SIST ISO 9085:2002
(Main)Calculation of load capacity of spur and helical gears -- Application for industrial gears
Calculation of load capacity of spur and helical gears -- Application for industrial gears
The formulae specified in this International Standard are intended to establish a uniformly acceptable method for
calculating the pitting resistance and bending strength capacity of industrial gears with spur or helical teeth.
The rating formulae in this International Standard are not applicable to other types of gear tooth deterioration such
as plastic yielding, micropitting, 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 profile surfaces, failure of the
gear rim, or failures of the gear blank through web and hub. This International Standard does not apply to teeth
finished by forging or sintering. It is not applicable to gears which have a poor contact pattern.
This International Standard provides a method by which different gear designs can be compared. It is not intended
to assure the performance of assembled drive gear systems. Neither is it 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.
CAUTION — The user is cautioned that the calculated results of this International Standard should be
confirmed by experience.
Calcul de la capacité de charge des engrenages à denture droite et hélicoïdale -- Application aux engrenages industriels
Les formules spécifiées dans la présente Norme internationale sont destinées à établir une méthode uniformément
acceptable pour calculer la résistance à la formation de piqûres et la résistance à la flexion des engrenages
industriels à dentures droite ou hélicoïdale.
Les formules de capacité de charge de la présente Norme internationale ne sont pas applicables à d'autres types
de détérioration de la denture des engrenages comme par exemple la déformation plastique, la formation de micropiqûres,
le grippage, l'effondrement de la couche cémentée, l'adhésion et l'usure et elles ne sont pas applicables
dans des conditions de vibrations qui risquent d'entraîner une rupture imprévisible du profil. Les formules de
résistance à la flexion s'appliquent aux ruptures au niveau du profil de raccordement, mais elles ne s'appliquent
pas aux ruptures sur le profil actif des dents, aux ruptures de la jante, ou aux ruptures du corps de roue au travers
du voile et du moyeu. La présente Norme internationale ne s'applique pas aux dents finies par forgeage ou frittage.
Elle ne s'applique pas aux engrenages qui ont une marque de portée médiocre.
La présente Norme internationale fournit une méthode permettant de comparer différentes conceptions
d'engrenages. Elle n'est pas destinée à assurer la performance des systèmes de transmission de puissance pour
engrenage. Elle n'est pas non plus destinée à l'utilisation par des concepteurs de mécanique générale. Par contre,
elle est destinée aux concepteurs d'engrenages expérimentés qui sont capables de sélectionner des valeurs
raisonnables pour les facteurs figurant dans ces formules en se fondant sur leurs connaissances de conception
similaires et leur compréhension des effets des sujets discutés.
AVERTISSEMENT — L'utilisateur est mis en garde qu'il convient de confirmer par expérience les résultats
calculés à partir de la présente Norme internationale.
Izračun nosilnosti ravnozobih in poševnozobih zobnikov - Uporaba za industrijska gonila
General Information
Standards Content (Sample)
SLOVENSKI STANDARD
01-december-2002
,]UDþXQQRVLOQRVWLUDYQR]RELKLQSRãHYQR]RELK]REQLNRY8SRUDED]DLQGXVWULMVND
JRQLOD
Calculation of load capacity of spur and helical gears -- Application for industrial gears
Calcul de la capacité de charge des engrenages à denture droite et hélicoïdale --
Application aux engrenages industriels
Ta slovenski standard je istoveten z: ISO 9085:2002
ICS:
21.200 Gonila Gears
2003-01.Slovenski inštitut za standardizacijo. Razmnoževanje celote ali delov tega standarda ni dovoljeno.
INTERNATIONAL ISO
STANDARD 9085
First edition
2002-02-01
Calculation of load capacity of spur and
helical gears — Application for industrial
gears
Calcul de la capacité de charge des engrenages à denture droite et
hélicoïdale — Application aux engrenages industriels
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©
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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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All rights reserved. Unless otherwise specified, no part of this publication may be reproduced or utilized in any form or by any means, electronic
or mechanical, including photocopying and microfilm, without permission in writing from either ISO at the address below or ISO's member body
in the country of the requester.
ISO copyright office
Case postale 56 • CH-1211 Geneva 20
Tel. + 41 22 749 01 11
Fax + 41 22 749 09 47
E-mail copyright@iso.ch
Web www.iso.ch
Printed in Switzerland
ii © ISO 2002 – All rights reserved
Contents Page
Foreword.v
Introduction.vi
1 Scope .1
2 Normative references.1
3 Terms and definitions .2
4 Application .8
4.1 Design, specific applications .8
4.2 Safety factors .10
4.3 Input data.11
4.4 Face widths .11
4.5 Numerical equations .12
5 Influence factors .12
5.1 General.12
5.2 Nominal tangential load, F , nominal torque, T, nominal power, P .12
t
5.3 Non-uniform load, non-uniform torque, non-uniform power .12
5.4 Maximum tangential load, F , maximum torque, T , maximum power, P .13
t max max max
5.5 Application factor, K .13
A
5.6 Internal Dynamic Factor, K .13
v
5.7 Face load factor, K .17
H
β
5.8 Face load factor, K .23
F
β
5.9 Transverse load factors, K , K .24
Hα Fα
6 Calculation of surface durability (pitting) .26
6.1 Basic formulae .26
6.2 Single pair tooth contact factors, Z , Z .28
B D
6.3 Zone factor, Z .29
H
6.4 Elasticity factor, Z .30
E
6.5 Contact ratio factor, Z .30
ε
6.6 Helix angle factor, Z .31
β
6.7 Allowable stress numbers (contact), σ .31
H lim
6.8 Life factor, Z .32
NT
6.9 Influences on lubrication film formation, Z , Z and Z .32
L v R
6.10 Work hardening factor, Z .33
W
6.11 Size factor, Z .34
X
6.12 Minimum safety factor (pitting), S .34
H min
7 Calculation of tooth bending strength .34
7.1 Basic formulae .34
7.2 Form factor, Y , and stress correction factor, Y .36
F S
7.3 Helix angle factor, Y .40
β
7.4 Tooth-root reference strength, σ .40
FE
7.5 Life Factor, Y .41
NT
7.6 Relative notch sensitivity factor, Y .41
δ rel T
7.7 Relative surface factor, Y .43
R rel T
7.8 Size factor, Y .44
X
7.9 Minimum safety factor (tooth breakage), S .44
F min
Annex A (normative) Special features of less common gear designs .45
Annex B (normative) Tooth stiffness parameters c¢¢¢¢ and c .48
γ
Annex C (informative) Guide values for application factor, K .51
A
Annex D (informative) Guide values for crowning and end relief of teeth of cylindrical gears .54
Bibliography .57
iv © ISO 2002 – All rights reserved
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 International Standard may be the subject of
patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
International Standard ISO 9085 was prepared by Technical Committee ISO/TC 60, Gears, Subcommittee SC 2,
Gear capacity calculation.
Annexes A and B form a normative part of this International Standard. Annexes C and D are for information only.
Introduction
Procedures for the calculation of the load capacity of general spur and helical gears with respect to pitting and
bending strength appear in ISO 6336-1, ISO 6336-2, ISO 6336-3 and ISO 6336-5. This International Standard is
derived from ISO 6336-1, ISO 6336-2 and ISO 6336-3 by the use of specific methods and assumptions which are
considered to be applicable to industrial gears. Its application requires the use of allowable stresses and material
requirements which are to be found in ISO 6336-5.
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 9085:2002(E)
Calculation of load capacity of spur and helical gears —
Application for industrial gears
1 Scope
The formulae specified in this International Standard are intended to establish a uniformly acceptable method for
calculating the pitting resistance and bending strength capacity of industrial gears with spur or helical teeth.
The rating formulae in this International Standard are not applicable to other types of gear tooth deterioration such
as plastic yielding, micropitting, 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 profile surfaces, failure of the
gear rim, or failures of the gear blank through web and hub. This International Standard does not apply to teeth
finished by forging or sintering. It is not applicable to gears which have a poor contact pattern.
This International Standard provides a method by which different gear designs can be compared. It is not intended
to assure the performance of assembled drive gear systems. Neither is it 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.
CAUTION — The user is cautioned that the calculated results of this International Standard should be
confirmed by experience.
2 Normative references
The following normative documents contain provisions which, through reference in this text, constitute provisions of
this International Standard. For dated references, subsequent amendments to, or revisions of, any of these
publications do not apply. However, parties to agreements based on this International Standard are encouraged to
investigate the possibility of applying the most recent editions of the normative document
...
INTERNATIONAL ISO
STANDARD 9085
First edition
2002-02-01
Calculation of load capacity of spur and
helical gears — Application for industrial
gears
Calcul de la capacité de charge des engrenages à denture droite et
hélicoïdale — Application aux engrenages industriels
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Tel. + 41 22 749 01 11
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Web www.iso.ch
Printed in Switzerland
ii © ISO 2002 – All rights reserved
Contents Page
Foreword.v
Introduction.vi
1 Scope .1
2 Normative references.1
3 Terms and definitions .2
4 Application .8
4.1 Design, specific applications .8
4.2 Safety factors .10
4.3 Input data.11
4.4 Face widths .11
4.5 Numerical equations .12
5 Influence factors .12
5.1 General.12
5.2 Nominal tangential load, F , nominal torque, T, nominal power, P .12
t
5.3 Non-uniform load, non-uniform torque, non-uniform power .12
5.4 Maximum tangential load, F , maximum torque, T , maximum power, P .13
t max max max
5.5 Application factor, K .13
A
5.6 Internal Dynamic Factor, K .13
v
5.7 Face load factor, K .17
H
β
5.8 Face load factor, K .23
F
β
5.9 Transverse load factors, K , K .24
Hα Fα
6 Calculation of surface durability (pitting) .26
6.1 Basic formulae .26
6.2 Single pair tooth contact factors, Z , Z .28
B D
6.3 Zone factor, Z .29
H
6.4 Elasticity factor, Z .30
E
6.5 Contact ratio factor, Z .30
ε
6.6 Helix angle factor, Z .31
β
6.7 Allowable stress numbers (contact), σ .31
H lim
6.8 Life factor, Z .32
NT
6.9 Influences on lubrication film formation, Z , Z and Z .32
L v R
6.10 Work hardening factor, Z .33
W
6.11 Size factor, Z .34
X
6.12 Minimum safety factor (pitting), S .34
H min
7 Calculation of tooth bending strength .34
7.1 Basic formulae .34
7.2 Form factor, Y , and stress correction factor, Y .36
F S
7.3 Helix angle factor, Y .40
β
7.4 Tooth-root reference strength, σ .40
FE
7.5 Life Factor, Y .41
NT
7.6 Relative notch sensitivity factor, Y .41
δ rel T
7.7 Relative surface factor, Y .43
R rel T
7.8 Size factor, Y .44
X
7.9 Minimum safety factor (tooth breakage), S .44
F min
Annex A (normative) Special features of less common gear designs .45
Annex B (normative) Tooth stiffness parameters c¢¢¢¢ and c .48
γ
Annex C (informative) Guide values for application factor, K .51
A
Annex D (informative) Guide values for crowning and end relief of teeth of cylindrical gears .54
Bibliography .57
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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 International Standard may be the subject of
patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
International Standard ISO 9085 was prepared by Technical Committee ISO/TC 60, Gears, Subcommittee SC 2,
Gear capacity calculation.
Annexes A and B form a normative part of this International Standard. Annexes C and D are for information only.
Introduction
Procedures for the calculation of the load capacity of general spur and helical gears with respect to pitting and
bending strength appear in ISO 6336-1, ISO 6336-2, ISO 6336-3 and ISO 6336-5. This International Standard is
derived from ISO 6336-1, ISO 6336-2 and ISO 6336-3 by the use of specific methods and assumptions which are
considered to be applicable to industrial gears. Its application requires the use of allowable stresses and material
requirements which are to be found in ISO 6336-5.
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 9085:2002(E)
Calculation of load capacity of spur and helical gears —
Application for industrial gears
1 Scope
The formulae specified in this International Standard are intended to establish a uniformly acceptable method for
calculating the pitting resistance and bending strength capacity of industrial gears with spur or helical teeth.
The rating formulae in this International Standard are not applicable to other types of gear tooth deterioration such
as plastic yielding, micropitting, 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 profile surfaces, failure of the
gear rim, or failures of the gear blank through web and hub. This International Standard does not apply to teeth
finished by forging or sintering. It is not applicable to gears which have a poor contact pattern.
This International Standard provides a method by which different gear designs can be compared. It is not intended
to assure the performance of assembled drive gear systems. Neither is it 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.
CAUTION — The user is cautioned that the calculated results of this International Standard should be
confirmed by experience.
2 Normative references
The following normative documents contain provisions which, through reference in this text, constitute provisions of
this International Standard. For dated references, subsequent amendments to, or revisions of, any of these
publications do not apply. However, parties to agreements based on this International Standard 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 53:1998, Cylindrical gears for general and heavy engineering — Standard basic rack tooth profile
ISO 54:1996, Cylindrical gears for general and heavy engineering — Modules
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
1)
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
1) This was corrected
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 9085
First édition
2002-02-01
Calcul de la capacité de charge des
engrenages à denture droite et
hélicoïdale — Application aux engrenages
industriels
Calculation of load capacity of spur and helical gears — Application for
industrial gears
Numéro de référence
©
ISO 2002
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Fax. + 41 22 749 09 47
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Web www.iso.ch
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ii © ISO 2002 – Tous droits réservés
Sommaire Page
Avant-propos .v
Introduction.vi
1 Domaine d'application .1
2 Références normatives .1
3 Termes, définitions et symboles.2
4 Application .8
4.1 Conception, applications spécifiques.8
4.2 Coefficients de sécurité .11
4.3 Données d’entrée.11
4.4 Largeurs de denture.12
4.5 Équations numériques.12
5 Facteurs d’influence.12
5.1 Généralités .12
5.2 Charge tangentielle nominale, F , couple nominal, T, puissance nominale P.12
t
5.3 Charge non uniforme, couple non uniforme, puissance non uniforme.13
5.4 Charge tangentielle maximale, F , couple maximal T , puissance maximale, P .13
t max max max
5.5 Facteur d’application, K .13
A
5.6 Facteur dynamique interne, K .14
v
5.7 Facteur de distribution longitudinale de la charge, K .18
Hβ
5.8 Facteur de distribution longitudinale de la charge, K .24
Fβ
5.9 Facteurs de distribution de la charge, K , K .25
hα fα
6 Calcul de la résistance à la pression de contact (piqûres) .27
6.1 Formules de base .27
6.2 Facteurs de contact unique, Z , Z .29
B D
6.3 Facteur géométrique, Z .30
H
6.4 Facteur d'élasticité, Z .31
E
6.5 Facteur de rapport de conduite, Z .31
ε
6.6 Facteur d'angle d'hélice, Z .32
β
6.7 Valeurs de contrainte de référence (pression), σ .32
H lim
6.8 Facteur de durée de vie, Z .33
NT
6.9 Influences sur la formation du film lubrifiant, Z , Z et Z .33
L v R
6.10 Facteur de rapport de dureté, Z .34
W
6.11 Facteur de dimension, Z .34
X
6.12 Coefficient de sécurité minimal (formation de piqûres) S .35
H min
7 Calcul de la résistance à la flexion des dents .35
7.1 Formules de base .35
7.2 Facteur de forme, Y , et facteur de concentration de contrainte Y .37
F S
7.3 Facteur d'angle d'hélice, Y .41
β
7.4 Résistance de référence en pied de dent, σ .42
FE
7.5 Facteur de durée de vie, Y .42
NT
7.6 Facteur de sensibilité relative à l’entaille, Y .42
δ rel T
7.7 Facteur relatif d’état de surface, Y .44
R rel T
7.8 Facteur de dimension, Y .45
X
7.9 Coefficient de sécurité minimum (rupture de dent), S .45
F min
Annexe A (normative) Propriétés spéciales des architectures d’engrenages moins courantes .46
Annexe B (normative) Paramètres de rigidité de denture c¢ et c .49
γ
Annexe C (informative) Valeurs indicatives pour le facteur d’application, K .52
A
Annexe D (informative) Valeurs indicatives pour le bombé et les dépouilles d’extrémité des dents
d'engrenages cylindriques .55
Bibliographie .58
iv © ISO 2002 – Tous droits réservés
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 Norme internationale 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 9085 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 60, Engrenages, sous-comité
SC 2, Calcul de la capacité des engrenages.
Les annexes A et B constituent des éléments normatifs de la présente Norme internationale. Les annexes C et D
sont données uniquement à titre d'information.
Introduction
Les méthodes de calcul de la capacité de charge des engrenages cylindriques à dentures droite et hélicoïdale
d’usage général, en termes de formation des piqûres et de résistance à la flexion, sont données dans l’ISO 6336-1,
l’ISO 6336-2, l’ISO 6336-3 et l’ISO 6336-5. La présente Norme internationale est dérivée de l’ISO 6336-1, de
l’ISO 6336-2 et de l’ISO 6336-3 de par l’utilisation des méthodes et des hypothèses spécifiques qui sont
considérées comme applicables aux engrenages marins. Son application requiert l’utilisation des contraintes
admissibles et des exigences sur les matériaux qui se trouvent dans l’ISO 6336-5.
vi © ISO 2002 – Tous droits réservés
NORME INTERNATIONALE ISO 9085:2002(F)
Calcul de la capacité de charge des engrenages à denture droite et
hélicoïdale — Application aux engrenages industriels
1 Domaine d'application
Les formules spécifiées dans la présente Norme internationale sont destinées à établir une méthode uniformément
acceptable pour calculer la résistance à la formation de piqûres et la résistance à la flexion des engrenages
industriels à dentures droite ou hélicoïdale.
Les formules de capacité de charge de la présente Norme internationale ne sont pas applicables à d’autres types
de détérioration de la denture des engrenages comme par exemple la déformation plastique, la formation de micro-
piqûres, le grippage, l’effondrement de la couche cémentée, l'adhésion et l’usure et elles ne sont pas applicables
dans des conditions de vibrations qui risquent d’entraîner une rupture imprévisible du profil. Les formules de
résistance à la flexion s’appliquent aux ruptures au niveau du profil de raccordement, mais elles ne s’appliquent
pas aux ruptures sur le profil actif des dents, aux ruptures de la jante, ou aux ruptures du corps de roue au travers
du voile et du moyeu. La présente Norme internationale ne s’applique pas aux dents finies par forgeage ou frittage.
Elle ne s’applique pas aux engrenages qui ont une marque de portée médiocre.
La présente Norme internationale fournit une méthode permettant de comparer différentes conceptions
d’engrenages. Elle n’est pas destinée à assurer la performance des systèmes de transmission de puissance pour
engrenage. Elle n’est pas non plus destinée à l’utilisation par des concepteurs de mécanique générale. Par contre,
elle est destinée aux concepteurs d’engrenages expérimentés qui sont capables de sélectionner des valeurs
raisonnables pour les facteurs figurant dans ces formules en se fondant sur leurs connaissances de conception
similaires et leur compréhension des effets des sujets discutés.
AVERTISSEMENT — L'utilisateur est mis en garde qu'il convient de confirmer par expérience les résultats
calculés à partir de la présente Norme internationale.
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 Norme internationale. 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 Norme internationale sont invitées à rechercher la possibilité
...
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