SIST ISO/TR 10064-4:2002
(Main)Code of inspection practice -- Part 4: Recommendations relative to surface texture and tooth contact pattern checking
Code of inspection practice -- Part 4: Recommendations relative to surface texture and tooth contact pattern checking
Code pratique de réception -- Partie 4: Recommandations relatives à la rugosité de surface et au contrôle de la marque de portée
Valjasti zobniki - Smernice za meritve - 4. del: Priporočila za kontrolo teksture bokov zob in slike nošenja
General Information
Relations
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Standards Content (Sample)
TECHNICAL ISO/TR
REPORT 10064-4
First edition
1998-10-15
Cylindrical gears — Code of inspection
practice
Part 4:
Recommendations relative to surface texture
and tooth contact pattern checking
Engrenages cylindriques — Code pratique de réception —
Partie 4: Recommandations relatives à la rugosité de surface et au contrôle
de la marque de portée
A Reference number
ISO/TR 10064-4:1998(E)
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ISO/TR 10064-4:1998(E)
Contents Page
Introduction.iv
1 Scope . 1
2 References. 1
Symbols and definitions . 2
3
Surface texture. 6
4
Functional considerations . 7
5
Data given in drawings. 8
6
Measuring instruments. 8
7
Measurement of the surface roughness of gear tooth flanks. 10
8
Inspection of tooth contact pattern. 17
9
Controlling gear tooth alignment with contact patterns . 21
Annex A
Bibliography. 25
© ISO 1998
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 the publisher.
International Organization for Standardization
Case postale 56 • CH-1211 Genève 20 • Switzerland
Internet iso@iso.ch
Printed in Switzerland
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ISO/TR 10064-4:1998(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.
The main task of technical committees is to prepare International Standards, but in exceptional circumstances a
technical committee may propose the publication of a Technical Report of one of the following types:
— type 1, when the required support cannot be obtained for the publication of an International Standard, despite
repeated efforts;
— type 2, when the subject is still under technical development or where for any other reason there is a future but not
immediate possibility of an agreement on an International Standard;
— type 3, when a technical committee has collected data of a different kind from that which is normally published as
an International Standard ("state of the art", for example).
Technical Reports of types 1 and 2 are subject to review within three years of publication to decide whether they can
be transformed into International Standards. Technical Reports of type 3 do not necessarily have to be reviewed until
the data they provide are considered to be no longer valid or useful.
ISO/TR 10064-4, which is a Technical Report of type 3, was prepared by Technical Committee ISO/TC 60, Gears.
ISO 10064 consists of the following parts, under the general title Cylindrical gears — Code of inspection practice:
— Part 1: Inspection of corresponding flanks of gear teeth
— Part 2: Inspection related to radial composite deviations, runout, tooth thickness and backlash
— Part 3: Recommendations relative to gear blanks, shaft centre distance and parallelism of axes
— Part 4: Recommendations relative to surface texture and tooth contact pattern checking
iii
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ISO/TR 10064-4:1998(E)
Introduction
In the course of revising ISO 1328:1975, it was decided that descriptions and numerical values relative to surface
texture and tooth contact pattern checking should be published under separate cover as a Technical Report, type 3.
For the general replacement of ISO 1328:1975, a system of documents as listed in clause 2 (References), together
with this Technical Report, has been established.
iv
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TECHNICAL REPORT ISO ISO/TR 10064-4:1998(E)
Cylindrical gears — Code of inspection practice
Part 4:
Recommendations relative to surface texture and tooth contact pattern
checking
1 Scope
This part of ISO/TR 10064 provides recommendations on measurement considerations for surface roughness and
tooth contact pattern checking of gear flanks.
Numerical values given in this document are not to be regarded as strict ISO accuracy criteria, but may serve as a
guide for mutual agreements, for steel or iron components.
2 References
ISO 53:1998, Cylindrical gears for general and heavy engineering — Standard basic rack tooth profile.
ISO 1302:1992, Technical drawings — Methods of indicating surface texture.
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 1328-2:1996, Cylindrical gears — ISO System of accuracy — Part 2: Definitions and allowable values of
deviations relevant to radial composite deviations and runout.
ISO 3274:1996, Geometrical Product Specifications (GPS) — Surface texture: Profile method — Nominal
characteristics of contact (stylus) instruments.
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 11562:1996, Geometrical Product Specifications (GPS) — Surface texture: Profile method — Metrological
characteristics of phase correct filters.
ISO 13565-1:1996, Geometrical Product Specifications (GPS) — Surface texture: Profile method; Surfaces having
stratified functional properties — Part 1: Filtering and general measurement conditions.
ISO 13565-2:1996, Geometrical Product Specifications (GPS) — Surface texture: Profile method; Surfaces having
stratified functional properties — Part 2: Height characterization using the linear material ratio curve.
1
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ISO/TR 10064-4:1998(E)
3 Symbols and definitions
3.1 Symbols
Symbols used for deviations of individual element measurements are composed of lower case letters, such as “f ”, with
subscripts, whereas symbols used for “total” deviations, which may represent combinations of several individual
element deviations, are composed of capital letters, such as “F ”, also with subscripts. Only symbols for quantities used
in this part of ISO/TR 10064 are given in Table 1.
Table 1 — Symbols used within ISO/TR 10064-4
Symbol Term Units
f amplitude of undulation μm
wβ
b larger length of contact pattern %
c1
smaller length of contact pattern %
b
2
c
h larger height of contact pattern %
c1
h smaller height of contact pattern %
c2
lr sampling length for roughness profile mm
ln evaluation length (Default is normally ln = 5 x lr mm
— see ISO 4287:1997, table C.2 and ISO 4288:1996, 4.4.)
Mr material length mm
Mr1 & Mr2 material portion %
Ra arithmetical mean deviation of the roughness profile μm
Rk core roughness depth μm
reduced peak height —
Rpk
Rvk reduced valley depth —
Rz maximum height of the roughness profile (see ISO 4287) μm
Z(x) ordinate value μm
λ wavelength mm
λ wavelength cutoff (and short wave cut-off for waviness) mm
c
λs short wavelength cutoff for roughness mm
3.2 Terms and definitions
3.2.1 General terms
3.2.1.1
surface lay
The direction of the predominant surface pattern (see Figure 1a).
NOTE Surface lay is ordinarily determined by the production method used.
3.2.1.2
roughness
The irregularities of the roughness profile (see 3.2.2.1). It is the component of surface texture inherent in the production
process but excluding waviness and deviation of form.
3.2.1.3
waviness
The irregularities of the waviness profile (see 3.2.2.2). That component of surface texture upon which roughness is
superimposed (see Figures 1a, 1b, 1c). In general, for machined gear tooth surfaces the waviness spacing is
significantly greater than the roughness spacing.
2
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ISO/TR 10064-4:1998(E)
Key
1 Lay (direction of dominant pattern)
2 Waviness
3 Roughness
4 Roughness spacing
5 Waviness spacing
Figure 1a — Surface characteristics and terms
Key
1 Waviness spacing
2 Roughness spacing
3 Working tooth depth
Figure 1b — Enlarged example of the surface texture profile of an involute tooth
Key
1 Distance equal to working tooth depth
2 Waviness
3 Roughness
4 Working tooth depth
Figure 1c — Enlarged example of the surface texture profile along a tooth
3
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ISO/TR 10064-4:1998(E)
3.2.2 Terms associated with the assessment of surface profile
3.2.2.1
roughness profile
The transmission band for roughness profiles is defined by the λc and λs profile filters (see ISO 11562:1996, clause 3),
see Figure 1.
NOTE 1 The roughness profile is the basis for evaluation on the roughness profile parameters.
NOTE 2 The default relationship between λc and λs is given in ISO 11562:1996, clause 3.2.
3.2.2.2
waviness profile
The periodic part of the long wave component after the use of the profile filter λc.
3.2.2.3
mean line for the roughness profile
The mean line is the long wave profile component suppressed by the profile filter λc (see ISO 11562:1996, 3.2.1).
NOTE The mean line for the roughness profile is the reference line from which the profile ordinate Z(x) is measured, see Figure 2.
Key
1 Mean line
2 Sampling lengths
3 Evaluation length
Figure 2 — Measurement lengths
3.2.2.4
ordinate value
The height of the assessed profile at any position x.
3.2.2.5
sampling length, lr, for roughness
The length in the direction of the x-axis used for identifying the irregularities characterizing the profile under evaluation.
The sampling length for roughness lr is numerically equal to the characteristic wavelength of the profile filter λc (see
ISO 4287).
3.2.2.6
evaluation length, ln
The length in the direction of the x-axis used for assessing the profile under evaluation. The evaluation length may
contain one or more sampling lengths (see ISO 4287).
3.2.2.7
cut-off wavelength, λc, of profile filters (phase, correct, gaussian)
The wave length of a sinusoidal profile of which 50% of the amplitude is transmitted by the profile filter (see
ISO 11562).
4
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ISO/TR 10064-4:1998(E)
3.2.2.8
cut-off ratio
The ratio of the long wave length characteristic cut-off to the short wave length characteristic cut-off of a given
transmission band (see ISO 11562).
3.2.3 Terms related to surface roughness parameters
3.2.3.1
maximum heights of roughness profile, Rz
The sum of the height of the largest profile peak height, Zp, and the largest profile valley depth, Zv, within a sampling
length (see ISO 4287:1997, 4.1.3 and Figure 9).
NOTE Usually this parameter is measured as a mean value of five adjacent sampling lengths. The evaluation length then consists
of five sampling lengths (see Figure 3).
Key
1 Evaluation length, In
2 Traversed length
Figure 3 — Maximum height of roughness profile
3.2.3.2
arithmetical mean deviations of the roughness profile, Ra
The arithmetical mean of the absolute ordinate values Z(x) within a sampling length (see ISO 4287:1997, 4.2.1).
lr
1
Ra = zx dx (1)
� ()
lr 0
where
lr is the sampling length for Ra;
Z(x), Z are the ordinate values.
i
NOTE The arithmetical mean deviation, Ra, is determined by an evaluation length of five adjacent sampling lengths (see Figure 4
and ISO 4288).
Key
1 Mean line
Figure 4 — Arithmetic mean deviation of the roughness profile, Ra
5
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ISO/TR 10064-4:1998(E)
3.2.4
gear tooth undulations
Undulations are periodic waviness in a tooth surface. A special form of undulations meets the following criteria:
— the lay is approximately parallel to the lines of contact (with the mating gear);
— the number of waves projected on a pitch circle (in a plane of rotation) is an integer, see Figure 5;
— they are a likely cause of noise.
Key
1 Projections on pitch cylinder
2 Crests of undulations
(with lay approximately parallel
to lines of contact)
3 Path of contact
4 Angle of roll between undulations
5 Pitch circle
6 Base circle
7 Section in plane of rotation
Figure 5 — Undulations in a helical gear
4 Surface texture
Experimental investigations and service experience indicate that a relationship exists between grades of surface
texture and aspects of gear load capacity. The influence of surface roughness on the pitting resistance and bending
strength of gear teeth is addressed in ISO 6336, Parts 2 and 3 respectively; its influence on scuffing is discussed in
ISO/TR 13989.
As well as roughness, waviness and other features of surface texture can influence the surface fatigue resistance of
materials. Because of this, it is prudent to make an unfiltered profile recording of the surface texture of the teeth of
gears when high standards of performance and reliability are demanded.
In this Technical Report no recommendations are made concerning the grades of surface roughness, waviness and
form or type of lay suitable for specific purposes, nor are causes of such irregularities identified.
CAUTION It is strongly recommended that before prescribing limits for features of the surface texture of gear teeth,
designers of gears and gear engineers should familiarize themselves with ISO standards and other literature on the
subject. See references in clause 2.
6
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ISO/TR 10064-4:1998(E)
5 Functional considerations
The functional characteristics of gear teeth that are affected by surface texture can be separated into categories:
— transmission accuracy (noise and vibration);
— surface load carrying ability (such as pitting, scuffing, and wear);
— bending strength (root fillet condition).
5.1 Transmission accuracy
Surface texture can be described as having two major forms: roughness and waviness.
Transmission errors can be caused by surface waviness or undulations in the tooth surface. The effect depends on the
direction of the lay of the waves relative to the instantaneous line of contact and its path. If the lay of the waves is
parallel to the instantaneous line or area of contact (perpendicular to the path of contact), a high pitched whine can
occur in the gear mesh (ghost harmonics above mesh frequency).
In a few cases, surface roughness can make a difference in the character of gear noise (smooth vs. rough quality). It
does not normally contribute to the noise occurring at gear mesh frequency and its harmonics.
5.2 Load carrying ability
Surface texture can affect the gear tooth endurance in two general areas: surface deterioration and tooth breakage.
5.2.1 Surface deterioration
Surface deterioration is described in terms of wear, scuffing or scoring, pitting, etc. Surface roughness and waviness
on the tooth profile is of concern. The surface texture, temperature and lubricant determine the elasto-hydrodynamic
(EHD) film thickness, which affects the endurance of the tooth surface.
5.2.2 Bending strength
Tooth breakage can be the result of fatigue (high cyclic stress). Surface texture effect on stress in the fillet region is of
concern as an influential factor.
5.3 Effect on measurement method
The measurement method instrumentation, location, direction, and analysis (filter, etc.) must be chosen to represent
the functional area of the tooth and the path of contact.
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ISO/TR 10064-4:1998(E)
6 Data given in drawings
When specified by the customer, or when design and operational requirements make it necessary, an appropriate
value of surface roughness for the finished condition is to be stated in the drawing as shown in Figures 6a and 6b.
a = Ra or Rz, μm
b = production process, surface treatment etc.
c = sampling length
d = direction of lay
e = machining allowance
f = other roughness values (in brackets)
Figure 6a — Symbols for surface texture
Key
1 Tooth flank excluding fillet
2 Tooth flank including fillet
Figure 6b — Symbols for roughness and direction of lay
7 Measuring instruments
Stylus type measuring instruments are commonly used for the measurement of roughness. The measurement can be
taken with the following equipment, that includes characteristics that influence the uncertainty of measurement (see
Figure 7):
a) one skid or by a pair of skids which slide over the surface to be measured (instrument with a straight reference
plane);
b) a skid which slides over a reference plane having the form of the nominal surface;
c) an adjustable or programmable reference line generator in combination with a skid, e. g. realized by a coordinate
measuring machine;
d) assessment of form, waviness and roughness by a skidless pickup and straight datum combined with a large
measuring range.
To comply with ISO standards, the tip radius of the stylus is to be 2 μm, or 5 μm, or 10 μm. The stylus angle may be
60° or 90°. Further details of instrument features can be found in ISO 3274. The report of the surface measurement
should indicate tip radius and angle of stylus.
8
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ISO/TR 10064-4:1998(E)
Grinding Grinding Grinding
(indexing form) (continuous form) (crosshatch)
Hobbing Shaping Shaving (plunge)
Honing Shaving Honing
(external) (conventional) (internal)
Direction of traverse Instrument type
1 and 3
Side mounted skid
Instrument
with a skid
2
Front mounted skid
2*
Instrument with reference guide
preferred direction of measuring traverse direction of measurement traverse for the
for the determination of: Rz, Ra, Rk determination of additional information such
as the height of small feed marks
Figure 7 — Instrument features and directions of measurement traverse relative to manufacturing
9
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ISO/TR 10064-4:1998(E)
For the measurement of roughness or waviness it is necessary to use a skidless pickup and a filter with a defined cut-
off, which will suppress the long wave components or the short wave components of the surface profile. Instruments
are available with only certain specific cutoffs. Refer to Table 2 for appropriate cutoff wavelengths. Care must be taken
to select the appropriate stylus tip radius, sampling length and cut off filter; see ISO 3274, ISO 4288 and ISO 11562,
otherwise a systematic error of measurement may occur.
Functional considerations of the effects of waviness, direction of lay and measuring instruments may require the choice
of a different cutoff value.
Table 2 —Filtering and cutoff wavelengths
Cutoffs in
Standard working Standard
Module working tooth
tooth depth cutoff
depth
mm mm mm
1,5 3,0 0,2500 12
2,0 4,0 0,2500 16
2,5 5,0 0,2500 20
3,0 6,0 0,2500 24
4,0 8,0 0,8000 10
5,0 10,0 0,8000 12
6,0 12,0 0,8000 15
7,0 14,0 0,8000 17
8,0 16,0 0,8000 20
9.0 18,0 0,8000 22
10,0 20,0 0,8000 25
11,0 22,0 0,8000 27
12,0 24,0 0,8000 30
16,0 32,0 2,5000 13
20,0 40,0 2,5000 16
25,0 50,0 2,5000 20
50,0 100,0 8,0000 12
8 Measurement of the surface roughness of gear tooth flanks
This clause describes the preferred values of parameters, the cut off and evaluation length, and the procedures for the
measurement of the tooth and root fillet surface textures of cylindrical involute gears.
When measuring surface roughness, the path of the stylus should be perpendicular to the direction of the lay of the
surface. See the directions indicated in Figures 7 and 8. The measurement should also be perpendicular to the
surface. Therefore, the curvature of the tooth surface shall be followed as close as possible by the stylus.
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ISO/TR 10064-4:1998(E)
Key
1 Fillet radius
2 Skid radius
3 Arc of measurement
4 Rotation axis
5 Offset of stylus axis
Figure 8 — Measurement of root fillet roughness
When the roughness of the fillet surface at the root of a gear tooth is measured, one direction is to be at right angles to
the helix, and for this, special methods may be required. One suitable arrangement is shown in Figure 8 wherein the
sensing head, with a skid radius, r, smaller than the fillet radius, R, in front of the stylus, is so mounted on a rotatable
spindle that when turning the spindle through an angle of about 100°, the stylus tip describes a circular arc
approximation of the tooth root fillet. When fillets are sufficiently large and with careful positioning of such a device,
roughness measurements can be made.
NOTE The skid radius, r, used directly on a surface should be such that r > (50 λc) to avoid measuring uncertainty due to skid.
Alternatively, an inverted replica can be prepared, using a suitable casting material (resin etc.), for measurement using
a skid type measuring instrument. This method is especially useful when the roughness of the tooth root fillets of fine
pitch gears is to be measured. When this method is used, it is important to bear in mind during the evaluation that
profile recordings are inverted.
8.1 Evaluating measurements results
Directly measured roughness parameters can be compared directly with specified allowable values.
A parameter value is usually determined as the mean of several values from a number of contiguous sampling lengths
taken along the profile. But it should be taken into account that surface roughness can change systematically along the
course of the gear flank. Therefore it can be advantageous to determine the roughness values for the single contiguous
sampling lengths. To improve the statistical certainty of the values, arithmetic mean values can be calculated from
several parallel traces.
Best results can be expected if the profile is measured without a skid relative to a reference. This is the case with the
equipment mentioned under point b and point d in clause 7.
Referring to clause 7, roughness, waviness, form and form deviations are assessed simultaneously.
To separate, in this case, roughness from the longer wave content of the profile, first the nominal form component has
to be eliminated before filtering with a phase correct filter according to ISO 11562 and ISO 4288.
When gear tooth profiles are too small to make a measurement on five adjacent sampling lengths, measurement over
single sampling lengths on separate teeth is permitted (see ISO 4288:1996, clause 7).
11
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ISO/TR 10064-4:1998(E)
To prevent a loss of a part of the evaluation length by using a filter, it is possible to evaluate roughness over single
sampling lengths without the standardized filtering procedure. Figure 9 explains the filtering effect for suppressing form,
etc., by subdividing the traced profile (without filter) in short sampling lengths, l , l , l , etc. For comparable results to
1 2 3
the standardized method with filter, the sampling lengths should be of the same value as the cut-off value, λc.
Key
1 Filtered with straight line mean
2 Amplitude
3 Unfiltered
Figure 9 — Influence of the sampling length and filtering
8.2 Parameter values
Values derived from parameters are to be compared with specified values. Specified parameter values should
preferably be chosen from the ranges shown in Tables 3 and 4. Either Ra or Rz may be used as a criteria, but both
should not be used on the same part.
There is no direct relation between the gear accuracy grades according to ISO 1328-1 and the roughness classes of
Tables 3 and 4.
NOTE The equivalent surface condition classes in these Tables for Ra and Rz do not correspond to specific manufacturing
practices. This particularly applies for the values listed in classes 1 through 4.
Table 3 — Recommended limit values for Table 4 — Recommended limit values for ten
arithmetic mean deviation, Ra, in μm point height irregularities, Rz, in μm
Ra Rz
Class Module in mm Class Module in mm
m , 66
1 0,04 1 0,25
2 0,08 2 0,50
3 0,16 3 1,0
4 0,32 4 2,0
5 0,5 0,63 0,80 5 3,2 4,0 5,0
6 0,8 1,00 1,25 6 5,0 6,3 8,0
7 1,25 1,6 2,0 7 8,0 10,0 12,5
8 2,0 2,5 3,2 8 12,5 16 20
9 3,2 4,0 5,0 9 20 25 32
10 5,0 6,3 8,0 10 32 40 50
11 10,0 12,5 16 11 63 80 100
12 20 25 32 12 125 160 200
12
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ISO/TR 10064-4:1998(E)
8.3 The Abbott Firestone curve (material ratio curve) of roughness profile
Parameters describing the functional characteristics of surface roughness which are relevant to highly stressed contact
surfaces are defined by the material ratio curve (see ISO 4287).
For highly stressed contact surfaces it is also essential that prescribed limits of shape and waviness deviations be kept
to very small values.
The parameters characterize the shape of the material ratio curve and thereby the height and nature of the roughness
profile. A fully representative, error free, filtered roughness profile is a prerequisite for the surface texture assessment
process described in the following paragraphs.
8.3.1 Terms associated with material ratio curve
a) Intersection line: A line parallel to the mean line which cuts the roughness profile. See Figure 10a;
b) Material length: The sum of those section lengths of the intersection line which lie within the profile peaks,
expressed as a percentage of the evaluation length (see ISO 4287:1997, 3.2.14 for material length of profile at
level, c).
a) Relationships between roughness profile and material ratio curve
b) Approximation of material ratio curve by 3 straight lines
Figure 10 — Characteristic values of the material ratio curve according to ISO 13565-2
13
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ISO/TR 10064-4:1998(E)
8.3.2 Structure of the material ratio curve
Coordinates of each point on the material ratio curve of roughness profile are:
a) On the x axis: The material lengths of five contiguous sampling lengths, expressed as a percentage of the
evaluation length;
b) On the z axis: The ordinate to the line intersecting the roughness profile. See Figure 10a.
8.3.3 Parameters of the material ratio curve
a) Roughness core profile: The roughness core profile is the roughness profile excluding the protruding peaks and
deep valleys; see ISO 13565-2:1996, 3.1.
b) Core roughness depth, Rk, in μm: The core roughness depth is the depth of the roughness core profile (figure
10b); see ISO 13565-2:1996, 3.1.1.
c) Material portion, Mr1, in %: The material portion, Mr1, is determined for the intersection line which separates the
protruding peaks from the roughness core profile; see ISO 13565-2:1996, 3.1.2.
d) Material position, Mr2, in %: The material portion, Mr2, is determined for the intersection line which separates
the deep valleys from the roughness core profile; see ISO 13565-2:1996, 3.1.3.
e) Reduced peak height, Rpk, in μm: The reduced peak height, Rpk, is the averaged height of the protruding
peaks above the roughness core profile; see ISO 13565-2:1996, 3.2.
f) Reduced valley depth, Rvk, in μm: The reduced valley depth, Rvk, is the averaged depth of the profile valleys
projecting through the roughness core profile; see ISO 13565-2:1996, 3.3.
NOTE The averaging process in 8.3.5 reduces the effect of outlier values on Rpk and Rvk.
8.3.4 Material ratio curve measurement conditions
a) Material ratio curve measurement instrumentation: It is recommended that measurements intended for
determination of material ratio curve parameters be executed using stylus instruments with geometrical surface or
reference line generator control of the stylus path.
b) Measurement direction: The measurement path which gives the largest value of roughness is to be chosen.
8.3.5 Determination of the parameters of the material ratio curve
8.3.5.1 Determination of Rk, Mr1, Mr2
In a section between abscissa Mr1 and Mr2, 40% apart, draw through the material ratio curve the mean straight line
having the smallest gradient relative to the x-axis, see Figure 11
...
SLOVENSKI STANDARD
SIST ISO/TR 10064-4:2002
01-julij-2002
9DOMDVWL]REQLNL6PHUQLFH]DPHULWYHGHO 3ULSRURþLOD]DNRQWURORWHNVWXUH
ERNRY]RELQVOLNHQRãHQMD
Code of inspection practice -- Part 4: Recommendations relative to surface texture and
tooth contact pattern checking
Code pratique de réception -- Partie 4: Recommandations relatives à la rugosité de
surface et au contrôle de la marque de portée
Ta slovenski standard je istoveten z: ISO/TR 10064-4:1998
ICS:
21.200 Gonila Gears
SIST ISO/TR 10064-4:2002 en
2003-01.Slovenski inštitut za standardizacijo. Razmnoževanje celote ali delov tega standarda ni dovoljeno.
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SIST ISO/TR 10064-4:2002
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SIST ISO/TR 10064-4:2002
TECHNICAL ISO/TR
REPORT 10064-4
First edition
1998-10-15
Cylindrical gears — Code of inspection
practice
Part 4:
Recommendations relative to surface texture
and tooth contact pattern checking
Engrenages cylindriques — Code pratique de réception —
Partie 4: Recommandations relatives à la rugosité de surface et au contrôle
de la marque de portée
A Reference number
ISO/TR 10064-4:1998(E)
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ISO/TR 10064-4:1998(E)
Contents Page
Introduction.iv
1 Scope . 1
2 References. 1
Symbols and definitions . 2
3
Surface texture. 6
4
Functional considerations . 7
5
Data given in drawings. 8
6
Measuring instruments. 8
7
Measurement of the surface roughness of gear tooth flanks. 10
8
Inspection of tooth contact pattern. 17
9
Controlling gear tooth alignment with contact patterns . 21
Annex A
Bibliography. 25
© ISO 1998
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 the publisher.
International Organization for Standardization
Case postale 56 • CH-1211 Genève 20 • Switzerland
Internet iso@iso.ch
Printed in Switzerland
ii
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ISO
ISO/TR 10064-4:1998(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.
The main task of technical committees is to prepare International Standards, but in exceptional circumstances a
technical committee may propose the publication of a Technical Report of one of the following types:
— type 1, when the required support cannot be obtained for the publication of an International Standard, despite
repeated efforts;
— type 2, when the subject is still under technical development or where for any other reason there is a future but not
immediate possibility of an agreement on an International Standard;
— type 3, when a technical committee has collected data of a different kind from that which is normally published as
an International Standard ("state of the art", for example).
Technical Reports of types 1 and 2 are subject to review within three years of publication to decide whether they can
be transformed into International Standards. Technical Reports of type 3 do not necessarily have to be reviewed until
the data they provide are considered to be no longer valid or useful.
ISO/TR 10064-4, which is a Technical Report of type 3, was prepared by Technical Committee ISO/TC 60, Gears.
ISO 10064 consists of the following parts, under the general title Cylindrical gears — Code of inspection practice:
— Part 1: Inspection of corresponding flanks of gear teeth
— Part 2: Inspection related to radial composite deviations, runout, tooth thickness and backlash
— Part 3: Recommendations relative to gear blanks, shaft centre distance and parallelism of axes
— Part 4: Recommendations relative to surface texture and tooth contact pattern checking
iii
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ISO
ISO/TR 10064-4:1998(E)
Introduction
In the course of revising ISO 1328:1975, it was decided that descriptions and numerical values relative to surface
texture and tooth contact pattern checking should be published under separate cover as a Technical Report, type 3.
For the general replacement of ISO 1328:1975, a system of documents as listed in clause 2 (References), together
with this Technical Report, has been established.
iv
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TECHNICAL REPORT ISO ISO/TR 10064-4:1998(E)
Cylindrical gears — Code of inspection practice
Part 4:
Recommendations relative to surface texture and tooth contact pattern
checking
1 Scope
This part of ISO/TR 10064 provides recommendations on measurement considerations for surface roughness and
tooth contact pattern checking of gear flanks.
Numerical values given in this document are not to be regarded as strict ISO accuracy criteria, but may serve as a
guide for mutual agreements, for steel or iron components.
2 References
ISO 53:1998, Cylindrical gears for general and heavy engineering — Standard basic rack tooth profile.
ISO 1302:1992, Technical drawings — Methods of indicating surface texture.
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 1328-2:1996, Cylindrical gears — ISO System of accuracy — Part 2: Definitions and allowable values of
deviations relevant to radial composite deviations and runout.
ISO 3274:1996, Geometrical Product Specifications (GPS) — Surface texture: Profile method — Nominal
characteristics of contact (stylus) instruments.
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 11562:1996, Geometrical Product Specifications (GPS) — Surface texture: Profile method — Metrological
characteristics of phase correct filters.
ISO 13565-1:1996, Geometrical Product Specifications (GPS) — Surface texture: Profile method; Surfaces having
stratified functional properties — Part 1: Filtering and general measurement conditions.
ISO 13565-2:1996, Geometrical Product Specifications (GPS) — Surface texture: Profile method; Surfaces having
stratified functional properties — Part 2: Height characterization using the linear material ratio curve.
1
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ISO/TR 10064-4:1998(E)
3 Symbols and definitions
3.1 Symbols
Symbols used for deviations of individual element measurements are composed of lower case letters, such as “f ”, with
subscripts, whereas symbols used for “total” deviations, which may represent combinations of several individual
element deviations, are composed of capital letters, such as “F ”, also with subscripts. Only symbols for quantities used
in this part of ISO/TR 10064 are given in Table 1.
Table 1 — Symbols used within ISO/TR 10064-4
Symbol Term Units
f amplitude of undulation μm
wβ
b larger length of contact pattern %
c1
smaller length of contact pattern %
b
2
c
h larger height of contact pattern %
c1
h smaller height of contact pattern %
c2
lr sampling length for roughness profile mm
ln evaluation length (Default is normally ln = 5 x lr mm
— see ISO 4287:1997, table C.2 and ISO 4288:1996, 4.4.)
Mr material length mm
Mr1 & Mr2 material portion %
Ra arithmetical mean deviation of the roughness profile μm
Rk core roughness depth μm
reduced peak height —
Rpk
Rvk reduced valley depth —
Rz maximum height of the roughness profile (see ISO 4287) μm
Z(x) ordinate value μm
λ wavelength mm
λ wavelength cutoff (and short wave cut-off for waviness) mm
c
λs short wavelength cutoff for roughness mm
3.2 Terms and definitions
3.2.1 General terms
3.2.1.1
surface lay
The direction of the predominant surface pattern (see Figure 1a).
NOTE Surface lay is ordinarily determined by the production method used.
3.2.1.2
roughness
The irregularities of the roughness profile (see 3.2.2.1). It is the component of surface texture inherent in the production
process but excluding waviness and deviation of form.
3.2.1.3
waviness
The irregularities of the waviness profile (see 3.2.2.2). That component of surface texture upon which roughness is
superimposed (see Figures 1a, 1b, 1c). In general, for machined gear tooth surfaces the waviness spacing is
significantly greater than the roughness spacing.
2
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Key
1 Lay (direction of dominant pattern)
2 Waviness
3 Roughness
4 Roughness spacing
5 Waviness spacing
Figure 1a — Surface characteristics and terms
Key
1 Waviness spacing
2 Roughness spacing
3 Working tooth depth
Figure 1b — Enlarged example of the surface texture profile of an involute tooth
Key
1 Distance equal to working tooth depth
2 Waviness
3 Roughness
4 Working tooth depth
Figure 1c — Enlarged example of the surface texture profile along a tooth
3
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3.2.2 Terms associated with the assessment of surface profile
3.2.2.1
roughness profile
The transmission band for roughness profiles is defined by the λc and λs profile filters (see ISO 11562:1996, clause 3),
see Figure 1.
NOTE 1 The roughness profile is the basis for evaluation on the roughness profile parameters.
NOTE 2 The default relationship between λc and λs is given in ISO 11562:1996, clause 3.2.
3.2.2.2
waviness profile
The periodic part of the long wave component after the use of the profile filter λc.
3.2.2.3
mean line for the roughness profile
The mean line is the long wave profile component suppressed by the profile filter λc (see ISO 11562:1996, 3.2.1).
NOTE The mean line for the roughness profile is the reference line from which the profile ordinate Z(x) is measured, see Figure 2.
Key
1 Mean line
2 Sampling lengths
3 Evaluation length
Figure 2 — Measurement lengths
3.2.2.4
ordinate value
The height of the assessed profile at any position x.
3.2.2.5
sampling length, lr, for roughness
The length in the direction of the x-axis used for identifying the irregularities characterizing the profile under evaluation.
The sampling length for roughness lr is numerically equal to the characteristic wavelength of the profile filter λc (see
ISO 4287).
3.2.2.6
evaluation length, ln
The length in the direction of the x-axis used for assessing the profile under evaluation. The evaluation length may
contain one or more sampling lengths (see ISO 4287).
3.2.2.7
cut-off wavelength, λc, of profile filters (phase, correct, gaussian)
The wave length of a sinusoidal profile of which 50% of the amplitude is transmitted by the profile filter (see
ISO 11562).
4
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3.2.2.8
cut-off ratio
The ratio of the long wave length characteristic cut-off to the short wave length characteristic cut-off of a given
transmission band (see ISO 11562).
3.2.3 Terms related to surface roughness parameters
3.2.3.1
maximum heights of roughness profile, Rz
The sum of the height of the largest profile peak height, Zp, and the largest profile valley depth, Zv, within a sampling
length (see ISO 4287:1997, 4.1.3 and Figure 9).
NOTE Usually this parameter is measured as a mean value of five adjacent sampling lengths. The evaluation length then consists
of five sampling lengths (see Figure 3).
Key
1 Evaluation length, In
2 Traversed length
Figure 3 — Maximum height of roughness profile
3.2.3.2
arithmetical mean deviations of the roughness profile, Ra
The arithmetical mean of the absolute ordinate values Z(x) within a sampling length (see ISO 4287:1997, 4.2.1).
lr
1
Ra = zx dx (1)
� ()
lr 0
where
lr is the sampling length for Ra;
Z(x), Z are the ordinate values.
i
NOTE The arithmetical mean deviation, Ra, is determined by an evaluation length of five adjacent sampling lengths (see Figure 4
and ISO 4288).
Key
1 Mean line
Figure 4 — Arithmetic mean deviation of the roughness profile, Ra
5
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3.2.4
gear tooth undulations
Undulations are periodic waviness in a tooth surface. A special form of undulations meets the following criteria:
— the lay is approximately parallel to the lines of contact (with the mating gear);
— the number of waves projected on a pitch circle (in a plane of rotation) is an integer, see Figure 5;
— they are a likely cause of noise.
Key
1 Projections on pitch cylinder
2 Crests of undulations
(with lay approximately parallel
to lines of contact)
3 Path of contact
4 Angle of roll between undulations
5 Pitch circle
6 Base circle
7 Section in plane of rotation
Figure 5 — Undulations in a helical gear
4 Surface texture
Experimental investigations and service experience indicate that a relationship exists between grades of surface
texture and aspects of gear load capacity. The influence of surface roughness on the pitting resistance and bending
strength of gear teeth is addressed in ISO 6336, Parts 2 and 3 respectively; its influence on scuffing is discussed in
ISO/TR 13989.
As well as roughness, waviness and other features of surface texture can influence the surface fatigue resistance of
materials. Because of this, it is prudent to make an unfiltered profile recording of the surface texture of the teeth of
gears when high standards of performance and reliability are demanded.
In this Technical Report no recommendations are made concerning the grades of surface roughness, waviness and
form or type of lay suitable for specific purposes, nor are causes of such irregularities identified.
CAUTION It is strongly recommended that before prescribing limits for features of the surface texture of gear teeth,
designers of gears and gear engineers should familiarize themselves with ISO standards and other literature on the
subject. See references in clause 2.
6
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5 Functional considerations
The functional characteristics of gear teeth that are affected by surface texture can be separated into categories:
— transmission accuracy (noise and vibration);
— surface load carrying ability (such as pitting, scuffing, and wear);
— bending strength (root fillet condition).
5.1 Transmission accuracy
Surface texture can be described as having two major forms: roughness and waviness.
Transmission errors can be caused by surface waviness or undulations in the tooth surface. The effect depends on the
direction of the lay of the waves relative to the instantaneous line of contact and its path. If the lay of the waves is
parallel to the instantaneous line or area of contact (perpendicular to the path of contact), a high pitched whine can
occur in the gear mesh (ghost harmonics above mesh frequency).
In a few cases, surface roughness can make a difference in the character of gear noise (smooth vs. rough quality). It
does not normally contribute to the noise occurring at gear mesh frequency and its harmonics.
5.2 Load carrying ability
Surface texture can affect the gear tooth endurance in two general areas: surface deterioration and tooth breakage.
5.2.1 Surface deterioration
Surface deterioration is described in terms of wear, scuffing or scoring, pitting, etc. Surface roughness and waviness
on the tooth profile is of concern. The surface texture, temperature and lubricant determine the elasto-hydrodynamic
(EHD) film thickness, which affects the endurance of the tooth surface.
5.2.2 Bending strength
Tooth breakage can be the result of fatigue (high cyclic stress). Surface texture effect on stress in the fillet region is of
concern as an influential factor.
5.3 Effect on measurement method
The measurement method instrumentation, location, direction, and analysis (filter, etc.) must be chosen to represent
the functional area of the tooth and the path of contact.
7
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6 Data given in drawings
When specified by the customer, or when design and operational requirements make it necessary, an appropriate
value of surface roughness for the finished condition is to be stated in the drawing as shown in Figures 6a and 6b.
a = Ra or Rz, μm
b = production process, surface treatment etc.
c = sampling length
d = direction of lay
e = machining allowance
f = other roughness values (in brackets)
Figure 6a — Symbols for surface texture
Key
1 Tooth flank excluding fillet
2 Tooth flank including fillet
Figure 6b — Symbols for roughness and direction of lay
7 Measuring instruments
Stylus type measuring instruments are commonly used for the measurement of roughness. The measurement can be
taken with the following equipment, that includes characteristics that influence the uncertainty of measurement (see
Figure 7):
a) one skid or by a pair of skids which slide over the surface to be measured (instrument with a straight reference
plane);
b) a skid which slides over a reference plane having the form of the nominal surface;
c) an adjustable or programmable reference line generator in combination with a skid, e. g. realized by a coordinate
measuring machine;
d) assessment of form, waviness and roughness by a skidless pickup and straight datum combined with a large
measuring range.
To comply with ISO standards, the tip radius of the stylus is to be 2 μm, or 5 μm, or 10 μm. The stylus angle may be
60° or 90°. Further details of instrument features can be found in ISO 3274. The report of the surface measurement
should indicate tip radius and angle of stylus.
8
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ISO
ISO/TR 10064-4:1998(E)
Grinding Grinding Grinding
(indexing form) (continuous form) (crosshatch)
Hobbing Shaping Shaving (plunge)
Honing Shaving Honing
(external) (conventional) (internal)
Direction of traverse Instrument type
1 and 3
Side mounted skid
Instrument
with a skid
2
Front mounted skid
2*
Instrument with reference guide
preferred direction of measuring traverse direction of measurement traverse for the
for the determination of: Rz, Ra, Rk determination of additional information such
as the height of small feed marks
Figure 7 — Instrument features and directions of measurement traverse relative to manufacturing
9
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ISO
ISO/TR 10064-4:1998(E)
For the measurement of roughness or waviness it is necessary to use a skidless pickup and a filter with a defined cut-
off, which will suppress the long wave components or the short wave components of the surface profile. Instruments
are available with only certain specific cutoffs. Refer to Table 2 for appropriate cutoff wavelengths. Care must be taken
to select the appropriate stylus tip radius, sampling length and cut off filter; see ISO 3274, ISO 4288 and ISO 11562,
otherwise a systematic error of measurement may occur.
Functional considerations of the effects of waviness, direction of lay and measuring instruments may require the choice
of a different cutoff value.
Table 2 —Filtering and cutoff wavelengths
Cutoffs in
Standard working Standard
Module working tooth
tooth depth cutoff
depth
mm mm mm
1,5 3,0 0,2500 12
2,0 4,0 0,2500 16
2,5 5,0 0,2500 20
3,0 6,0 0,2500 24
4,0 8,0 0,8000 10
5,0 10,0 0,8000 12
6,0 12,0 0,8000 15
7,0 14,0 0,8000 17
8,0 16,0 0,8000 20
9.0 18,0 0,8000 22
10,0 20,0 0,8000 25
11,0 22,0 0,8000 27
12,0 24,0 0,8000 30
16,0 32,0 2,5000 13
20,0 40,0 2,5000 16
25,0 50,0 2,5000 20
50,0 100,0 8,0000 12
8 Measurement of the surface roughness of gear tooth flanks
This clause describes the preferred values of parameters, the cut off and evaluation length, and the procedures for the
measurement of the tooth and root fillet surface textures of cylindrical involute gears.
When measuring surface roughness, the path of the stylus should be perpendicular to the direction of the lay of the
surface. See the directions indicated in Figures 7 and 8. The measurement should also be perpendicular to the
surface. Therefore, the curvature of the tooth surface shall be followed as close as possible by the stylus.
10
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ISO
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Key
1 Fillet radius
2 Skid radius
3 Arc of measurement
4 Rotation axis
5 Offset of stylus axis
Figure 8 — Measurement of root fillet roughness
When the roughness of the fillet surface at the root of a gear tooth is measured, one direction is to be at right angles to
the helix, and for this, special methods may be required. One suitable arrangement is shown in Figure 8 wherein the
sensing head, with a skid radius, r, smaller than the fillet radius, R, in front of the stylus, is so mounted on a rotatable
spindle that when turning the spindle through an angle of about 100°, the stylus tip describes a circular arc
approximation of the tooth root fillet. When fillets are sufficiently large and with careful positioning of such a device,
roughness measurements can be made.
NOTE The skid radius, r, used directly on a surface should be such that r > (50 λc) to avoid measuring uncertainty due to skid.
Alternatively, an inverted replica can be prepared, using a suitable casting material (resin etc.), for measurement using
a skid type measuring instrument. This method is especially useful when the roughness of the tooth root fillets of fine
pitch gears is to be measured. When this method is used, it is important to bear in mind during the evaluation that
profile recordings are inverted.
8.1 Evaluating measurements results
Directly measured roughness parameters can be compared directly with specified allowable values.
A parameter value is usually determined as the mean of several values from a number of contiguous sampling lengths
taken along the profile. But it should be taken into account that surface roughness can change systematically along the
course of the gear flank. Therefore it can be advantageous to determine the roughness values for the single contiguous
sampling lengths. To improve the statistical certainty of the values, arithmetic mean values can be calculated from
several parallel traces.
Best results can be expected if the profile is measured without a skid relative to a reference. This is the case with the
equipment mentioned under point b and point d in clause 7.
Referring to clause 7, roughness, waviness, form and form deviations are assessed simultaneously.
To separate, in this case, roughness from the longer wave content of the profile, first the nominal form component has
to be eliminated before filtering with a phase correct filter according to ISO 11562 and ISO 4288.
When gear tooth profiles are too small to make a measurement on five adjacent sampling lengths, measurement over
single sampling lengths on separate teeth is permitted (see ISO 4288:1996, clause 7).
11
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To prevent a loss of a part of the evaluation length by using a filter, it is possible to evaluate roughness over single
sampling lengths without the standardized filtering procedure. Figure 9 explains the filtering effect for suppressing form,
etc., by subdividing the traced profile (without filter) in short sampling lengths, l , l , l , etc. For comparable results to
1 2 3
the standardized method with filter, the sampling lengths should be of the same value as the cut-off value, λc.
Key
1 Filtered with straight line mean
2 Amplitude
3 Unfiltered
Figure 9 — Influence of the sampling length and filtering
8.2 Parameter values
Values derived from parameters are to be compared with specified values. Specified parameter values should
preferably be chosen from the ranges shown in Tables 3 and 4. Either Ra or Rz may be used as a criteria, but both
should not be used on the same part.
There is no direct relation between the gear accuracy grades according to ISO 1328-1 and the roughness classes of
Tables 3 and 4.
NOTE The equivalent surface condition classes in these Tables for Ra and Rz do not correspond to specific manufacturing
practices. This particularly applies for the values listed in classes 1 through 4.
Table 3 — Recommended limit values for Table 4 — Recommended limit values for ten
arithmetic mean deviation, Ra, in μm point height irregularities, Rz, in μm
Ra Rz
Class Module in mm Class Module in mm
m , 66
1 0,04 1 0,25
2 0,08 2 0,50
3 0,16 3 1,0
4 0,32 4 2,0
5 0,5 0,63 0,80 5 3,2 4,0 5,0
6 0,8 1,00 1,25 6 5,0 6,3 8,0
7 1,25 1,6 2,0 7 8,0 10,0 12,5
8 2,0 2,5 3,2 8 12,5 16 20
9 3,2 4,0 5,0 9 20 25 32
10 5,0 6,3 8,0 10 32 40 50
11 10,0 12,5 16 11 63 80 100
12 20 25 32 12 125 160 200
12
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8.3 The Abbott Firestone curve (material ratio curve) of roughness profile
Parameters describing the functional characteristics of surface roughness which are relevant to highly stressed contact
surfaces are defined by the material ratio curve (see ISO 4287).
For highly stressed contact surfaces it is also essential that prescribed limits of shape and waviness deviations be kept
to very small values.
The parameters characterize the shape of the material ratio curve and thereby the height and nature of the roughness
profile. A fully representative, error free, filtered roughness profile is a prerequisite for the surface texture assessment
process described in the following paragraphs.
8.3.1 Terms associated with material ratio curve
a) Intersection line: A line parallel to the mean line which cuts the roughness profile. See Figure 10a;
b) Material length: The sum of those section lengths of the intersection line which lie within the profile peaks,
expressed as a percentage of the evaluation length (see ISO 4287:1997, 3.2.14 for material length of profile at
level, c).
a) Relationships between roughness profile and material ratio curve
b) Approximation of material ratio curve by 3 straight lines
Figure 10 — Characteristic values of the material ratio curve according to ISO 13565-2
13
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ISO/TR 10064-4:1998(E)
8.3.2 Structure of the material ratio curve
Coordinates of each point on the material ratio curve of roughness profile are:
a) On the x axis: The material lengths of five contiguous sampling lengths, expressed as a percentage of the
evaluation length;
b) On the z axis: The ordinate to the line intersecting the roughness profile. See Figure 10a.
8.3.3 Parameters of the material ratio curve
a) Roughness core profile: The roughness core profile is the roughness profile excluding the protruding peaks and
deep valleys; see ISO 13565-2:1996, 3.1.
b) Core roughness depth, Rk, in μm: The core roughness depth is the depth of the roughness core profile (figure
10b); see ISO 13565-2:1996, 3.1.1.
c) Material portion, Mr1, in %: The material portion, Mr1, is determined for the intersection line which separates the
protruding peaks from the roughness core profile; see ISO 13565-2:1996, 3.1.2.
d) Material position, Mr2, in %: The material portion, Mr2, is determined for the intersection lin
...
RAPPORT ISO/TR
TECHNIQUE 10064-4
Première édition
1998-10-15
Engrenages cylindriques — Code pratique
de réception —
Partie 4:
Recommandations relatives à la rugosité de
surface et au contrôle de la marque de portée
Cylindrical gears — Code of inspection practice —
Part 4: Recommendations relative to surface texture and tooth contact
pattern checking
A Numéro de référence
ISO/TR 10064-4:1998(F)
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ISO/TR 10064-4:1998(F)
Sommaire Page
1 Domaine d’application .1
2 Références.1
3 Symboles et définitions .2
4 Rugosité de surface.7
5 Considérations fonctionnelles .7
6 Données fournies dans les schémas.8
7 Instruments de mesure .8
8 Mesure de la rugosité de surface des flancs de dents .11
9 Contrôle de la marque de portée.18
Annexe A Contrôle de l'alignement des dents par l'utilisation des marques de portée .21
Bibliographie.25
© ISO 1998
Droits de reproduction réservés. Sauf prescription différente, aucune partie de cette publication ne peut être reproduite ni utilisée sous quelque
forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique, y compris la photocopie et les microfilms, sans l'accord écrit de l'éditeur.
Organisation internationale de normalisation
Case postale 56 • CH-1211 Genève 20 • Suisse
Internet iso@iso.ch
Imprimé en Suisse
ii
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ISO
ISO/TR 10064-4:1998(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 électro-
technique internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Le tâche principale des comités techniques est d'élaborer les Normes internationales. Exceptionnellement, un
comité technique peut proposer la publication d'un rapport technique d'un des types suivants:
type 1, lorsque, en dépit de maints efforts, l’accord requis ne peut être réalisé en faveur de la publication d’une
Norme internationale;
type 2, lorsque le sujet en question est encore en cours de développement technique ou lorsque, pour toute
autre raison, la possibilité d’un accord pour la publication d’une Norme internationale peut être envisagée pour
l’avenir mais pas dans l’immédiat;
type 3, lorsqu’un comité technique a réuni des données de nature différente de celles qui sont normalement
publiées comme Normes internationales (ceci pouvant comprendre des informations sur l’état de la technique,
par exemple).
Les rapports techniques de type 1 et 2 font l’objet d’un nouvel examen trois ans au plus tard après leur publication
afin de décider éventuellement de leur transformation en Normes internationales. Les rapports techniques de type 3
ne doivent pas nécessairement être révisés avant que les données fournies ne soient plus jugées valables ou
utiles.
L'ISO/TR 10064-4, rapport technique du type 3, a été élaboré par le comité technique ISO/TC 60, Engrenages.
L'ISO 10064 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre général Engrenages cylindriques — Code
pratique de réception:
— Partie 1: Contrôle relatif aux flancs homologues de la denture
— Partie 2: Contrôle relatif aux écarts composés radiaux, au faux-rond, à l'épaisseur de dent et au jeu entre dents
— Partie 3: Recommandations relatives aux roues brutes, à l'entraxe et au parallélisme des axes
— Partie 4: Recommandations relatives à la rugosité de surface et au contrôle de la marque de portée
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ISO
ISO/TR 10064-4:1998(F)
Introduction
Au cours de la révision de l'ISO 1328:1975, il a été accepté que les descriptions et les valeurs numériques relatives
à la rugosité de surface et au contrôle de la marque de portée soient publiées dans un document séparé comme
rapport technique de type 3. Pour le remplacement général de l'ISO 1328:1975, un système de documents,
comprenant le présent rapport technique, comme énuméré à l'article 2 (Références), a été établi.
iv
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RAPPORT TECHNIQUE © ISO ISO/TR 10064-4:1998(F)
Engrenages cylindriques — Code pratique de réception —
Partie 4:
Recommandations relatives à la rugosité de surface et au contrôle
de la marque de portée
1 Domaine d’application
La présente partie de l’ISO/TR 10064 fournit des recommandations concernant les mesures de la rugosité de
surface et le contrôle de la marque de portée des flancs des dents d'engrenages.
Les valeurs numériques données dans ce document ne doivent pas être considérées comme des critères de qualité
ISO au sens strict, mais peuvent également servir de guide pour des accords mutuels, pour des pièces en acier ou
en fonte.
2 Références
ISO 53:1998, Engrenages cylindriques de mécanique générale et de grosse mécanique — Tracé de référence.
ISO 1302:1992, Dessins techniques — Indication des états de surface.
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 1328-2:1997, Engrenages cylindriques — Système ISO de précision — Partie 2: Définitions et valeurs
admissibles des écarts composés radiaux et information sur le faux-rond.
ISO 3274:1996, Spécification géométrique des produits (GPS) — État de surface: Méthode du profil —
Caractéristiques nominales des appareils à contact (palpeur).
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 11562:1996,
Spécification géométrique des produits (GPS) — État de surface: Méthode du profil —
Caractéristiques métrologiques des filtres à phase correcte.
ISO 13565-1:1996, Spécification géométrique des produits (GPS) — État de surface: Méthode du profil; surfaces
ayant des propriétés fonctionnelles différentes suivant les niveaux — Partie 1: Filtrage et conditions générales de
mesurage.
ISO 13565-2:1996, Spécification géométrique des produits (GPS) — État de surface: Méthode du profil; surfaces
ayant des propriétés fonctionnelles différentes suivant les niveaux — Partie 2: Caractérisation des hauteurs par la
courbe de taux de longueur portante.
1
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ISO/TR 10064-4:1998(F)
3 Symboles et définitions
3.1 Symboles
Les symboles utilisés pour les écarts individuels de mesures sont composés de lettres minuscules, comme «f»,
avec des indices, alors que les symboles utilisés pour les écarts «totaux», qui peuvent représenter une
combinaison de plusieurs écarts individuels sont composés de lettres majuscules, comme «F», avec également des
indices. Seuls les symboles des grandeurs utilisées dans la présente partie de l'ISO/TR 10064 sont donnés dans le
Tableau 1.
Tableau 1 — Symboles utilisés dans l'ISO/TR 10064-4
Symbole Terme Unités
f amplitude d'ondulation μm
wβ
b longueur la plus grande de la marque de portée %
c1
b longueur la plus petite de la marque de portée %
c2
h hauteur la plus grande de la marque de portée %
c1
h hauteur la plus petite de la marque de portée %
c2
lr longueur d'échantillonnage pour l'évaluation des paramètres de rugosité mm
ln longueur d'évaluation (par défaut c'est normalement ln = 5 x lr mm
— voir ISO 4287:1997, Tableau C.2 et ISO 4288:1996, 4.4)
Mr longueur de matière mm
Mr1 & Mr2 pourcentage de matière %
Ra écart arithmétique moyen du profil de rugosité μm
Rk hauteur de rugosité centrale μm
Rpk hauteur de crête réduite —
Rvk profondeur de creux réduite —
Rz hauteur maximale du profil de rugosité (voir ISO 4287) μm
Z(x) ordonnée μm
λ longueur d'onde mm
λc coupure de la longueur d'onde (et coupure de l'onde courte par rapport mm
à l'ondulation)
λs coupure de la longueur d'onde courte par rapport à la rugosité mm
2
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3.2 Termes et définitions
3.2.1 Termes généraux
3.2.1.1
orientation de surface
Direction du dessin de surface prédominant (voir Figure 1a).
NOTE La disposition de surface est habituellement déterminée par la méthode de fabrication utilisée.
3.2.1.2
rugosité
Irrégularités du profil de rugosité (voir 3.2.2.1). C'est la composante de l'état de surface propre au procédé de
fabrication mais qui ne comprend pas l'ondulation et les écarts de forme.
3.2.1.3
ondulation
Irrégularités du profil d'ondulation (voir 3.2.2.2). Composant de l'état de surface sur lequel se superpose la rugosité
(voir Figures 1a, 1b et 1c). Généralement, l'espacement d'ondulation des surfaces de dents taillées est bien plus
important que l'espacement de rugosité.
Légende
1 Disposition (direction de la marque
de portée dominante)
2 Ondulation
3 Rugosité
4 Espacement de rugosité
5 Espacement d’ondulation
Figure 1a — Caractéristiques et termes applicables à la surface
Légende
1 Espacement d’ondulation
2 Espacement de rugosité
3 Hauteur utile de la dent
Figure 1b — Exemple à grande échelle du profil de la rugosité de surface d’une dent à développante
3
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Légende
1 Distance égale à la hauteur de la dent
2 Ondulation
3 Rugosité
4 Hauteur utile de la dent
Figure 1c — Exemple à grande échelle du profil de la rugosité de surface le long d’une dent
3.2.2 Termes associés à l'évaluation du profil de surface
3.2.2.1
profil de rugosité
La bande passante des profils de rugosité est définie par les filtres de profil λc et λs (voir article 3 de
l'ISO 11562:1996), voir Figure 1.
NOTE 1 Le profil de rugosité est la base d'évaluation des paramètres du profil de rugosité.
NOTE 2 La relation par défaut entre λc et λs est donnée dans l'ISO 11562:1996, 3.2.
3.2.2.2
profil d'ondulation
Le profil d'ondulation est la partie périodique de la composante à grande longueur d'onde après l'utilisation du filtre
de profil λc.
3.2.2.3
ligne moyenne du profil de rugosité
La ligne moyenne est la composante grande longueur d'onde du profil supprimée par le filtre de profil λc (voir 3.2.1
de l'ISO 11562:1996).
NOTE La ligne moyenne du profil de rugosité est la ligne de référence à partir de laquelle est mesurée l'ordonnée du profil
Z(x), voir Figure 2.
Légende
1 Ligne moyenne
2 Longueurs d’échantillonnage
3 Longueur d’évaluation
Figure 2 — Longueurs de mesure
4
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3.2.2.4
valeur de l'ordonnée
Hauteur du profil évalué en tout point .
x
3.2.2.5
longueur d'échantillonnage, lr, pour la rugosité
Longueur dans la direction de l'axe des x utilisée pour identifier les irrégularités caractéristiques du profil soumis à
évaluation. La valeur de la longueur d'échantillonnage pour la rugosité lr est égale à la longueur d'onde
caractéristique du filtre de profil λc (voir l'ISO 4287).
3.2.2.6
longueur d'évaluation, ln
Longueur dans la direction de l'axe des x utilisée pour déterminer le profil soumis à évaluation. La longueur
d'évaluation peut contenir une ou plusieurs longueurs d'échantillonnage (voir l'ISO 4287).
3.2.2.7
longueur d'onde de coupure λc des filtres de profil (à phase corrigée, gaussien)
Longueur d'onde d'un profil sinusoïdal dont 50 % de l'amplitude est transmise par le filtre de profil (voir l'ISO 11562).
3.2.2.8
rapport de coupure
Rapport de la coupure caractéristique de la grande longueur d'onde et de la coupure caractéristique de la longueur
d'onde courte d'une bande passante donnée (voir l'ISO 11562).
3.2.3 Termes relatifs aux paramètres de rugosité de surface
3.2.3.1
hauteurs maximales du profil de rugosité, Rz
Somme de la hauteur de la plus grande crête de profil, Zp, et de la plus grande hauteur de creux de profil, Zv, pour
une longueur d'échantillonnage (voir 4.1.3 de l'ISO 4287:1997, et Figure 9).
NOTE Ce paramètre est habituellement mesuré comme la valeur moyenne de cinq longueurs d'échantillonnage contiguës.
La longueur d'évaluation se compose alors de cinq longueurs d'échantillonnage (voir Figure 3).
Légende
1 Longueur d’évaluation, In
2 Longueur transversale
Figure 3 — Hauteur maximale du profil de rugosité
3.2.3.2
écarts arithmétiques moyens du profil de rugosité
Moyenne arithmétique des valeurs absolues de l'ordonnée Z(x) sur une longueur d'échantillonnage (voir 4.2.1 de
l'ISO 4287:1997).
lr
1
Ra = zx dx (1)
()
∫
lr
0
où:
lr est la longueur d'échantillonnage de Ra;
5
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Z(x), Z sont les valeurs d'ordonnée.
i
NOTE L'écart arithmétique moyen, Ra, est déterminé par la longueur d'évaluation de cinq longueurs d'échantillonnage
contiguës (voir Figure 4 et ISO 4288).
Légende
1 Ligne moyenne
Figure 4 — Écart arithmétique moyen du profil de rugosité, Ra
3.2.4 ondulations des dents
Mouvements ondulatoires périodiques de surface d'une dent. Une forme particulière d'ondulation satisfait les
critères suivants:
la disposition est approximativement parallèle aux lignes de contact (avec la roue conjuguée);
le nombre d'ondes projetées sur un cercle primitif de fonctionnement (dans un plan de rotation) est un nombre
entier (voir Figure 5);
les ondulations sont une source potentielle de bruit.
Légende
1 Projection sur le cylindre primitif de
fonctionnement
2 Crêtes d’ondulations (la disposition
étant approximativement parallèle
aux lignes de conduite)
3 Ligne de conduite
4 Angle de roulement entre
les ondulations
5 Cercle primitif de fonctionnement
6 Cercle de base
7 Profil dans le plan de rotation
Figure 5 — Ondulations d’une roue hélicoïdale
6
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4 Rugosité de surface
Les recherches expérimentales et les expériences pratiques indiquent qu'une relation existe entre les classes de la
rugosité de surface et les aspects de la capacité de charge des engrenages. Les parties 2 et 3 de l'ISO 6336
traitent respectivement de l'influence de la rugosité de surface sur la résistance au piquage et sur la résistance à la
flexion des dents. L'ISO/TR 13989 traite de l'influence de la rugosité de surface sur le grippage.
Outre la rugosité, l'ondulation et d'autres caractéristiques de la rugosité de surface peuvent influencer la résistance
à la fatigue superficielle des matières. De ce fait, il est recommandé d'effectuer un enregistrement de profil non filtré
de la rugosité de surface des dents d'engrenages, lorsque des niveaux élevés de performance et de fiabilité sont
requis.
Le présent rapport technique ne formule aucune recommandation quant aux classes de la rugosité de surface, à
l'ondulation et à la forme ou au type de disposition appropriée à des applications spécifiques, de même qu'il
n'identifie pas les causes de ces irrégularités.
AVERTISSEMENT Il est fortement recommandé que les concepteurs d'engrenages et les spécialistes des
engrenages se familiarisent avec les normes ISO et les autres documents propres au sujet, avant de prescrire des
limites pour les caractéristiques de la rugosité de surface des dents d'engrenages. Voir références à l'article 2.
5 Considérations fonctionnelles
Les caractéristiques fonctionnelles des dents d'engrenages qui sont concernées par la rugosité de surface peuvent
être réparties en catégories:
précision de transmission (bruit et vibrations);
capacité de charge de surface (telle que piquage, grippage et usure);
résistance à la flexion (état du flanc de raccordement du pied).
5.1 Précision de transmission
La rugosité de surface peut être décrite comme ayant deux formes principales, à savoir la rugosité et l'ondulation.
Les erreurs de transmission peuvent être dues à l'ondulation de surface ou aux mouvements ondulatoires de
surface des dents. L'effet dépend du sens de la disposition des ondes par rapport à la ligne de contact instantanée
et à son trajet. Lorsque les ondes sont parallèles à la ligne de contact ou à la zone de contact instantanée
(perpendiculairement à la ligne de conduite), un grincement aigu peut se produire dans l'engrènement (fréquences
harmoniques fantômes supérieures à la fréquence d'engrènement).
Dans quelques cas, la rugosité de surface peut distinguer la caractéristique du bruit de l'engrenage (qualité lisse
par rapport à une qualité brute). Habituellement, elle ne contribue pas à l'émission d'un bruit à la fréquence
d'engrènement d'un engrenage et à ses fréquences harmoniques.
5.2 Capacité de charge
La rugosité de surface de charge peut affecter la tenue en endurance des dents d'engrenage dans deux domaines
généraux: la détérioration de surface et la rupture de dents.
5.2.1 Détérioration de surface
Elle se décrit en termes d'usure, de grippage, de piquage, etc. La rugosité de surface et l'ondulation du profil des
dents doivent être prises en considération. La rugosité de surface, la température et le lubrifiant déterminent
l'épaisseur du film élastohydrodynamique (EHD) qui influe sur la tenue en endurance de surface des dents.
7
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ISO/TR 10064-4:1998(F)
5.2.2 Résistance à la flexion
La rupture de dents peut être due à la fatigue (nombre de cycles de mise en charge élevé). L'effet de la rugosité de
surface sur la contrainte de la région du profil de raccordement doit être considéré ici comme un facteur d'influence.
5.3 Effet sur la méthode de mesure
L'équipement, l'emplacement, la direction et l'analyse (filtre, etc.) de la méthode de mesure doivent être choisis de
manière à représenter la zone fonctionnelle de la dent et de la ligne de conduite.
6 Données fournies dans les schémas
Lorsque le client le spécifie, ou lorsque la conception et les prescriptions de fonctionnement l'exigent, une valeur
appropriée de la rugosité de surface pour un état fini doit être indiquée dans le dessin de définition, comme
représenté sur les Figures 6a et 6b.
a = Ra ou Rz, μm
b = procédé de fabrication, traitement de surface, etc.
c = longueur d'échantillonnage
d = sens de la disposition
e = réserve d'usinage
f = autres valeurs de rugosité (entre parenthèses)
Figure 6a — Symboles applicables à la rugosité de surface
Légende
1 Flanc sans le flanc de raccordement
2 Flanc avec le flanc de raccordement
Figure 6b — Symboles applicables à la rugosité et au sens de la disposition
7 Instruments de mesure
On utilise couramment des instruments de mesure à palpeur pour mesurer la rugosité. La mesure peut être réalisée
avec l'équipement suivant, qui inclut les caractéristiques qui influencent l'incertitude de la mesure (voir Figure 7):
a) un patin ou une paire de patins glissant le long de la surface à mesurer (instrument ayant un plan de référence
rectiligne);
b) un patin glissant le long d'un plan de référence ayant la forme de surface nominale;
c) un générateur de la ligne de référence réglable ou programmable associé à un patin, par exemple réalisé à
l'aide d'une machine à mesurer tridimensionnelle;
8
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d) évaluation de la forme, de l'ondulation et de la rugosité par un capteur dépourvu de patin et une référence
rectiligne combinés à une plage de mesure importante.
Pour satisfaire aux normes ISO, le rayon de tête du palpeur doit être de 2 μm, 5 μm ou 10 μm. L'angle du palpeur
peut être de 60° ou 90°. L'ISO 3274 fournit de plus amples détails sur les caractéristiques des instruments.
Il convient que le rapport de la mesure de surface indique le rayon de tête et l'angle du palpeur.
Pour mesurer la rugosité ou l'ondulation, il est nécessaire d'utiliser un capteur dépourvu de patin et un filtre ayant
un profil de coupure défini, qui supprimeront les composantes d'ondes longues ou d'ondes courtes du profil de
surface. Les instruments sont disponibles uniquement avec certains profils de coupure spécifiques. Se référer au
Tableau 2 pour les longueurs d'onde de coupure appropriées. Il convient d'accorder une attention toute particulière
au choix approprié du rayon de tête du palpeur, de la longueur d'échantillonnage et du filtre de coupure; voir
l'ISO 3274, l'ISO 4288 et l'ISO 11562; dans le cas contraire, une erreur systématique de mesure peut se produire.
Les considérations fonctionnelles des effets de l'ondulation, le sens du plan et les instruments de mesure peuvent
contraindre à choisir une valeur de coupure différente.
Tableau 2 — Longueurs d'onde de filtrage et de coupure
Hauteur utile nominale Taillages de la hauteur
Module Coupure nominale
de la dent utile de la dent
mm mm mm
1,5 3,0 0,2500 12
2,0 4,0 0,2500 16
2,5 5,0 0,2500 20
3,0 6,0 0,2500 24
4,0 8,0 0,8000 10
5,0 10,0 0,8000 12
6,0 12,0 0,8000 15
7,0 14,0 0,8000 17
8,0 16,0 0,8000 20
9,0 18,0 0,8000 22
10,0 20,0 0,8000 25
11,0 22,0 0,8000 27
12,0 24,0 0,8000 30
16,0 32,0 2,5000 13
20,0 40,0 2,5000 16
25,0 50,0 2,5000 20
50,0 100,0 8,0000 12
9
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Rectification Rectification Rectification
(forme de mise au point) (forme continue) (hachures en croix)
Taillage en développante Modelage Raclage (en plongée)
Pierrage Raclage Pierrage
(externe) (traditionnel) (interne)
Sens de déplacement Type d'instrument
1 et 3 Patin à montage latéral
Instrument
avec patin
2 Patin à montage frontal
2* Instrument avec guide de référence
sens préférentiel de déplacement de mesure sens de déplacement de mesure pour déterminer les
pour déterminer Rz, Ra, Rk informations supplémentaires telles que la hauteur
des marques d'avance de petite dimension
Figure 7 — Caractéristiques des instruments et sens de déplacement de mesure par rapport au procédé
de fabrication
10
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8 Mesure de la rugosité de surface des flancs de dents
Le présent article décrit les valeurs préférentielles des paramètres, le taillage et la longueur d'évaluation, ainsi que
les procédures de mesure de la rugosité de surface de la dent et du profil de raccordement du pied de dent des
engrenages cylindriques à développante.
Pour mesurer la rugosité de surface, il convient que le déplacement du palpeur soit perpendiculaire au sens du plan
de la surface. Voir les directions indiquées dans les Figures 7 et 8. Il convient que la mesure soit également
perpendiculaire à la surface. Par conséquent, le palpeur doit suivre le plus près possible la courbure de surface des
dents.
Lorsque l'on mesure la rugosité de surface du profil de raccordement au pied d'une dent, l'un des sens de mesure
doit être à angle droit par rapport à l'hélice, et des méthodes particulières peuvent être exigées pour réaliser cette
mesure. Un dispositif approprié est représenté à la Figure 8, où la tête de mesure, avec un rayon de patin, r,
inférieur au rayon du profil de raccordement R, à l'avant du palpeur, est montée sur une broche rotative de sorte
que lorsque cette dernière tourne sur un angle d'environ 100°, la tête du palpeur décrive approximativement un arc
circulaire qui fait une approximation du raccordement du pied de dent. Lorsque les profils de raccordement sont
suffisamment grands et que le dispositif est soigneusement positionné, les mesures de la rugosité peuvent être
réalisés.
NOTE Il convient que le rayon du patin, r, utilisé directement sur une surface, soit tel que r > (50 λc) pour éviter de
mesurer l'incertitude due à l'utilisation du patin.
Alternativement, une réplique peut être préparée, en utilisant un matériau de moulage approprié (résine, etc.) pour
procéder à une mesure à l'aide d'un instrument à patin. Cette méthode est particulièrement utile lorsque l'on doit
mesurer la rugosité du profil de raccordement des dents d'engrenages de petit module. Lorsque l'on utilise cette
méthode, il est important de garder à l'esprit que les enregistrements de profil sont inversés au cours de
l'évaluation.
Légende
1 Rayon du flanc
de raccordement
2 Rayon du patin
3 Arc de mesure
4 Axe de rotation
5 Déport de l’axe du palpeur
Figure 8 — Mesure de la rugosité du flanc de raccordement du pied
11
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8.1 Évaluation des résultats de mesure
Les paramètres de rugosité mesurés directement peuvent être comparés directement aux valeurs admises
spécifiées.
Une valeur paramétrique est habituellement déterminée comme la moyenne de plusieurs valeurs à partir d'un
certain nombre de longueurs d'échantillonnage contiguës prélevées le long du profil. Mais il convient de prendre en
compte le fait que la rugosité de surface peut changer de manière systématique le long du flanc de la roue dentée.
Il peut être par conséquent avantageux de déterminer les valeurs de rugosité des longueurs d'échantillonnage
contiguës simples. Des valeurs arithmétiques moyennes peuvent être calculées à partir de plusieurs traces
parallèles pour améliorer la certitude statistique des valeurs.
On peut espérer de meilleurs résultats lorsque le profil est mesuré sans que le patin soit situé par rapport à un plan
de référence; c'est le cas de l'équipement mentionné aux points b et d de l'article 7.
En se référant à l'article 7, la rugosité, l'ondulation, la forme et les écarts de forme sont évalués simultanément.
Pour dissocier, dans le cas présent, la rugosité de la composante longue période du profil, il faut tout d'abord
éliminer la composante de forme nominale avant de procéder au filtrage à l'aide d'un filtre à phase corrigée
conformément à l'ISO 11562 et à l'ISO 4288.
Lorsque les profils de dents de roue sont trop petits pour réaliser une mesure avec 5 longueurs d'échantillonnage
consécutives, la mesure de longueurs d'échantillonnage sur des dents séparées est admise (voir l'article 7 de
l'ISO 4288:1996).
Pour prévenir la perte d'une partie de la longueur d'évaluation lors de l'utilisation d'un filtre, il est possible d'évaluer
la rugosité de longueurs d'échantillonnage uniques sans utiliser la procédure de filtrage normalisée. La Figure 9
explique l'effet du filtrage sur la suppression de la forme, etc., en subdivisant le profil tracé (sans filtre) en petites
longueurs d'échantillonnage, l , l , l , etc. Pour obtenir des résultats comparables à ceux de la méthode normalisée
1 2 3
utilisant le filtre, il convient que la valeur des longueurs d'échantillonnage soit la même que la valeur de coupure λc.
Légende
1 Filtré avec ligne droite
moyenne
2 Amplitude
3 Non filtré
Figure 9 — Influence de la longueur d’échantillonnage et du filtrage
12
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8.2 Valeurs paramétriques
Les valeurs dérivées des paramètres doivent être comparées à des valeurs spécifiées. Il convient de préférence de
choisir les valeurs paramétriques spécifiées dans les plages de valeurs présentées dans les Tableaux 3 et 4. Ra ou
peuvent être utilisés comme critères, mais il convient de ne pas les utiliser en même temps.
Rz
Il n'existe pas de relation directe entre les classes de précision des engrenages conformément à l'ISO 1328-1 et les
classes de rugosité des Tableaux 3 et 4.
NOTE Les classes équivalentes d'état de surface pour Ra et Rz décrites dans ces Tableaux, ne correspondent pas aux
pratiques spécifiques de fabrication. Cela s'applique particulièrement aux valeurs énumérées dans les classes 1 à 4.
Tableau 3 — Valeurs limites recommandées Tableau 4 — Valeurs limites recommandées
de l'écart arithmétique moyen, Ra, en μm pour dix irrégularités de hauteur ponctuelle,
Rz, en μm
Ra
Rz
Classe Module en mm Classe Module en mm
m , 66 < m < 25 m . 25 m , 66 < m < 25 m . 25
1 0,04 1
0,25
2 0,08 2
0,50
3 0,16 3
1,0
4 0,32 4
2,0
5 0,5 0,63 0,80 5 3,2 5,0
4,0
6 0,8 1,00 1,25 6
5,0 6,3 8,0
7 1,25 1,6 2,0 7
8,0 10,0 12,5
8 2,0 2,5 3,2 8
12,5 16 20
9 3,2 4,0 5,0 9
20 25 32
10 5,0 6,3 10
8,0 32 40 50
11 10,0 12,5 11
16 63 80 100
12 20 12
25 32 125 160 200
13
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8.3 Courbe d'Abbott Firestone du profil de rugosité (courbe du taux de longueur portante)
Les paramètres qui décrivent les caractéristiques fonctionnelles de la rugosité de surface, correspondant à des
surfaces de contact soumises à une fo
...
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