336-1:1996/Cor.1:1998 and
ISO 6336-1:1996/Cor.2:1999.
ISO 6336 consists of the following parts, under the general title Calculation of load capacity of spur and helical
gears:
⎯ Part 1: Basic principles, introduction and general influence factors
⎯ Part 2: Calculation of surface durability (pitting)
⎯ Part 3: Calculation of tooth bending strength
⎯ Part 5: Strength and quality of materials
⎯ Part 6: Calculation of service life under variable load
This corrected version incorporates the following corrections:
⎯ the lines in Figure 17 have been corrected;
⎯ Figure 19 has been replaced with the correct figure for the wheel blank factor;
⎯ in Equation (90), C has been inserted;
R
⎯ missing parentheses have been added in Equation (B.2);
⎯ the cross-reference following Equation (D.9) has been changed to correspond to that Equation.
vi © ISO 2006 – All rights reserved
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ISO 6336-1:2006(E)
Introduction
This and the other parts of ISO 6336 provide a coherent system of procedures for the calculation of the load
capacity of cylindrical involute gears with external or internal teeth. ISO 6336 is designed to facilitate the
application of future knowledge and developments, also the exchange of information gained from experience.
Design considerations to prevent fractures emanating from stress raisers in the tooth flank, tip chipping and
failures of the gear blank through the web or hub will need to be analyzed by general machine design
methods.
Several methods for the calculation of load capacity, as well as for the calculation of various factors, are
permitted (see 4.1.12). The directions in ISO 6336 are thus complex, but also flexible.
Included in the formulae are the major factors which are presently known to affect gear tooth pitting and
fractures at the root fillet. The formulae are in a form that will permit the addition of new factors to reflect
knowledge gained in the future.
© ISO 2006 – All rights reserved vii
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 6336-1:2006(E)
Calculation of load capacity of spur and helical gears —
Part 1:
Basic principles, introduction and general influence factors
1 Scope
This part of ISO 6336 presents the basic principles of, an introduction to, and the general influence factors for,
the calculation of the load capacity of spur and helical gears. Together with ISO 6336-2, ISO 6336-3,
ISO 6336-5 and ISO 6336-6, it provides a method by which different gear designs can be compared. It is not
intended to assure the performance of assembled drive gear systems. It is not intended for use by the general
engineering public. Instead, it is intended for use by the experienced gear designer who is capable of
selecting reasonable values for the factors in these formulae based on knowledge of similar designs and
awareness of the effects of the items discussed.
The formulae in ISO 6336 are intended to establish a uniformly acceptable method for calculating the pitting
resistance and bending strength capacity of cylindrical gears with straight or helical involute teeth.
[1] [2]
ISO 6336 includes procedures based on testing and theoretical studies such as those of Hirt , Strasser
[3]
and Brossmann . The results of rating calculations made by following this method are in good agreement
with previously accepted gear calculations methods (see References [4] to [8]) for normal working pressure
angles up to 25° and reference helix angles up to 25°).
For larger pressure angles and larger helix angles, the trends of products Y Y Y and, respectively, Z Z Z
F S β H ε β
are not the same as those of some earlier methods. The user of ISO 6336 is cautioned that when the methods
in ISO 6336 are used for other helix angles and pressure angles, the calculated results will need to be
confirmed by experience.
The formulae in ISO 6336 are not applicable when any of the following conditions exist:
⎯ spur or helical gears with transverse contact ratios less than 1,0;
⎯ spur or helical gears with transverse contact ratios greater than 2,5;
⎯ interference between tooth tips and root fillets;
⎯ teeth are pointed;
⎯ backlash is zero.
The rating formulae in ISO 6336 are not applicable to other types of gear tooth deterioration such as plastic
yielding, scuffing, case crushing, welding and wear, and are not applicable under vibratory conditions where
there may be an unpredictable profile breakdown. The bending strength formulae are applicable to fractures at
the tooth fillet, but are not applicable to fractures on the tooth working surfaces, failure of the gear rim, or
failures of the gear blank through web and hub. ISO 6336 does not apply to teeth finished by forging or
sintering. It is not applicable to gears which have a poor contact pattern.
The procedures in ISO 6336 provide rating formulae for the calculation of load capacity, based on pitting and
tooth root breakage. At pitch line velocities below 1 m/s the gear load capacity is often limited by abrasive
wear (see other literature for information on the calculation for this).
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ISO 6336-1:2006(E)
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 53:1998, Cylindrical gears for general and heavy engineering — Standard basic rack tooth profile
ISO 1122-1:1998, Vocabulary of gear terms — Part 1: Definitions related to geometry
ISO 1328-1:1995, Cylindrical gears — ISO system of accuracy — Part 1: Definitions and allowable values of
deviations relevant to corresponding flanks of gear teeth
ISO 4287:1997, Geometrical Product Specifications (GPS) — Surface texture: Profile method — Terms,
definitions and surface texture parameters
ISO 4288:1996, Geometrical Product Specifications (GPS) — Surface texture: Profile method — Rules and
procedures for the assessment of surface texture
ISO 6336-2, Calculation of load capacity of spur and helical gears — Part 2: Calculation of surface durability
(pitting)
ISO 6336-3, Calculation of load capacity of spur and helical gears — Part 3: Calculation of tooth bending
strength
ISO 6336-5, Calculation of load capacity of spur and helical gears — Part 5: Strength and quality of materials
ISO 6336-6, Calculation of load capacity of spur and helical gears — Part 6: Calculation of service life under
variable load
3 Terms, definitions, symbols and abbreviated terms
For the purposes of this document, the terms, definitions, symbols and abbreviated terms given in ISO 1122-1
and the following symbols apply.
NOTE Symbols are based on, and are extensions of, the symbols given in ISO 701 and ISO 1328-1. Only symbols
for quantities used for the calculation of the particular factors treated in ISO 6336 are given, together with the preferred
units.
2 © ISO 2006 – All rights reserved
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ISO 6336-1:2006(E)
Table 1 — Symbols used in ISO 6336-1, ISO 6336-2, ISO 6336-3 and ISO 6336-5
Symbol Description Unit
Principal symbols and abbreviations
A, B, C, D, points on path of contact (pinion root to pinion tip, regardless of whether pinion or wheel
—
E drives, only for geometrical considerations)
a
a centre distance mm
α pressure angle (without subscript, at reference cylinder) °
B total face width of double helical gear including gap width mm
b face width mm
β helix angle (without subscript, at reference cylinder) °
constant, coefficient —
C
relief of tooth flank µm
c constant —
γ auxiliary angle °
D diameter (design) mm
d diameter (without subscript, reference diameter) mm
δ deflection µm
2
E modulus of elasticity N/mm
Eh material designation for case-hardened wrought steel —
Eht case depth, see ISO 6336-5 mm
e auxiliary quantity —
ε contact ratio, overlap ratio, relative eccentricity (see Clause 7) —
ζ roll angle °
composite and cumulative deviations µm
F
force or load N
f deviation, tooth deformation µm
2
G shear modulus N/mm
GG material designation for grey cast iron —
GGG material designation for nodular cast iron (perlitic, bainitic, ferritic structure) —
GTS material designation for black malleable cast iron (perlitic structure) —
g path of contact mm
ϑ temperature °C
HB Brinell hardness —
HRC Rockwell hardness (C scale) —
HR 30N Rockwell hardness (30 N scale) (see ISO 6336-5) —
HV Vickers hardness —
HV 1 Vickers hardness at load F = 9,81 N (see ISO 6336-5) —
HV 10 Vickers hardness at load F = 98,10 N (see ISO 6336-5) —
h tooth depth (without subscript, root circle to tip circle) mm
η effective dynamic viscosity of the oil wedge at the mean temperature of wedge mPa s
IF material designation for flame or induction hardened wrought special steel —
transmission ratio —
i
bin —
J Jominy hardenability (see ISO 6336-5) —
K constant, factors concerning tooth load —
© ISO 2006 – All rights reserved 3
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ISO 6336-1:2006(E)
Table 1 (continued)
Symbol Description Unit
L lengths (design) mm
l bearing span mm
Γ parameter on the line of action —
moment of a force Nm
M
mean stress ratio —
ME —
MQ symbols identifying material and heat-treatment requirements (see ISO 6336-5) —
ML —
module mm
m
mass kg
µ coefficient of friction —
N number, exponent, resonance ratio —
NT material designation for nitrided wrought steel, nitriding steel —
NV material designation for through-hardened wrought steel, nitrided, nitrocarburized —
rotational speed
−1 −1
n s or min
number of load cycles
Poisson's ratio —
ν
2
kinematic viscosity of the oil mm /s
P transmitted power kW
pitch mm
p
number of planet gears —
slope of the Woehler-damage line —
auxiliary factor —
q
flexibility of pair of meshing teeth (see Clause 9) (mm⋅µm)/N
material allowance for finish machining (see ISO 6336-3) mm
r radius (without subscript, reference radius) mm
radius of curvature mm
ρ
−6 3
density (for steel, ρ = 7,83 × 10) kg/mm
S safety factor —
2
St material designation for normalized base steel (σ < 800 N/mm) —
B
s tooth thickness, distance between mid-plane of pinion and the middle of the bearing span mm
2
σ normal stress N/mm
torque Nm
T
tolerance µm
2
shear stress N/mm
τ
angular pitch mm
a
u gear ratio (z / z ) W 1 —
2 1
U Miner sum —
material designation for through-hardened wrought special steel, alloy or carbon
V —
2
(σ W 800 N/mm )
B
tangential veloc
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 6336-1
Deuxième édition
2006-09-01
Version corrigée
2007-04-01
Calcul de la capacité de charge des
engrenages cylindriques à dentures
droite et hélicoïdale —
Partie 1:
Principes de base, introduction et
facteurs généraux d'influence
Calculation of load capacity of spur and helical gears —
Part 1: Basic principles, introduction and general influence factors
Numéro de référence
ISO 6336-1:2006(F)
©
ISO 2006
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ISO 6336-1:2006(F)
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Tel. + 41 22 749 01 11
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Publié en Suisse
ii © ISO 2006 – Tous droits réservés
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ISO 6336-1:2006(F)
Sommaire Page
Avant-propos. vi
Introduction . vii
1 Domaine d'application. 1
2 Références normatives . 2
3 Termes, définitions, symboles et termes abrégés . 2
4 Principes de base . 12
4.1 Application . 12
4.1.1 Grippage . 12
4.1.2 Usure. 12
4.1.3 Micropiqûres . 12
4.1.4 Déformation plastique. 13
4.1.5 Catégories particulières. 13
4.1.6 Applications spécifiques . 13
4.1.7 Coefficients de sécurité . 14
4.1.8 Essais. 16
4.1.9 Tolérances de fabrication . 16
4.1.10 Exactitude implicite . 16
4.1.11 Autres considérations. 16
4.1.12 Facteurs d'influence . 17
4.1.13 Équations numériques . 19
4.1.14 Ordre de succession des facteurs au cours du calcul . 19
4.1.15 Détermination des valeurs admissibles des écarts de roue . 19
4.2 Effort tangentiel, couple, puissance. 19
4.2.1 Effort tangentiel nominal, couple nominal, puissance nominale . 19
4.2.2 Effort tangentiel équivalent, couple équivalent, puissance équivalente . 20
4.2.3 Effort tangentiel maximum, couple maximum, puissance maximale. 20
5 Facteur d'application K . 20
A
5.1 Méthode A — Facteur K . 21
A-A
5.2 Méthode B — Facteur K . 21
A-B
6 Facteur dynamique interne K . 21
v
6.1 Paramètres influençant les efforts dynamiques internes et calcul. 21
6.1.1 Conception . 21
6.1.2 Fabrication. 22
6.1.3 Perturbation de la transmission. 22
6.1.4 Réponse dynamique. 22
6.1.5 Résonance. 23
6.2 Principes et hypothèses . 23
6.3 Méthodes pour la détermination du facteur dynamique. 24
6.3.1 Méthode A — Facteur K . 24
v-A
6.3.2 Méthode B — Facteur K . 24
v-B
6.3.3 Méthode C — Facteur K . 24
v-C
6.4 Détermination du facteur dynamique suivant la Méthode B: K . 25
v-B
6.4.1 Domaines des vitesses de fonctionnement. 25
6.4.2 Détermination de la vitesse de résonance (résonance principale) d'une paire de roues
3)
dentées . 26
6.4.3 Facteur dynamique dans le domaine subcritique (N u N ) . 28
S
© ISO 2006 – Tous droits réservés iii
---------------------- Page: 3 ----------------------
ISO 6336-1:2006(F)
6.4.4 Facteur dynamique dans le domaine de résonance principale (N < u 1,15). 32
S
6.4.5 Facteur dynamique dans le domaine supercritique (N W 1,5) . 32
6.4.6 Facteur dynamique dans le domaine intermédiaire (1,15 < N < 1,5) . 32
6.4.7 Détermination de la vitesse de résonance pour des engrenages de conception moins
courante . 33
6.4.8 Calcul de la masse réduite d'un engrenage à denture extérieure. 35
6.5 Détermination du facteur dynamique suivant la Méthode C: K . 36
v-C
6.5.1 Valeurs graphiques du facteur dynamique suivant la Méthode C. 37
6.5.2 Détermination par calcul du facteur dynamique suivant la Méthode C . 41
7 Facteurs de distribution longitudinale de la charge K et K . 41
Hβ Fβ
7.1 Distribution longitudinale de la charge . 41
7.2 Principes généraux pour la détermination des facteurs de distribution longitudinale de la
charge K et K .42
Hβ Fβ
7.2.1 Facteur de distribution longitudinale de la charge pour la pression de contact K . 42
Hβ
7.2.2 Facteur de distribution longitudinale de la charge pour la contrainte en pied de dent K . 42
Fβ
7.3 Méthodes pour la détermination du facteur de distribution longitudinale de la charge —
Principes et hypothèses. 43
7.3.1 Méthode A — Facteurs K et K . 43
Hβ-A Fβ-A
7.3.2 Méthode B — Facteurs K et K . 43
Hβ-B Fβ-B
7.3.3 Méthode C — Facteur K et K . 43
Hβ-C Fβ-C
7.4 Détermination du facteur de distribution longitudinale de la charge en appliquant la
Méthode B: K . 44
Hβ-B
7.4.1 Nombre de points de calcul . 44
7.4.2 Définition de K . 44
Hβ
7.4.3 Rigidité et déformations élastiques . 44
7.4.4 Déplacements statiques . 47
7.4.5 Hypothèses. 47
7.4.6 Résultat de programme informatique . 47
7.5 Détermination du facteur de distribution longitudinale de la charge à l'aide de la
Méthode C: K . 48
Hβ-C
7.5.1 Désalignement équivalent effectif F . 50
βy
7.5.2 Tolérance de rodage y et facteur de rodage χ . 50
β β
7.5.3 Désalignement d'engrènement, f . 61
ma
7.5.4 Composante du désalignement d'engrènement dû aux déformations du carter, f . 64
ca
7.5.5 Composante du désalignement d'engrènement dû au déplacement des arbres, f . 64
be
7.6 Détermination du facteur de charge de face pour la contrainte en pied de dent à l'aide de
la Méthode B ou C: K . 65
Fβ
8 Facteurs de distribution transversale de la charge K et K . 65
Hα Fα
8.1 Distribution transversale de la charge. 65
8.2 Méthodes pour la détermination des facteurs de distribution transversale de la charge —
Principes et hypothèses. 66
8.2.1 Méthode A — Facteurs K et K . 66
Hα-A Fα-A
8.2.2 Méthode B — Facteurs K et K . 66
Hα-B Fα-B
8.3 Détermination des facteurs de distribution transversale de la charge suivant la
Méthode B — K et K . 66
Hα-B Fα-B
8.3.1 Détermination du facteur de distribution transversale de la charge par calcul . 66
8.3.2 Facteurs de distribution transversale de la charge d'après les graphiques . 68
8.3.3 Conditions restrictives pour K . 68
Hα
8.3.4 Conditions restrictives pour K . 68
Fα
8.3.5 Réduction du désalignement équivalent par rodage y . 68
α
9 Rigidités de denture c′ et c . 72
γ
9.1 Influences sur la rigidité. 72
iv © ISO 2006 – Tous droits réservés
---------------------- Page: 4 ----------------------
ISO 6336-1:2006(F)
9.2 Méthodes pour la détermination des rigidités de denture — Principes et hypothèses . 72
9.2.1 Méthode A — Rigidités de denture c′ et c . 73
A γ-A
9.2.2 Méthode B — Rigidités de denture c′ et c . 73
B γ-B
9.3 Détermination des rigidités de denture c′ et c suivant la Méthode B . 73
γ
9.3.1 Rigidité simple c′. 74
9.3.2 Rigidité d'engrènement, c . 76
γ
Annexe A (normative) Méthodes supplémentaires pour la détermination de f et f . 78
sh ma
Annexe B (informative) Valeurs indicatives pour le bombé et les dépouilles d'extrémité des dents
d'engrenages cylindriques . 81
Annexe C (informative) Valeurs indicatives pour le facteur d'application K pour les dents
Hβ-C
d'engrenages cylindriques bombées. 84
Annexe D (informative) Dérivations et notes explicatives . 87
Annexe E (informative) Détermination analytique de la distribution de la charge. 91
Bibliographie . 111
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ISO 6336-1:2006(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 6336-1 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 60, Engrenages, sous-comité SC 2, Calcul de la
capacité des engrenages.
Cette deuxième édition annule et remplace la première édition (ISO 6336-1:1996), dont les Articles 6, 7 et 9
ont fait l'objet d'une révision technique. Elle incorpore également les Correctifs ISO 6336-1:1996/Cor.1:1998
et ISO 6336-1:1996/Cor.2:1999.
L'ISO 6336 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre général Calcul de la capacité de charge
des engrenages cylindriques à dentures droite et hélicoïdale:
⎯ Partie 1: Principes de base, introduction et facteurs généraux d'influence
⎯ Partie 2: Calcul de la résistance à la pression de contact (piqûre)
⎯ Partie 3: Calcul de la résistance à la flexion en pied de dent
⎯ Partie 5: Résistance et qualité des matériaux
⎯ Partie 6: Calcul de la durée de vie en service sous charge variable
Dans cette version corrigée:
⎯ le dessin des lignes a été modifié à la Figure 17;
⎯ la Figure 19 a été remplacée par la figure correcte pour le corps de roue;
⎯ dans l'Équation (90), C a été inséré;
R
⎯ dans l'Équation (B.2), les parenthèses manquantes ont été ajoutées;
⎯ «C.9» a été remplacé par «D.9» dans la phrase suivant l'Équation (D.9).
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ISO 6336-1:2006(F)
Introduction
La présente partie et les autres parties de l'ISO 6336 fournissent un système cohérent de méthodes pour le
calcul de la capacité de charge des engrenages cylindriques à denture intérieure ou extérieure et à profil en
développante de cercle. L'ISO 6336 est conçue pour faciliter l'application des résultats des travaux et
développements futurs, mais aussi les échanges d'informations issues de l'expérience.
Il convient d'analyser, par des méthodes générales de conception d'éléments de machine, les particularités de
conception destinées à éviter les ruptures émanant d'un niveau de contrainte élevé au niveau du flanc de dent,
de l'ébréchage des têtes de dents et des ruptures du corps de roue au niveau du voile ou de la jante.
Pour le calcul de la capacité de charge, mais aussi pour celui de plusieurs facteurs, diverses méthodes sont
admises (voir 4.1.12). Les exigences contenues dans l'ISO 6336 sont complexes mais aussi adaptables.
Les formules contiennent les principaux facteurs d'influence sur les engrenages vis-à-vis de la formation des
piqûres et des ruptures en pied de dent, qui sont connus à ce jour. Les formules sont écrites de manière à
permettre l'introduction de nouveaux facteurs d'influence issus de connaissances qui pourront être acquises
dans l'avenir.
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NORME INTERNATIONALE ISO 6336-1:2006(F)
Calcul de la capacité de charge des engrenages cylindriques à
dentures droite et hélicoïdale —
Partie 1:
Principes de base, introduction et facteurs généraux d'influence
1 Domaine d'application
La présente partie de l'ISO 6336 traite des principes de base, de l’introduction et des facteurs généraux
d’influence pour le calcul de la capacité de charge des engrenages cylindriques à dentures droite et
hélicoïdale, associée à l'ISO 6336-2, l'ISO 6336-3, l'ISO 6336-5 et l'ISO 6336-6, et fournit une méthode qui
permet de comparer différentes conceptions d'engrenages. Elle n'a pas pour but de déterminer les
performances d'une transmission de puissance par engrenages complète. Elle n'a pas non plus pour but
d'être employée par des concepteurs généralistes en mécanique. En revanche, elle a pour but d'être utilisée
par des concepteurs d'engrenages expérimentés, capables de sélectionner, pour chacun des facteurs
employés dans les formules, des valeurs raisonnables sur la base de leurs connaissances en matière de
conception d'engrenages similaires et conscients des effets des points particuliers discutés.
Les formules de l'ISO 6336 ont pour but d'établir une méthode homogène pour le calcul de la capacité de
charge vis-à-vis de la pression de contact et de la contrainte de flexion en pied de dent des roues cylindriques
à denture en développante droite ou hélicoïdale.
L'ISO 6336 contient des méthodes basées sur des résultats d'essais et d'études théoriques telles que celles
de Hirt [1], Strasser [2], et Brossmann [3]. Les résultats de l'évaluation de la capacité de charge effectuée
suivant ces méthodes sont en bon accord avec ceux obtenus par des méthodes antérieurement reconnues
(voir Références [4] à [8] pour des angles de pression normaux allant jusqu'à 25° et des angles d'hélice de
référence allant jusqu'à 25°).
Pour des angles de pression et des angles d'hélice de référence plus grands, l'évolution des produits Y , Y ,
F S
Y et, respectivement, Z , Z , Z n'est pas la même que celle obtenue par les méthodes antérieures.
β H ε β
L'utilisateur de l'ISO 6336 est mis en garde sur le fait que, lors de l'utilisation d'une des méthodes de
l'ISO 6336 pour des angles d'hélice ou des angles de pression plus importants, il est recommandé de
confirmer par l'expérience les valeurs calculées.
Les formules de l'ISO 6336 ne sont pas applicables si l'une des conditions suivantes existe:
⎯ engrenages à denture droite ou hélicoïdale avec un rapport de conduite apparent inférieur à 1,0;
⎯ engrenages à denture droite ou hélicoïdale avec un rapport de conduite apparent supérieur à 2,5;
⎯ interférence de fonctionnement entre les profils en pieds de dents et les têtes de dents;
⎯ dents pointues;
⎯ jeu entre dent nul.
Les formules de calcul de la capacité de charge de l'ISO 6336 ne s'appliquent pas à d'autres dégradations
telles que la déformation plastique, le grippage, la dislocation, l'adhésion ou l'usure, ni lorsque les conditions
vibratoires sont telles qu'elles peuvent conduire à une rupture de dent imprévisible. Les formules de calcul de
contrainte de flexion ne sont applicables que vis-à-vis de la rupture en pied de dent et non vis-à-vis de la
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ISO 6336-1:2006(F)
rupture au niveau du profil actif, de la jante ou du corps de la roue, au travers du voile ou du moyeu.
L'ISO 6336 ne s'applique pas aux dentures réalisées par forgeage ou roulage, ni aux engrenages qui ont une
mauvaise marque de portée.
Les procédures de l'ISO 6336 fournissent les formules de base pour le calcul de la capacité de charge vis-à-
vis de la formation des piqûres et de la rupture en pied de dent. Avec une vitesse tangentielle inférieure à
1 m/s, l'usure abrasive limite la capacité de charge (voir d'autres références pour des informations sur ce
calcul).
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 53:1998, Engrenages cylindriques de mécanique générale et de grosse mécanique — Tracé de
référence
ISO 1122-1:1998, Vocabulaire des engrenages — Partie 1: Définitions géométriques
ISO 1328-1:1995, Engrenages cylindriques — Système ISO de précision — Partie 1: Définitions et valeurs
admissibles des écarts pour les flancs homologues de la denture
ISO 4287:1997, Spécification géométrique des produits (GPS) — État de surface: Méthode du profil —
Termes, définitions et paramètres d'état de surface
ISO 4288:1996, Spécification géométrique des produits (GPS) — État de surface: Méthode du profil —
Règles et procédures pour l'évaluation de l'état de surface
ISO 6336-2, Calcul de la capacité de charge des engrenages cylindriques à dentures droite et hélicoïdale —
Partie 2: Calcul de la résistance à la pression de contact (piqûre)
ISO 6336-3, Calcul de la capacité de charge des engrenages cylindriques à dentures droite et hélicoïdale —
Partie 3: Calcul de la résistance à la flexion en pied de dent
ISO 6336-5, Calcul de la capacité de charge des engrenages cylindriques à dentures droite et hélicoïdale —
Partie 5: Résistance et qualité des matériaux
ISO 6336-6, Calcul de la capacité de charge des engrenages cylindriques à dentures droite et hélicoïdale —
Partie 6: Calcul de la durée de vie en service sous charge variable
3 Termes, définitions, symboles et termes abrégés
Pour les besoins du présent document, les termes, les définitions, les symboles et les termes abrégés donnés
dans l'ISO 1122-1 et les symboles suivants s'appliquent.
NOTE Les symboles sont basés sur une extension des symboles donnés dans l'ISO 701 et l'ISO 1328-1. Seuls les
symboles des grandeurs particulières, qui sont utilisées dans le calcul des facteurs traités dans l'ISO 6336 ainsi que les
unités qu'il est préférable d'utiliser dans les calculs, sont donnés.
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ISO 6336-1:2006(F)
Tableau 1 — Symboles utilisés dans l'ISO 6336-1, l'ISO 6336-2, l'ISO 6336-3 et l'ISO 6336-5
Symbole Description Unité
Symboles principaux et abréviations
points de la ligne d'action (du pied du pignon au sommet du pignon, indépendant du
A, B, C, D,
fait que le pignon ou la roue soit menant, seulement pour des considérations —
E
géométriques)
a
a entraxe mm
α angle de pression (sans indice, sur le cylindre de référence) °
B largeur totale d'une roue à denture hélicoïdale double y compris la gorge centrale mm
b largeur de denture mm
β angle d'hélice (sans indice, sur le cylindre de référence) °
constante, coefficient —
C
dépouille sur les flancs de dent µm
c constante —
γ angle auxiliaire °
D diamètre (conception) mm
d diamètre (sans indice, diamètre de référence) mm
δ déflection µm
2
E module d'élasticité N/mm
Eh désignation du matériau pour les aciers de cémentation, cémentés —
Eht profondeur de cémentation, voir l'ISO 6336-5 mm
e quantité auxiliaire —
ε rapport de conduite, rapport de recouvrement, excentricité relative (voir l'Article 7) —
ζ angle de roulis °
écarts composé et total µm
F
force ou charge N
f écart, déformation de dent µm
2
G module de cisaillement N/mm
GG désignation du matériau pour les fontes grises —
désignation du matériau pour les fontes ductiles (structure perlitique, bainitique,
GGG —
ferritique)
GTS désignation du matériau pour les fontes malléables (structure perlitique) —
g longueur de ligne de conduite mm
ϑ température °C
HB dureté Brinell —
HRC dureté Rockwell (échelle C) —
HR30N dureté Rockwell (échel
...
Questions, Comments and Discussion
Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.