SIST ISO 17485:2006
(Main)Bevel gears -- ISO system of accuracy
Bevel gears -- ISO system of accuracy
This International Standard establishes a classification system that can be used to communicate geometrical accuracy specifications of unassembled bevel gears, hypoid gears, and gear pairs. It defines gear tooth accuracy terms and specifies the structure of the gear accuracy grade system and allowable values. This International Standard provides the gear manufacturer and the gear buyer with a mutually advantageous reference for uniform tolerances. Ten accuracy grades are defined, numbered 2 to 11 in order of decreasing precision. Equations for tolerances and their ranges of validity are provided in 5.4 for the defined accuracy of gearing. In general, these tolerances cover the following ranges: 1,0 mm u mmn u 50 mm 5 u z u 400 5 mm u dT u 2 500 mm where dT is the tolerance diameter; mmn is the mean normal module; z is the number of teeth. See Clause 6 for required and optional measuring methods. As tolerances are calculated from the actual dimensions of a bevel gear, tolerance tables are not provided. In order to provide an overview, example values of tolerances and graphs are given in Annex A. This International Standard does not apply to enclosed gear unit assemblies, including speed reducers or increasers, gear motors, shaft mounted reducers, high speed units, or other enclosed gear units manufactured for a given power, speed, ratio or application. Gear design is beyond the scope of this International Standard. The use of the accuracy grades for the determination of gear performance requires extensive experience with specific applications. Therefore, the users of this International Standard are cautioned against the direct application of tolerance values to a projected performance of unassembled (loose) gears when they are assembled. Tolerance values for gears outside the limits stated in this International Standard will need to be established by determining the specific application requirements. This could require the setting of a tolerance other than that calculated by the formulas in this International Standard.
Engrenages coniques -- Système ISO d'exactitude
L'ISO 17485:2006 établit un système de classification qui peut être utilisé pour transmettre les spécifications relatives à l'exactitude géométrique relative aux engrenages coniques, roues hypoïdes et engrenages non assemblés. Elle spécifie les définitions de termes relatifs à l'exactitude des dentures, la structure du système de classes d'exactitude des engrenages et les valeurs admissibles.
L'ISO 17485:2006 fournit au fabricant d'engrenages et à ses clients une base de référence utile aux deux parties en termes de tolérances uniformes. Dix classes d'exactitude sont définies et numérotées de 2 à 11 en ordre décroissant de précision.
L'ISO 17485:2006 ne s'applique pas aux ensembles d'engrenages qui sont contrôlés sous carter, tels que les réducteurs et multiplicateurs de vitesse, les motoréducteurs, les réducteurs montés sur arbre, les engrenages grande vitesse et tous les autres ensembles d'engrenages qui sont fabriqués pour les besoins d'application spécifiques.
La conception des engrenages n'entre pas dans le domaine d'application de l'ISO 17485:2006. L'utilisation des classes d'exactitude pour la détermination des performances des engrenages nécessite une expérience approfondie avec des applications spécifiques. Par conséquent, les utilisateurs de l'ISO 17485:2006 sont mis en garde contre l'application directe de valeurs de tolérances qui y figurent par rapport à celles obtenues après leur montage dans le carter..
Stožčasti zobniki – Sistem toleranc po ISO
General Information
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INTERNATIONAL ISO
STANDARD 17485
First edition
2006-06-15
Bevel gears — ISO system of accuracy
Engrenages coniques — Système ISO d'exactitude
Reference number
ISO 17485:2006(E)
©
ISO 2006
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ISO 17485:2006(E)
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Published in Switzerland
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ISO 17485:2006(E)
Contents Page
Foreword. iv
Introduction . v
1 Scope . 1
2 Normative references . 2
3 Terms, definitions and symbols. 2
3.1 Terms and definitions. 2
3.2 Fundamental terms and symbols. 6
4 Application of classification system. 7
4.1 General. 7
4.2 Accuracy grade classification . 7
4.3 Tolerance direction. 8
4.4 Additional characteristics. 8
5 Tolerances . 8
5.1 Tolerance values. 8
5.2 Step factor . 8
5.3 Rounding rules. 9
5.4 Tolerance equations. 9
6 Application of measuring methods. 11
6.1 Methods of measurement . 11
6.2 Recommended measurement control methods . 12
6.3 Measurement data filtering . 12
6.4 Tooth contact pattern inspections. 12
Annex A (informative) Example tolerance tables. 14
Annex B (informative) Single-flank composite measuring method . 16
Annex C (informative) Accuracy of small module bevel gears. 21
Annex D (informative) Interpretation of composite data. 24
Bibliography . 32
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ISO 17485:2006(E)
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards bodies
(ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through ISO
technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee has been
established has the right to be represented on that committee. International organizations, governmental and
non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely with the
International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 2.
The main task of technical committees is to prepare International Standards. Draft International Standards
adopted by the technical committees are circulated to the member bodies for voting. Publication as an
International Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting a vote.
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of patent
rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
ISO 17485 was prepared by Technical Committee ISO/TC 60, Gears.
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ISO 17485:2006(E)
Introduction
The measurement and tolerance specification of bevel gears are very complex subjects that were in need of
international standardization. For these and other reasons, ISO/TC 60 approved the project based on a
proposed document, ANSI/AGMA 2009-B01, Bevel Gear Classification, Tolerances, and Measuring Methods.
At an early stage it was decided to develop two documents: this International Standard, with accuracy grades
and definitions, and a separate Technical Report, ISO/TR 10064-6, containing inspection practice and
measuring methods. These practices and measuring methods include topics such as manufacturing
considerations, CMM measurements, contact pattern checking, and advanced topics such as bevel gear flank
form analysis.
Prior to the development of this International Standard, the accuracy grades described in ISO 1328, for
cylindrical gears, were often used for bevel gears. However, this use was not always consistent with the
specific requirements and general practices followed within the bevel gear industry. This International
Standard contains items that are distinctly different from ISO 1328-1:1995:
⎯ the definitions, tolerance diameter and measuring directions are specifically for bevel gears;
⎯ accuracy grade tolerances are based on equations and not on tables;
⎯ there is approximately one grade difference in tolerance level between bevel and cylindrical gears, similar
to that used by the DIN system of tolerances.
The use of the definitions and accuracy grades within this International Standard should improve the
consistent application of bevel gear geometrical tolerances for the general benefit of industry.
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 17485:2006(E)
Bevel gears — ISO system of accuracy
1 Scope
This International Standard establishes a classification system that can be used to communicate geometrical
accuracy specifications of unassembled bevel gears, hypoid gears, and gear pairs. It defines gear tooth
accuracy terms and specifies the structure of the gear accuracy grade system and allowable values.
This International Standard provides the gear manufacturer and the gear buyer with a mutually advantageous
reference for uniform tolerances. Ten accuracy grades are defined, numbered 2 to 11 in order of decreasing
precision. Equations for tolerances and their ranges of validity are provided in 5.4 for the defined accuracy of
gearing. In general, these tolerances cover the following ranges:
1,0 mm u m u 50 mm
mn
5 u z u 400
5 mm u d u 2 500 mm
T
where
d is the tolerance diameter;
T
m is the mean normal module;
mn
z is the number of teeth.
See Clause 6 for required and optional measuring methods. As tolerances are calculated from the actual
dimensions of a bevel gear, tolerance tables are not provided. In order to provide an overview, example
values of tolerances and graphs are given in Annex A.
This International Standard does not apply to enclosed gear unit assemblies, including speed reducers or
increasers, gear motors, shaft mounted reducers, high speed units, or other enclosed gear units manufactured
for a given power, speed, ratio or application.
Gear design is beyond the scope of this International Standard. The use of the accuracy grades for the
determination of gear performance requires extensive experience with specific applications. Therefore, the
users of this International Standard are cautioned against the direct application of tolerance values to a
projected performance of unassembled (loose) gears when they are assembled.
Tolerance values for gears outside the limits stated in this International Standard will need to be established
by determining the specific application requirements. This could require the setting of a tolerance other than
that calculated by the formulas in this International Standard.
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ISO 17485:2006(E)
2 Normative references
The following referenced documents are indispensable for the application of this document. For dated
references, only the edition cited applies. For undated references, the latest edition of the referenced
document (including any amendments) applies.
ISO 1122-1:1998, Vocabulary of gear terms — Part 1: Definitions related to geometry
1)
ISO 23509 , Bevel and hypoid gear geometry
3 Terms, definitions and symbols
For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 1122-1, ISO 23509 and the
following terms, definitions and symbols apply.
Some of the symbols and terminology contained in this document could differ from those used in other
documents and standards. Users of this International Standard should assure themselves that they are using
the symbols, terminology and definitions in the manner indicated herein.
3.1 Terms and definitions
3.1.1
index deviation
F
x
displacement of any tooth flank from its theoretical position, relative to a datum tooth flank
3.1.2
mean normal module
m
mn
ratio of the mean pitch diameter in millimetres to the number of teeth in a normal plane at the mean cone
distance
dR
mm
mm==cosβ cosβ (1)
mn m et m
zR
e
where
d is the mean pitch diameter,
m
z is the number of teeth,
β is the mean spiral angle,
m
R is the mean cone distance,
m
R is the outer cone distance, and
e
m is the outer transverse module
et
3.1.3
reference gear
gear of known accuracy that is designed specifically to mesh with the gear to be inspected for composite
deviation and contact marking tests
1) To be published.
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ISO 17485:2006(E)
3.1.4
total runout deviation
F
r
difference between the maximum and minimum distance perpendicular to the pitch cone, of a probe (ball or
cone) placed successively in each tooth space, with the probe contacting both the right and left flanks at the
tolerance circle approximately mid tooth-depth
NOTE Tolerances are provided in 5.4.4.
3.1.5
tooth mesh component single-flank composite deviation
f
is
value of the greatest single-flank composite deviation over any one pitch (360°/z), after removal of the
long-term component (sinusoidal effect of eccentricity), during a single-flank composite test, when the wheel is
moved through one revolution
NOTE This International Standard specifies the tolerance direction for tooth mesh component single-flank composite
deviation to be along the arc of the tolerance diameter circle in a transverse section. Tolerances are provided in 5.4.5.
3.1.6
total single-flank composite deviation
F
is
total deviation, measured from minimum to maximum, during a single-flank composite test, when the wheel is
moved through one revolution
NOTE This International Standard specifies the tolerance direction for total single-flank composite deviation to be
along the arc of the tolerance diameter circle in a transverse section. See Annex B. Tolerances are provided in 5.4.6.
3.1.7
single pitch deviation
f
pt
displacement of any tooth flank from its theoretical position relative to the corresponding flank of an adjacent
tooth, measured by a probe from a point on a flank, to a point on the adjacent flank, on the same
measurement circle
See Figure 1.
NOTE 1 Distinction is made as to the algebraic sign of the measured value. Thus, a condition wherein the actual tooth
flank position was nearer to the adjacent tooth flank than the theoretical position would be considered a minus (−)
deviation. A condition wherein the actual tooth flank position was farther from the adjacent tooth flank than the theoretical
position would be considered a plus (+) deviation.
NOTE 2 This International Standard specifies the tolerance direction of measurement for single pitch deviation to be
along the arc of the tolerance diameter circle in the transverse section. Tolerances are provided in 5.4.2.
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ISO 17485:2006(E)
Key
1 theoretical tooth flank position
2 actual tooth flank position
3 theoretical circular pitch
4 measurement circle
Figure 1 — Pitch deviations
3.1.8
tolerance diameter
d
T
diameter where the mean cone distance, R , and the midpoint of the working depth intersect
m
See Figure 2.
NOTE The midpoint of the mean working depth is one half the depth of engagement of the two gears at the mean
cone distance. The value of d can be determined by Equations (2) or (3).
T
dd=+20,5h −h cosδ=d+h −h cosδ (2)
( ) ( )
T1 m1 mw am2 1 m1 am1 am2 1
dd=−20,5h−h cosδ=d+h −h cosδ (3)
( ) ( )
T2 m2 mw am2 2 m2 am2 am1 2
where
d is the mean pitch diameter (pinion, wheel);
m1, 2
h is the mean working depth;
mw
h is the mean addendum;
am1, 2
δ is the pitch angle (pinion, wheel).
1, 2
These values can be obtained from manufacturing summary sheets or by calculations shown in ISO 10300 or in
ISO 23509.
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ISO 17485:2006(E)
Figure 2 — Tolerance diameter
3.1.9
total cumulative pitch deviation
F
p
largest algebraic difference between any two index deviation values for a specified flank (left or right), without
distinction as to the direction or algebraic sign of this reading
See Figure 3.
NOTE This International Standard specifies the tolerance direction of for total cumulative pitch deviation to be along
the arc of the tolerance diameter circle in the transverse section. Tolerances are provided in 5.4.2.
F = index deviation
x
f = single pitch deviation
pt
F = total cumulative pitch deviation
p
z = tooth number
Figure 3 — Pitch data from single probe device
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ISO 17485:2006(E)
3.1.10
transmission error
θ
e
deviation of the position of the driven gear, for a given angular position of the driving gear, from the position
that the driven gear would occupy if the gears were geometrically perfect
NOTE See Annex B for discussion of transmission error and single flank composite deviations.
3.2 Fundamental terms and symbols
The terminology and symbols used in this International Standard are listed alphabetically by symbol in Table 1,
and alphabetically by term in Table 2. To convey the maximum amount of information, however, the names of
a number terms have been rearranged in order to group principle characteristics.
Table 1 — Alphabetical table of symbols, by symbol
Where first used
Symbol Term
(clause/subclause/figure)
d
Mean pitch diameter (pinion or wheel) 3.1.8
m1, 2
d
Tolerance diameter 1
T
F
Single-flank composite deviation, total 3.1.6
is
F
Single-flank composite tolerance, total 5.4.6
isT
F
Cumulative pitch deviation, total 3.1.9
p
F
Cumulative pitch tolerance, total 5.4.3
pT
F Runout deviation, total 3.1.4
r
F
Runout tolerance 5.4.4
rT
F Index deviation 3.1.1
x
f
Single-flank composite deviation, tooth mesh component 3.1.6
is
f
Single-flank composite deviation, design tooth mesh component 5.4.5
is(design)
f
Single-flank composite tolerance, tooth mesh component 5.4.5
isT
f
Single pitch deviation 3.1.7
pt
f
Single pitch tolerance 5.4.2
ptT
h
Addendum, mean 3.1.8
am
h
Working depth, mean 3.1.8
mw
m
Module, outer transverse 3.1.2
et
m Module, mean normal 1
mn
R
Distance, outer cone 3.1.2
e
R Distance, inner cone Figure 1
i
R
Distance, mean cone 3.1.2
m
z
Number of teeth (pinion or wheel), tooth number 1
1, 2
β
Mean spiral angle 3.1.2
m
δ
Pitch angle (pinion or wheel) 3.1.8
1, 2
θ
Transmission error 3.1.10
e
Characteristic symbols as subscripts
Symbol Term
m Mean
T Tolerance
1 Pinion
2 Gear
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ISO 17485:2006(E)
Table 2 — Alphabetical table of symbols, by term
Where first used
Symbol Term
(clause/subclause/figure)
h Addendum, mean 3.1.8
am
R Cone distance, mean 3.1.2
m
R Cone distance, outer 1
e
R Cone distance, inner Figure 1
i
F Cumulative pitch deviation, total 3.1.9
p
F Cumulative pitch tolerance, total 5.4.3
pT
d Diameter, tolerance 3.1.8
T
F Index deviation 3.1.1
x
m module, mean normal 3.1.2
mn
m module, outer transverse 3.1.2
et
z Number of teeth (pinion or wheel) 1
1, 2
δ Pitch angle (pinion or wheel) 3.1.8
1, 2
d pitch diameter, mean (pinion or wheel) 3.1.8
m1, 2
F runout deviation, total 3.1.4
r
F Runout tolerance 5.4.4
rT
f (design) Single-flank composite deviation, design tooth mesh component 5.4.5
is
f Single-flank composite deviation, tooth mesh component 3.1.6
is
f Single-flank composite tolerance, tooth mesh component 5.4.5
isT
F Single-flank composite deviation, total 3.1.6
is
F Single-flank composite tolerance, total 5.4.6
isT
f Single pitch deviation 3.1.7
pt
f Single pitch tolerance 5.4.2
ptT
θ Transmission error 3.1.10
e
β Mean spiral angle 3.1.2
m
h Mean working depth 3.1.8
mw
4 Application of classification system
4.1 General
The classification system is a numeric code identifying the accuracy grade tolerance for a specific gear.
4.2 Accuracy grade classification
4.2.1 General
This International Standard provides for ten accuracy grades, numbered 2 to 11.
Accuracy grade 2 has the smallest tolerances; accuracy grade 11 the largest. These accuracy grades are
separated by a uniform geometric progression of tolerances (see 5.2).
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ISO 17485:2006(E)
4.2.2 Gear accuracy evaluation
Gear accuracy is evaluated by comparing measured deviations with the numerical values calculated
according to the equations in 5.4. Measurements should be made relative to a datum axis. See
ISO/TR 10064-3 for further information on defining a datum axis.
The accuracy grade is determined for the parameters specified in Table 4; the overall accuracy grade is the
largest of these individual accuracy grades. Note that different accuracy grades may be specified for different
parameters, if required for specific applications.
In addition, it is recommended that if single-flank composite deviations are not measured, additional contact
pattern and tooth thickness checks should be made to verify the gear is fit for purpose. The contact pattern
requirements should be agreed upon between customer and supplier prior to manufacture. Refer to
ISO/TR 10064-6 for further information on this subject.
4.2.3 Example tolerance tables
For reference only, example tolerance tables are provided in Annex A.
4.3 Tolerance direction
The tolerance direction is specified in Clause 3. It may be normal to the tooth surface, inclined at some angle,
or along the arc of a specified circle. If the measurement direction and the tolerance direction differ, the
measured value shall be corrected to the tolerance direction.
When the measurement instrument’s direction of measurement is normal and the tolerance direction is other
than normal, measurement values shall be increased before analysis and comparison to tolerances. Typically,
the factor for this adjustment is the cosine of the angle between the normal direction and the specified
tolerance direction.
4.4 Additional characteristics
In certain applications, there may be additional characteristics that require tolerances to assure satisfactory
performance. For example, if tooth form tolerances, tooth flank tolerances, tooth thickness tolerances, or
surface finish tolerances are desirable for special applications, such tolerances are to appear on drawings or
purchase specifications. Some methods for measuring these characteristics are discussed in ISO/TR 10064-6.
5 Tolerances
5.1 Tolerance values
Tolerance values for each item that governs accuracy are calculated by equations given in 5.4 and are
expressed in micrometers. Values outside the limits of the equations are beyond the scope of this
International Standard and are not to be extrapolated. The specific tolerances for such gears shall be agreed
upon by the manufacturer and purchaser.
It is assumed that a calibrated measuring instrument of suitable accuracy is used in a proper environment.
See ISO/TR 10064-5.
Tolerance direction and measurement diameter are as defined in Clause 3.
5.2 Step factor
The step factor between two consecutive grades is 2. Values of the next higher (or lower) grade are
determined by multiplying (or dividing) by 2. The required value for any accuracy grade may be determined
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ISO 17485:2006(E)
B−4
( )
by multiplying the unrounded calculated value for grade 4 by 2, where B is the number of the required
accuracy grade.
5.3 Rounding rules
Values calculated from the equations in 5.4 shall be rounded as follows:
⎯ if greater than 10 µm, round to the nearest integer;
⎯ if 10 µm or less, and greater than 5 µm, round to the nearest 0,5 µm;
⎯ if 5 µm or less, round to the nearest 0,1 µm.
5.4 Tolerance equations
5.4.1 General
All tolerances are defined in the transverse section at the tolerance diameter.
5.4.2 Single pitch tolerance, f
ptT
The tolerance for single pitch deviation applies to the absolute value of the plus or minus measurement value.
Absolute single pitch tolerance, f , shall be calculated according to Equation (4):
ptT
B−4
( )
fd=+0,003 0,3m+ 5 2 (2)
()
()
ptT T mn
where the range of application is restricted as follows.
Accuracy grades 2 to 11:
1,0 mm u m u 50 mm
mn
5 u z u 400
5 mm u d u 2 500 mm
T
5.4.3 Total cumulative pitch tolerance, F
pT
Total cumulative pitch tolerance, F , shall be calculated according to Equation (5):
pT
B−4
( )
Fd=+0,025 0,3m+ 19 2 (3)
()
()
pT T mn
where the range of application is restricted as follows.
Accuracy grades 2 to 11:
1,0 mm u m u 50 mm
mn
5 u z u 400
5 mm u d u 2 500 mm
T
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ISO 17485:2006(E)
5.4.4 Runout tolerance, F
rT
Runout tolerance, F , shall be calculated according to Equation (6).
rT
B−4
( )
Fd=+0,8 0,025 0,3m+19 2 (4)
()
rT T mn ()
where the range of application is restricted as follows.
Accuracy grades 4 to 11 only:
1,0 mm u m u 50 mm
mn
5 u z u 400
5 mm u d u 2 500 mm
T
5.4.5 Tooth mesh component single-flank composite tolerance, f
isT
5.4.5.1 General
The determination of the single-flank composite tooth mesh component can be accomplished by one of three
methods in order of decreasing precision: Method A, B or C.
5.4.5.2 Method A
The design and manufacture determination of the single-flank composite mean tooth mesh component value,
and its variability, is developed using application experience, load capacity testing or both of these to
determine the required values. These values are regardless of quality grade.
5.4.5.3 Methods B and C
The peak-to-peak amplitude of the short-term component (high pass filtered) of the single-flank composite
deviation is used to determine the tooth mesh component. The highest peak-to-peak amplitude shall not be
greater than f and the lowest peak-to-peak amplitude shall not be smaller than f . The peak-
isT max isT min
to-peak amplitude is the difference between the highest point and the lowest point of the motion curve within
one pitch of the bevel gear set being measured.
The maximum and minimum values of the single-flank composite tolerance, tooth mesh component, f , for a
isT
gear pair shall be calculated using Equations (7) and (8) or, alternatively, Equations (7) and (9):
B−4
( )
ff=+ 0,375m+ 5,0 2 (5)
()
()
isT max is(design) mn
The value of f is the larger of the following:
isT min
B−4
( )
ff=− 0,375m+ 5,0 2 or (6)
()
()
isT min is(design) mn
f = 0 (7)
isT min
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ISO 17485:2006(E)
If the value of f is negative, use f = 0. The range of application is restricted as follows.
isT min isT min
Accuracy grades 2 to 11
1,0 mm u m u 50 mm
mn
5 u z u 400
5 mm u d u 2 500 mm
T
If the measuring instrument reads in units of angle, the conversion to micrometers should be done at the
tolerance diameter, d .
T
The value of f can be determined by Method B or C.
is(design)
Method B: the design tolerance for tooth mesh component single flank composite deviation, f , for
is(design)
Equations (7) to (9), should be determined with an analysis for the application design and testing conditions.
Consideration should be given to selecting the design value so that it includes influences such as mounting
variation, variability of flank form and application operating loads. See Annex B for additional information.
Method C: in the absence of a design and test analysis value for the application tooth mesh component single
flank composite deviation, f , it should be determined using Equation (10):
is(design)
fq=+m 1, 5 (8)
is(design) mn
Suggested values for the parameter q are given in Table B.1.
5.4.6 Total single-flank composite tolerance, F
isT
The total single-flank composite tolerance, F , shall be calculated according to Equation (11):
isT
FF=+f (9)
isT pT isT max
where the range of application is restricted as follows, if F is specified.
isT
Accuracy grades 2 to 11:
1,0 mm u m u 50 mm
mn
5 u z u 400
5 mm u d u 2 500 mm
T
6 Application of measuring methods
6.1 Methods of measurement
This International Standard provides classification tolerances and measuring methods for unassembled gears.
This clause presents the recommended methods of measurement.
Some design and application considerations may warrant measuring or documentation not normally available
in standard manufacturing processes. Specific requirements shall be stated in the contractual documents.
Gear geometry may be measured by a number of alternate methods as shown in Table 3. The selection of the
particular method depends on the magnitude of the tolerance, size of the gear, production quantities,
© ISO 2006 – All rights reserved 11
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ISO 17485:2006(E)
equipment available, accuracy of gear blanks and measurement costs. Different accuracy grades may be
specified for different elements.
The manufacturer or t
...
SLOVENSKI STANDARD
SIST ISO 17485:2006
01-december-2006
6WRåþDVWL]REQLNL±6LVWHPWROHUDQFSR,62
Bevel gears -- ISO system of accuracy
Engrenages coniques -- Système ISO d'exactitude
Ta slovenski standard je istoveten z: ISO 17485:2006
ICS:
21.200 Gonila Gears
SIST ISO 17485:2006 en
2003-01.Slovenski inštitut za standardizacijo. Razmnoževanje celote ali delov tega standarda ni dovoljeno.
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SIST ISO 17485:2006
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SIST ISO 17485:2006
INTERNATIONAL ISO
STANDARD 17485
First edition
2006-06-15
Bevel gears — ISO system of accuracy
Engrenages coniques — Système ISO d'exactitude
Reference number
ISO 17485:2006(E)
©
ISO 2006
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SIST ISO 17485:2006
ISO 17485:2006(E)
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Case postale 56 • CH-1211 Geneva 20
Tel. + 41 22 749 01 11
Fax + 41 22 749 09 47
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Web www.iso.org
Published in Switzerland
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SIST ISO 17485:2006
ISO 17485:2006(E)
Contents Page
Foreword. iv
Introduction . v
1 Scope . 1
2 Normative references . 2
3 Terms, definitions and symbols. 2
3.1 Terms and definitions. 2
3.2 Fundamental terms and symbols. 6
4 Application of classification system. 7
4.1 General. 7
4.2 Accuracy grade classification . 7
4.3 Tolerance direction. 8
4.4 Additional characteristics. 8
5 Tolerances . 8
5.1 Tolerance values. 8
5.2 Step factor . 8
5.3 Rounding rules. 9
5.4 Tolerance equations. 9
6 Application of measuring methods. 11
6.1 Methods of measurement . 11
6.2 Recommended measurement control methods . 12
6.3 Measurement data filtering . 12
6.4 Tooth contact pattern inspections. 12
Annex A (informative) Example tolerance tables. 14
Annex B (informative) Single-flank composite measuring method . 16
Annex C (informative) Accuracy of small module bevel gears. 21
Annex D (informative) Interpretation of composite data. 24
Bibliography . 32
© ISO 2006 – All rights reserved iii
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SIST ISO 17485:2006
ISO 17485:2006(E)
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards bodies
(ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through ISO
technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee has been
established has the right to be represented on that committee. International organizations, governmental and
non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely with the
International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 2.
The main task of technical committees is to prepare International Standards. Draft International Standards
adopted by the technical committees are circulated to the member bodies for voting. Publication as an
International Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting a vote.
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of patent
rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
ISO 17485 was prepared by Technical Committee ISO/TC 60, Gears.
iv © ISO 2006 – All rights reserved
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SIST ISO 17485:2006
ISO 17485:2006(E)
Introduction
The measurement and tolerance specification of bevel gears are very complex subjects that were in need of
international standardization. For these and other reasons, ISO/TC 60 approved the project based on a
proposed document, ANSI/AGMA 2009-B01, Bevel Gear Classification, Tolerances, and Measuring Methods.
At an early stage it was decided to develop two documents: this International Standard, with accuracy grades
and definitions, and a separate Technical Report, ISO/TR 10064-6, containing inspection practice and
measuring methods. These practices and measuring methods include topics such as manufacturing
considerations, CMM measurements, contact pattern checking, and advanced topics such as bevel gear flank
form analysis.
Prior to the development of this International Standard, the accuracy grades described in ISO 1328, for
cylindrical gears, were often used for bevel gears. However, this use was not always consistent with the
specific requirements and general practices followed within the bevel gear industry. This International
Standard contains items that are distinctly different from ISO 1328-1:1995:
⎯ the definitions, tolerance diameter and measuring directions are specifically for bevel gears;
⎯ accuracy grade tolerances are based on equations and not on tables;
⎯ there is approximately one grade difference in tolerance level between bevel and cylindrical gears, similar
to that used by the DIN system of tolerances.
The use of the definitions and accuracy grades within this International Standard should improve the
consistent application of bevel gear geometrical tolerances for the general benefit of industry.
© ISO 2006 – All rights reserved v
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SIST ISO 17485:2006
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SIST ISO 17485:2006
INTERNATIONAL STANDARD ISO 17485:2006(E)
Bevel gears — ISO system of accuracy
1 Scope
This International Standard establishes a classification system that can be used to communicate geometrical
accuracy specifications of unassembled bevel gears, hypoid gears, and gear pairs. It defines gear tooth
accuracy terms and specifies the structure of the gear accuracy grade system and allowable values.
This International Standard provides the gear manufacturer and the gear buyer with a mutually advantageous
reference for uniform tolerances. Ten accuracy grades are defined, numbered 2 to 11 in order of decreasing
precision. Equations for tolerances and their ranges of validity are provided in 5.4 for the defined accuracy of
gearing. In general, these tolerances cover the following ranges:
1,0 mm u m u 50 mm
mn
5 u z u 400
5 mm u d u 2 500 mm
T
where
d is the tolerance diameter;
T
m is the mean normal module;
mn
z is the number of teeth.
See Clause 6 for required and optional measuring methods. As tolerances are calculated from the actual
dimensions of a bevel gear, tolerance tables are not provided. In order to provide an overview, example
values of tolerances and graphs are given in Annex A.
This International Standard does not apply to enclosed gear unit assemblies, including speed reducers or
increasers, gear motors, shaft mounted reducers, high speed units, or other enclosed gear units manufactured
for a given power, speed, ratio or application.
Gear design is beyond the scope of this International Standard. The use of the accuracy grades for the
determination of gear performance requires extensive experience with specific applications. Therefore, the
users of this International Standard are cautioned against the direct application of tolerance values to a
projected performance of unassembled (loose) gears when they are assembled.
Tolerance values for gears outside the limits stated in this International Standard will need to be established
by determining the specific application requirements. This could require the setting of a tolerance other than
that calculated by the formulas in this International Standard.
© ISO 2006 – All rights reserved 1
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SIST ISO 17485:2006
ISO 17485:2006(E)
2 Normative references
The following referenced documents are indispensable for the application of this document. For dated
references, only the edition cited applies. For undated references, the latest edition of the referenced
document (including any amendments) applies.
ISO 1122-1:1998, Vocabulary of gear terms — Part 1: Definitions related to geometry
1)
ISO 23509 , Bevel and hypoid gear geometry
3 Terms, definitions and symbols
For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 1122-1, ISO 23509 and the
following terms, definitions and symbols apply.
Some of the symbols and terminology contained in this document could differ from those used in other
documents and standards. Users of this International Standard should assure themselves that they are using
the symbols, terminology and definitions in the manner indicated herein.
3.1 Terms and definitions
3.1.1
index deviation
F
x
displacement of any tooth flank from its theoretical position, relative to a datum tooth flank
3.1.2
mean normal module
m
mn
ratio of the mean pitch diameter in millimetres to the number of teeth in a normal plane at the mean cone
distance
dR
mm
mm==cosβ cosβ (1)
mn m et m
zR
e
where
d is the mean pitch diameter,
m
z is the number of teeth,
β is the mean spiral angle,
m
R is the mean cone distance,
m
R is the outer cone distance, and
e
m is the outer transverse module
et
3.1.3
reference gear
gear of known accuracy that is designed specifically to mesh with the gear to be inspected for composite
deviation and contact marking tests
1) To be published.
2 © ISO 2006 – All rights reserved
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SIST ISO 17485:2006
ISO 17485:2006(E)
3.1.4
total runout deviation
F
r
difference between the maximum and minimum distance perpendicular to the pitch cone, of a probe (ball or
cone) placed successively in each tooth space, with the probe contacting both the right and left flanks at the
tolerance circle approximately mid tooth-depth
NOTE Tolerances are provided in 5.4.4.
3.1.5
tooth mesh component single-flank composite deviation
f
is
value of the greatest single-flank composite deviation over any one pitch (360°/z), after removal of the
long-term component (sinusoidal effect of eccentricity), during a single-flank composite test, when the wheel is
moved through one revolution
NOTE This International Standard specifies the tolerance direction for tooth mesh component single-flank composite
deviation to be along the arc of the tolerance diameter circle in a transverse section. Tolerances are provided in 5.4.5.
3.1.6
total single-flank composite deviation
F
is
total deviation, measured from minimum to maximum, during a single-flank composite test, when the wheel is
moved through one revolution
NOTE This International Standard specifies the tolerance direction for total single-flank composite deviation to be
along the arc of the tolerance diameter circle in a transverse section. See Annex B. Tolerances are provided in 5.4.6.
3.1.7
single pitch deviation
f
pt
displacement of any tooth flank from its theoretical position relative to the corresponding flank of an adjacent
tooth, measured by a probe from a point on a flank, to a point on the adjacent flank, on the same
measurement circle
See Figure 1.
NOTE 1 Distinction is made as to the algebraic sign of the measured value. Thus, a condition wherein the actual tooth
flank position was nearer to the adjacent tooth flank than the theoretical position would be considered a minus (−)
deviation. A condition wherein the actual tooth flank position was farther from the adjacent tooth flank than the theoretical
position would be considered a plus (+) deviation.
NOTE 2 This International Standard specifies the tolerance direction of measurement for single pitch deviation to be
along the arc of the tolerance diameter circle in the transverse section. Tolerances are provided in 5.4.2.
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SIST ISO 17485:2006
ISO 17485:2006(E)
Key
1 theoretical tooth flank position
2 actual tooth flank position
3 theoretical circular pitch
4 measurement circle
Figure 1 — Pitch deviations
3.1.8
tolerance diameter
d
T
diameter where the mean cone distance, R , and the midpoint of the working depth intersect
m
See Figure 2.
NOTE The midpoint of the mean working depth is one half the depth of engagement of the two gears at the mean
cone distance. The value of d can be determined by Equations (2) or (3).
T
dd=+20,5h −h cosδ=d+h −h cosδ (2)
( ) ( )
T1 m1 mw am2 1 m1 am1 am2 1
dd=−20,5h−h cosδ=d+h −h cosδ (3)
( ) ( )
T2 m2 mw am2 2 m2 am2 am1 2
where
d is the mean pitch diameter (pinion, wheel);
m1, 2
h is the mean working depth;
mw
h is the mean addendum;
am1, 2
δ is the pitch angle (pinion, wheel).
1, 2
These values can be obtained from manufacturing summary sheets or by calculations shown in ISO 10300 or in
ISO 23509.
4 © ISO 2006 – All rights reserved
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SIST ISO 17485:2006
ISO 17485:2006(E)
Figure 2 — Tolerance diameter
3.1.9
total cumulative pitch deviation
F
p
largest algebraic difference between any two index deviation values for a specified flank (left or right), without
distinction as to the direction or algebraic sign of this reading
See Figure 3.
NOTE This International Standard specifies the tolerance direction of for total cumulative pitch deviation to be along
the arc of the tolerance diameter circle in the transverse section. Tolerances are provided in 5.4.2.
F = index deviation
x
f = single pitch deviation
pt
F = total cumulative pitch deviation
p
z = tooth number
Figure 3 — Pitch data from single probe device
© ISO 2006 – All rights reserved 5
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SIST ISO 17485:2006
ISO 17485:2006(E)
3.1.10
transmission error
θ
e
deviation of the position of the driven gear, for a given angular position of the driving gear, from the position
that the driven gear would occupy if the gears were geometrically perfect
NOTE See Annex B for discussion of transmission error and single flank composite deviations.
3.2 Fundamental terms and symbols
The terminology and symbols used in this International Standard are listed alphabetically by symbol in Table 1,
and alphabetically by term in Table 2. To convey the maximum amount of information, however, the names of
a number terms have been rearranged in order to group principle characteristics.
Table 1 — Alphabetical table of symbols, by symbol
Where first used
Symbol Term
(clause/subclause/figure)
d
Mean pitch diameter (pinion or wheel) 3.1.8
m1, 2
d
Tolerance diameter 1
T
F
Single-flank composite deviation, total 3.1.6
is
F
Single-flank composite tolerance, total 5.4.6
isT
F
Cumulative pitch deviation, total 3.1.9
p
F
Cumulative pitch tolerance, total 5.4.3
pT
F Runout deviation, total 3.1.4
r
F
Runout tolerance 5.4.4
rT
F Index deviation 3.1.1
x
f
Single-flank composite deviation, tooth mesh component 3.1.6
is
f
Single-flank composite deviation, design tooth mesh component 5.4.5
is(design)
f
Single-flank composite tolerance, tooth mesh component 5.4.5
isT
f
Single pitch deviation 3.1.7
pt
f
Single pitch tolerance 5.4.2
ptT
h
Addendum, mean 3.1.8
am
h
Working depth, mean 3.1.8
mw
m
Module, outer transverse 3.1.2
et
m Module, mean normal 1
mn
R
Distance, outer cone 3.1.2
e
R Distance, inner cone Figure 1
i
R
Distance, mean cone 3.1.2
m
z
Number of teeth (pinion or wheel), tooth number 1
1, 2
β
Mean spiral angle 3.1.2
m
δ
Pitch angle (pinion or wheel) 3.1.8
1, 2
θ
Transmission error 3.1.10
e
Characteristic symbols as subscripts
Symbol Term
m Mean
T Tolerance
1 Pinion
2 Gear
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SIST ISO 17485:2006
ISO 17485:2006(E)
Table 2 — Alphabetical table of symbols, by term
Where first used
Symbol Term
(clause/subclause/figure)
h Addendum, mean 3.1.8
am
R Cone distance, mean 3.1.2
m
R Cone distance, outer 1
e
R Cone distance, inner Figure 1
i
F Cumulative pitch deviation, total 3.1.9
p
F Cumulative pitch tolerance, total 5.4.3
pT
d Diameter, tolerance 3.1.8
T
F Index deviation 3.1.1
x
m module, mean normal 3.1.2
mn
m module, outer transverse 3.1.2
et
z Number of teeth (pinion or wheel) 1
1, 2
δ Pitch angle (pinion or wheel) 3.1.8
1, 2
d pitch diameter, mean (pinion or wheel) 3.1.8
m1, 2
F runout deviation, total 3.1.4
r
F Runout tolerance 5.4.4
rT
f (design) Single-flank composite deviation, design tooth mesh component 5.4.5
is
f Single-flank composite deviation, tooth mesh component 3.1.6
is
f Single-flank composite tolerance, tooth mesh component 5.4.5
isT
F Single-flank composite deviation, total 3.1.6
is
F Single-flank composite tolerance, total 5.4.6
isT
f Single pitch deviation 3.1.7
pt
f Single pitch tolerance 5.4.2
ptT
θ Transmission error 3.1.10
e
β Mean spiral angle 3.1.2
m
h Mean working depth 3.1.8
mw
4 Application of classification system
4.1 General
The classification system is a numeric code identifying the accuracy grade tolerance for a specific gear.
4.2 Accuracy grade classification
4.2.1 General
This International Standard provides for ten accuracy grades, numbered 2 to 11.
Accuracy grade 2 has the smallest tolerances; accuracy grade 11 the largest. These accuracy grades are
separated by a uniform geometric progression of tolerances (see 5.2).
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SIST ISO 17485:2006
ISO 17485:2006(E)
4.2.2 Gear accuracy evaluation
Gear accuracy is evaluated by comparing measured deviations with the numerical values calculated
according to the equations in 5.4. Measurements should be made relative to a datum axis. See
ISO/TR 10064-3 for further information on defining a datum axis.
The accuracy grade is determined for the parameters specified in Table 4; the overall accuracy grade is the
largest of these individual accuracy grades. Note that different accuracy grades may be specified for different
parameters, if required for specific applications.
In addition, it is recommended that if single-flank composite deviations are not measured, additional contact
pattern and tooth thickness checks should be made to verify the gear is fit for purpose. The contact pattern
requirements should be agreed upon between customer and supplier prior to manufacture. Refer to
ISO/TR 10064-6 for further information on this subject.
4.2.3 Example tolerance tables
For reference only, example tolerance tables are provided in Annex A.
4.3 Tolerance direction
The tolerance direction is specified in Clause 3. It may be normal to the tooth surface, inclined at some angle,
or along the arc of a specified circle. If the measurement direction and the tolerance direction differ, the
measured value shall be corrected to the tolerance direction.
When the measurement instrument’s direction of measurement is normal and the tolerance direction is other
than normal, measurement values shall be increased before analysis and comparison to tolerances. Typically,
the factor for this adjustment is the cosine of the angle between the normal direction and the specified
tolerance direction.
4.4 Additional characteristics
In certain applications, there may be additional characteristics that require tolerances to assure satisfactory
performance. For example, if tooth form tolerances, tooth flank tolerances, tooth thickness tolerances, or
surface finish tolerances are desirable for special applications, such tolerances are to appear on drawings or
purchase specifications. Some methods for measuring these characteristics are discussed in ISO/TR 10064-6.
5 Tolerances
5.1 Tolerance values
Tolerance values for each item that governs accuracy are calculated by equations given in 5.4 and are
expressed in micrometers. Values outside the limits of the equations are beyond the scope of this
International Standard and are not to be extrapolated. The specific tolerances for such gears shall be agreed
upon by the manufacturer and purchaser.
It is assumed that a calibrated measuring instrument of suitable accuracy is used in a proper environment.
See ISO/TR 10064-5.
Tolerance direction and measurement diameter are as defined in Clause 3.
5.2 Step factor
The step factor between two consecutive grades is 2. Values of the next higher (or lower) grade are
determined by multiplying (or dividing) by 2. The required value for any accuracy grade may be determined
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SIST ISO 17485:2006
ISO 17485:2006(E)
B−4
( )
by multiplying the unrounded calculated value for grade 4 by 2, where B is the number of the required
accuracy grade.
5.3 Rounding rules
Values calculated from the equations in 5.4 shall be rounded as follows:
⎯ if greater than 10 µm, round to the nearest integer;
⎯ if 10 µm or less, and greater than 5 µm, round to the nearest 0,5 µm;
⎯ if 5 µm or less, round to the nearest 0,1 µm.
5.4 Tolerance equations
5.4.1 General
All tolerances are defined in the transverse section at the tolerance diameter.
5.4.2 Single pitch tolerance, f
ptT
The tolerance for single pitch deviation applies to the absolute value of the plus or minus measurement value.
Absolute single pitch tolerance, f , shall be calculated according to Equation (4):
ptT
B−4
( )
fd=+0,003 0,3m+ 5 2 (2)
()
()
ptT T mn
where the range of application is restricted as follows.
Accuracy grades 2 to 11:
1,0 mm u m u 50 mm
mn
5 u z u 400
5 mm u d u 2 500 mm
T
5.4.3 Total cumulative pitch tolerance, F
pT
Total cumulative pitch tolerance, F , shall be calculated according to Equation (5):
pT
B−4
( )
Fd=+0,025 0,3m+ 19 2 (3)
()
()
pT T mn
where the range of application is restricted as follows.
Accuracy grades 2 to 11:
1,0 mm u m u 50 mm
mn
5 u z u 400
5 mm u d u 2 500 mm
T
© ISO 2006 – All rights reserved 9
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SIST ISO 17485:2006
ISO 17485:2006(E)
5.4.4 Runout tolerance, F
rT
Runout tolerance, F , shall be calculated according to Equation (6).
rT
B−4
( )
Fd=+0,8 0,025 0,3m+19 2 (4)
()
rT T mn ()
where the range of application is restricted as follows.
Accuracy grades 4 to 11 only:
1,0 mm u m u 50 mm
mn
5 u z u 400
5 mm u d u 2 500 mm
T
5.4.5 Tooth mesh component single-flank composite tolerance, f
isT
5.4.5.1 General
The determination of the single-flank composite tooth mesh component can be accomplished by one of three
methods in order of decreasing precision: Method A, B or C.
5.4.5.2 Method A
The design and manufacture determination of the single-flank composite mean tooth mesh component value,
and its variability, is developed using application experience, load capacity testing or both of these to
determine the required values. These values are regardless of quality grade.
5.4.5.3 Methods B and C
The peak-to-peak amplitude of the short-term component (high pass filtered) of the single-flank composite
deviation is used to determine the tooth mesh component. The highest peak-to-peak amplitude shall not be
greater than f and the lowest peak-to-peak amplitude shall not be smaller than f . The peak-
isT max isT min
to-peak amplitude is the difference between the highest point and the lowest point of the motion curve within
one pitch of the bevel gear set being measured.
The maximum and minimum values of the single-flank composite tolerance, tooth mesh component, f , for a
isT
gear pair shall be calculated using Equations (7) and (8) or, alternatively, Equations (7) and (9):
B−4
( )
ff=+ 0,375m+ 5,0 2 (5)
()
()
isT max is(design) mn
The value of f is the larger of the following:
isT min
B−4
( )
ff=− 0,375m+ 5,0 2 or (6)
()
()
isT min is(design) mn
f = 0 (7)
isT min
10 © ISO 2006 – All rights reserved
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SIST ISO 17485:2006
ISO 17485:2006(E)
If the value of f is negative, use f = 0. The range of application is restricted as follows.
isT min isT min
Accuracy grades 2 to 11
1,0 mm u m u 50 mm
mn
5 u z u 400
5 mm u d u 2 500 mm
T
If the measuring instrument reads in units of angle, the conversion to micrometers should be done at the
tolerance diameter, d .
T
The value of f can be determined by Method B or C.
is(design)
Method B: the design tolerance for tooth mesh component single flank composite deviation, f , for
is(design)
Equations (7) to (9), should be determined with an analysis for the application design and testing conditions.
Consideration should be given to selecting the design value so that it includes influences such as mounting
variation, variability of flank form and application operating loads. See Annex B for additional information.
Method C: in the absence of a design and test analysis value for the application tooth mesh component single
flank composite deviation, f , it should be determined using Equation (10):
is(design)
fq=+m 1, 5 (8)
is(design) mn
Suggested values for the parameter q are given in Table B.1.
5.4.6 Total single-flank composite tolerance, F
isT
The total single-flank composite tolerance, F , shall be calculated according to Equation (11):
isT
FF=+f (9)
isT pT isT max
where the range of application is restricted as follows, if F is specified.
isT
Accuracy grades 2 to 11:
1,0 mm u m u 50
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 17485
Première édition
2006-06-15
Engrenages coniques — Système ISO
d'exactitude
Bevel gears — ISO system of accuracy
Numéro de référence
ISO 17485:2006(F)
©
ISO 2006
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ISO 17485:2006(F)
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Publié en Suisse
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ISO 17485:2006(F)
Sommaire Page
Avant-propos. iv
Introduction . v
1 Domaine d'application. 1
2 Références normatives . 2
3 Termes, définitions et symboles. 2
3.1 Termes et définitions. 2
3.2 Termes et symboles fondamentaux. 6
4 Application du système de classement. 7
4.1 Généralités . 7
4.2 Classification de la classe d’exactitude . 7
4.3 Sens de tolérance . 8
4.4 Caractéristiques additionnelles . 8
5 Tolérances . 8
5.1 Valeurs de tolérance. 8
5.2 Raison de la progression. 9
5.3 Règles d'arrondissage . 9
5.4 Équations relatives aux tolérances. 9
6 Application des méthodes de mesure.11
6.1 Méthodes de mesure . 11
6.2 Méthodes recommandées de contrôle de mesure . 12
6.3 Filtrage des données de mesure. 12
6.4 Vérification de la marque de portée de la dent. 13
Annexe A (informative) Exemple de tables de tolérances . 15
Annexe B (informative) Méthode de mesure relative aux écarts composés d’un flanc simple . 17
Annexe C (informative) Exactitude des roues coniques de petit module . 23
Annexe D (informative) Interprétation des données composées. 26
Bibliographie . 35
© ISO 2006 – Tous droits réservés iii
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ISO 17485:2006(F)
Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes nationaux de
normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est en général confiée
aux comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du
comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non
gouvernementales, en liaison avec l'ISO participent également aux travaux. L'ISO collabore étroitement avec
la Commission électrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives ISO/CEI,
Partie 2.
La tâche principale des comités techniques est d'élaborer les Normes internationales. Les projets de Normes
internationales adoptés par les comités techniques sont soumis aux comités membres pour vote. Leur
publication comme Normes internationales requiert l'approbation de 75 % au moins des comités membres
votants.
L'attention est appelée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l'objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L'ISO ne saurait être tenue pour responsable de ne
pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence.
L'ISO 17485 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 60, Engrenages.
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ISO 17485:2006(F)
Introduction
Les spécifications de mesurage et de tolérance des engrenages coniques sont des sujets très complexes, qui
nécessitaient une normalisation internationale. Pour cela et pour d’autres raisons, l’ISO/TC 60 a approuvé le
projet basé sur le document proposé, ANSI/AGMA 2009-B01, Classification, tolérances et méthodes de
mesurage des engrenages coniques.
À une étape préliminaire, il avait été décidé de développer deux documents; la présente Norme internationale
comportant les classes d'exactitude et les définitions et un Rapport technique séparé, l’ISO/TR 10064-6,
comprenant les pratiques de réception et les méthodes de mesurage. Ces pratiques de réception et ces
méthodes de mesurage incluent des thèmes tels que les considérations de fabricants, les mesures sur
machines tridimensionnelles, les contrôle du contact de portée et des thèmes avancés sur l'analyse de la
forme des flancs des engrenages coniques.
Avant le développement de la présente Norme internationale, les classes d'exactitude décrites dans
l'ISO 1328, pour les engrenages cylindriques, étaient souvent utilisées pour les engrenages coniques.
Cependant, cette pratique n'était pas toujours cohérente avec les exigences spécifiques et les pratiques
générales appliquées par l'industrie des engrenages coniques. La présente Norme internationale comporte
des sujets, qui sont distinctement différents de l'ISO 1328-1:1995:
⎯ les définitions, diamètre de mesurage et direction du mesurage sont spécifiques aux engrenages
coniques;
⎯ les tolérances des classes d'exactitude sont basées sur des équations et non sur des tableaux;
⎯ il y a approximativement une classe de différence dans le niveau de tolérance entre la présente Norme
internationale et la norme DIN utilisée pour les engrenages coniques et les engrenages cylindriques.
L'utilisation des définitions et des classes d'exactitude selon la présente Norme internationale améliore
l'application cohérente des tolérances géométriques des engrenages coniques pour le bénéfice générale de
l'industrie.
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NORME INTERNATIONALE ISO 17485:2006(F)
Engrenages coniques — Système ISO d'exactitude
1 Domaine d'application
La présente Norme internationale établit un système de classification qui peut être utilisé pour transmettre les
spécifications relatives à l’exactitude géométrique relative aux engrenages coniques, aux roues hypoïdes et
aux engrenages non assemblés. Elle spécifie les définitions de termes relatifs à l’exactitude des dentures, la
structure du système de classes d’exactitude des engrenages et les valeurs admissibles.
La présente Norme internationale fournit au fabricant d'engrenages et à ses clients une base de référence
utile aux deux parties en termes de tolérances uniformes. Dix classes d’exactitude sont définies et
numérotées de 2 à 11 en ordre décroissant de précision. Les équations relatives aux tolérances et aux plages
de validité sont données en 5.4 pour l’exactitude définie correspondant à l'engrenage. Généralement, ces
tolérances couvrent les plages suivantes:
1 mm u m u 50 mm
mn
5 u z u 400
5 mm u d u 2 500 mm
T
où
d est le diamètre de mesurage;
T
m est le module normal moyen;
mn
z est le nombre de dents.
Voir l’Article 6 pour les méthodes de mesure requise et facultative. Dans la mesure où les tolérances sont
calculées à partir des dimensions réelles d'un engrenage conique, les tables de tolérances ne sont pas
données. L'Annexe A en donne un aperçu général en présentant des exemples de valeurs de tolérances et
de graphiques.
La présente Norme internationale ne s’applique pas aux ensembles d’engrenages qui sont contrôlés sous
carter, tels que les réducteurs et multiplicateurs de vitesse, les motoréducteurs, les réducteurs montés sur
arbre, les engrenages grande vitesse et tous les autres ensembles d’engrenages qui sont fabriqués pour les
besoins d’application spécifiques.
La conception des engrenages n’entre pas dans le domaine d'application de la présente Norme internationale.
L'utilisation des classes d’exactitude pour la détermination des performances des engrenages nécessite une
expérience approfondie avec des applications spécifiques. Par conséquent, les utilisateurs de la présente
Norme internationale sont mis en garde contre l'application directe de valeurs de tolérances qui y figurent par
rapport à celles obtenues après leur montage dans le carter.
Les valeurs de tolérances pour des engrenages aux caractéristiques hors des limites déclarées dans la
présente Norme internationale ont besoin d’être fixées en déterminant les exigences relatives aux applications
spécifiques. Cela peut nécessiter de définir une tolérance moins importante que celle calculée par les
formules données dans la présente Norme internationale.
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ISO 17485:2006(F)
2 Références normatives
Les documents de référence suivants sont indispensables pour l'application du présent document. Pour les
références datées, seule l'édition citée s'applique. Pour les références non datées, la dernière édition du
document de référence s'applique (y compris les éventuels amendements).
ISO 1122-1:1998, Vocabulaire des engrenages — Partie 1: Définitions géométriques
1)
ISO 23509 , Géométrie des engrenages coniques et hypoïdes
3 Termes, définitions et symboles
Parmi les symboles et les données terminologiques donnés dans le présent document, certains éléments
peuvent être différents de ceux utilisés dans d'autres documents et dans d'autres normes. Il convient que les
utilisateurs de la présente Norme internationale s'assurent par eux-mêmes qu'ils utilisent les symboles, la
terminologie et les définitions de la manière indiquée dans la présente Norme internationale.
3.1 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions donnés dans l'ISO 1122-1 et dans
l'ISO 23509 ainsi que les suivants s'appliquent.
3.1.1
valeur de l’écart
F
x
déplacement d’un flanc de dent quelconque de sa position théorique, à sa position mesurée
3.1.2
module normal moyen
m
mn
quotient du diamètre primitif moyen de fonctionnement, en millimètres, par le nombre de dents dans le plan
normal à la génératrice moyenne
dR
mm
mm==cosβcosβ (1)
mn m et m
zR
e
où
d est le diamètre primitif moyen de fonctionnement;
m
z est le nombre de dents;
β est l'angle de spirale moyen;
m
R est la génératrice moyenne;
m
R est la génératrice extérieure;
e
m est le module apparent extérieur.
et
1) À publier.
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ISO 17485:2006(F)
3.1.3
roue de référence
roue dont l’exactitude est connue et spécialement conçue pour s'engrener avec la roue à contrôler lors des
contrôles relatifs aux écarts composés et aux marques de portée
3.1.4
écart total du faux-rond
F
r
différence entre la distance maximale et la distance minimale, perpendiculairement au cône primitif de
fonctionnement, d'un palpeur (à bille ou conique) placée dans chacun des entredents successifs, avec le
palpeur entrant simultanément en contact avec les flancs droit et gauche au niveau du cercle de mesurage,
approximativement à mi-hauteur de la dent
NOTE Les tolérances sont données en 5.4.4.
3.1.5
écart composé tangentiel d’engrènement sur un flanc
f
is
valeur du plus grand écart composé mesuré sur le flanc de contact et sur un pas (360°/z), après rotation d’un
tour complet de la roue à contrôler et suppression de l’effet sinusoïdal de l'excentricité
NOTE La présente Norme internationale spécifie le sens de tolérance pour l’écart composé d’engrènement sur un
flanc, le long de l'arc du cercle de diamètre de mesurage dans la section transversale. Les tolérances sont données en
5.4.5.
3.1.6
écart composé tangentiel total d’engrènement sur un flanc
F
is
écart total mesuré de la valeur minimale à la valeur maximale, sur le flanc de contact et pour une rotation d’un
tour complet de la roue à contrôler
NOTE La présente Norme internationale spécifie le sens de tolérance pour l’écart composé total d’engrènement sur
un flanc, le long de l'arc de cercle du diamètre de mesurage dans la section transversale. Voir l’Annexe B. Les tolérances
sont données en 5.4.6.
3.1.7
écart individuel de pas
f
pt
différence algébrique entre la valeur effective mesurée d’un pas et la valeur théorique correspondante, les
points de contact du palpeur sur les flancs sont tous situés sur le même diamètre de mesurage
Voir Figure 1.
NOTE 1 Attention à la distinction du signe algébrique lors de la lecture. Ainsi, lorsque la position effective d'un flanc est
plus proche du flanc de la dent adjacente que de la position théorique, l'écart est considéré comme négatif (−). Lorsque la
position effective d'un flanc est plus éloignée du flanc de la dent adjacente que de la position théorique, l'écart est
considéré comme positif (+).
NOTE 2 La présente Norme internationale spécifie la direction du mesurage des tolérances dimensionnelles et
géométriques pour un écart individuel de pas sur la longueur de l’arc de cercle du diamètre de mesurage au niveau de la
section apparente. Les tolérances sont données en 5.4.2.
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ISO 17485:2006(F)
Légende
1 position théorique du flanc
2 position effective du flanc
3 pas circulaire théorique
4 diamètre de mesurage
Figure 1 — Écarts de pas
3.1.8
diamètre de mesurage
d
T
diamètre à l'intersection de la génératrice moyenne, R , et du point médian de la hauteur utile
m
Voir Figure 2.
NOTE Le point médian de la hauteur utile moyenne correspond à la mi-hauteur d'engrènement de deux roues au
niveau de la génératrice moyenne. La valeur de d peut être déterminée par l'Équation (2) ou par l'Équation (3).
T
dd=+20,5h −h cosδ=d +h −h cosδ (2)
( ) ( )
T1 m1 mw am2 1 m1 am1 am2 1
dd=−20,5h −h cosδ=d +h −h cosδ (3)
( ) ( )
T2 m2 mw am2 2 m2 am2 am1 2
où
d est le diamètre primitif moyen de fonctionnement (pignon, roue);
m1, 2
h est la hauteur utile moyenne;
mw
h est la saillie moyenne (pignon, roue);
am1, 2
δ est l'angle primitif de fonctionnement (pignon, roue).
1, 2
Ces valeurs peuvent être obtenues à partir des relevés récapitulatifs de fabrication ou par calcul, conformément à
l'ISO 10300 ou à l'ISO 23509.
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ISO 17485:2006(F)
Figure 2 — Diamètre de mesurage
3.1.9
écart cumulé total de pas
F
p
plus grande différence algébrique entre la valeur minimale et la valeur maximale des écarts pour un flanc
donné (droit ou gauche), sans distinction de sens ou de signe algébrique de cette lecture
Voir Figure 3.
NOTE La présente Norme internationale spécifie le sens de tolérancement pour un écart cumulé total de pas sur la
longueur de l’arc de cercle du diamètre de mesurage au niveau de la section apparente. Les tolérances sont données en
5.4.3.
F = valeur de l’écart
x
f = écart individuel de pas
pt
F = écart cumulé total de pas
p
z = nombre de dents
Figure 3 — Données graphiques à partir d'un dispositif à sonde unique
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ISO 17485:2006(F)
3.1.10
erreur de conduite
θ
e
écart de position de la roue menée, pour une position angulaire donnée de la roue menante, par rapport à la
position que prendrait la roue menée si les roues étaient géométriquement parfaites
NOTE Voir l’Annexe B, pour les commentaires relatifs à l'erreur de conduite et aux écarts composés tangentiels
d’engrènement sur un flanc.
3.2 Termes et symboles fondamentaux
Les termes et les symboles utilisés dans la présente Norme internationale sont classés dans le Tableau 1
selon l'ordre alphabétique des symboles et dans le Tableau 2 selon l'ordre alphabétique des termes. Afin de
fournir le plus grand nombre d'informations, les désignations correspondants à plusieurs termes ont été
classées de manière à regrouper ensemble les principales caractéristiques.
Tableau 1 — Index alphabétique des symboles correspondants aux termes utilisés
Première apparition
Symbole Termes
(Article, paragraphe, figure)
d Diamètre primitif moyen de fonctionnement (pignon ou roue) 3.1.8
m1, 2
d Diamètre de mesurage 1
T
F Écart composé tangentiel total d’engrènement sur un flanc 3.1.6
is
F Tolérance relative à l'écart composé tangentiel total d’engrènement sur un 5.4.6
isT
flanc
F Écart cumulé total de pas 3.1.9
p
F Tolérance relative à l’écart cumulé total de pas 5.4.3
pT
F Écart total du faux-rond 3.1.4
r
F Tolérance relative à l’écart du faux-rond 5.4.4
rT
F Valeur de l’écart 3.1.1
x
f Écart composé tangentiel d’engrènement sur un flanc 3.1.6
is
f Écart composé tangentiel d’engrènement sur le flanc de conception 5.4.5
is(design)
f Tolérance relative à l'écart composé tangentiel d’engrènement sur un flanc 5.4.5
isT
f Écart individuel de pas 3.1.7
pt
f Tolérance relative à l’écart individuel de pas 5.4.2
ptT
h Saillie moyenne 3.1.8
am
h Hauteur utile moyenne 3.1.8
mw
m Module apparent extérieur 3.1.2
et
m Module normal moyen 1
mn
R Génératrice extérieure 3.1.2
e
R Génératrice intérieure Figure 1
i
R Génératrice moyenne 3.1.2
m
z Nombre de dents (pignon ou roue), numéro de la dent 1
1, 2
β Angle de spirale moyen 3.1.2
m
δ Angle primitif de fonctionnement (pignon ou roue) 3.1.8
1, 2
θ Erreur de conduite 3.1.10
e
Symboles caractéristiques d'indices inférieurs
Indice Termes
m Moyen(ne)
T Tolérance
1 Pignon
2 Roue
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ISO 17485:2006(F)
Tableau 2 — Index alphabétique des termes correspondants aux symboles utilisés
Première apparition
Symbole Termes
(Article, paragraphe, figure)
β Angle de spirale moyen 3.1.2
m
δ Angle primitif de fonctionnement (pignon ou roue) 3.1.8
1, 2
d Diamètre primitif de fonctionnement, moyen (pignon ou roue) 3.1.8
m1, 2
d Diamètre de mesurage 3.1.8
T
f Écart composé tangentiel d’engrènement sur un flanc 3.1.6
is
f Écart composé tangentiel d’engrènement sur le flanc de conception 5.4.5
is(design)
F Écart composé tangentiel total d’engrènement sur un flanc 3.1.6
is
F Écart cumulé total de pas 3.1.9
p
F Écart total du faux-rond 3.1.4
r
F Valeur de l’écart 3.1.1
x
f Écart individuel de pas 3.1.7
pt
θ Erreur de conduite 3.1.10
e
R Génératrice extérieure 1
e
R Génératrice intérieure Figure 1
i
R Génératrice moyenne 3.1.2
m
h Hauteur utile, moyenne 3.1.8
mw
m Module apparent extérieur 3.1.2
et
m Module normal moyen 3.1.2
mn
z Nombre de dents (pignon ou roue), numéro de la dent 1
1, 2
h Saillie moyenne 3.1.8
am
f Tolérance relative à l'écart composé tangentiel d’engrènement sur un flanc 5.4.5
isT
F Tolérance relative à l'écart composé tangentiel total d’engrènement sur un 5.4.6
isT
flanc
F Tolérance relative à l’écart cumulé total de pas 5.4.3
pT
f Tolérance relative à l’écart individuel de pas 5.4.2
ptT
F Tolérance relative à l’écart du faux-rond 5.4.4
rT
4 Application du système de classement
4.1 Généralités
Le système de classement est un code numérique d'identification de la tolérance relative à une classe
d’exactitude pour une roue spécifique.
4.2 Classification de la classe d’exactitude
4.2.1 Classes d’exactitude
La présente Norme internationale présente dix classes d’exactitude numérotées de 2 à 11.
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ISO 17485:2006(F)
La classe d’exactitude 2 présente les tolérances les plus petites; la classe d’exactitude 11 présente les
tolérances les plus grandes. Les classes d’exactitude sont séparées par une progression géométrique
constante des tolérances (voir 5.2).
4.2.2 Évaluation de l’exactitude d’un engrenage
L’exactitude d'un engrenage est évaluée en comparant les écarts mesurés avec les valeurs numériques
calculées selon les équations données en 5.4. Il convient d’effectuer les mesures en fonction de l’axe de
donnée. Pour plus d’informations sur la définition de l’axe de donnée, voir l’ISO/TR 10064-3.
La classe d’exactitude est déterminée pour les paramètres, spécifiés dans le Tableau 4; la classe d'exactitude
globale est la plus grande de ces classes d'exactitude individuelles. Il est à noter que des classes d’exactitude
différentes peuvent être spécifiées pour des paramètres différents, lorsque des applications spécifiques
l'exigent.
En outre, lorsque les écarts composés tangentiel d’engrènement sur un flanc ne sont pas mesurés, il convient
d'effectuer des contrôles supplémentaires des marques de portée et de l'épaisseur des dents afin de
s'assurer que la roue remplit sa fonction. Il convient que les exigences en termes de marque de portée
fassent l'objet d'un accord entre le client et le fournisseur avant la fabrication. Se reporter à l'ISO/TR 10064-6
pour obtenir des informations complémentaires à ce sujet.
4.2.3 Exemples de tables de tolérances
L'Annexe A donne des exemples de tables de tolérances pour consultation uniquement.
4.3 Direction d’application de la tolérance
La direction d’application de la tolérance est spécifiée dans l'Article 3. Elle peut être normale à la surface de la
dent, inclinée à un certain angle, ou le long de l'arc d'un cercle spécifié. Si la direction du mesurage et la
direction de la tolérance diffèrent, la valeur mesurée doit être corrigée.
Lorsque la direction du mesurage est perpendiculaire et que la direction d'application de la tolérance ne l'est
pas, les valeurs de mesure doivent être augmentées avant de procéder à l'analyse et à la comparaison avec
les tolérances. Généralement, le facteur de correction est le cosinus de l'angle entre la direction
perpendiculaire et la direction spécifiée pour la tolérance.
4.4 Caractéristiques additionnelles
Dans certaines applications, il peut y avoir des caractéristiques additionnelles nécessitant des tolérances
données pour garantir des performances satisfaisantes. Par exemple, lorsque des tolérances relatives à la
forme, aux flancs, à l'épaisseur ou à la finition de surface des dents sont souhaitables pour des applications
particulières, lesdites tolérances doivent figurer sur les dessins ou les spécifications d'achat. Certaines
méthodes de mesure prenant en compte ces caractéristiques sont commentées dans l'ISO/TR 10064-6.
5 Tolérances
5.1 Valeurs de tolérance
Les valeurs de tolérance pour chaque élément, dont dépend l’exactitude, sont calculées en utilisant les
équations données en 5.4 et exprimées en micromètres. Les valeurs se situant hors des limites établies selon
ces équations ne s’inscrivent pas dans le domaine d'application de la présente Norme internationale et ne
doivent pas être extrapolées. Les tolérances spécifiques pour de tels engrenages doivent faire l'objet d'un
accord entre le client et le fabricant.
Il est supposé qu'un instrument de mesure calibré d'exactitude appropriée est utilisé dans un environnement
adéquat. Voir l'ISO/TR 10064-5.
8 © ISO 2006 – Tous droits réservés
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ISO 17485:2006(F)
La direction d’application de la tolérance et le diamètre de mesurage sont tels que spécifiés dans l'Article 3.
5.2 Raison de la progression
La raison de la progression entre deux classes consécutives est 2. Les valeurs de la classe immédiatement
supérieure (ou inférieure) sont déterminées par multiplication (ou division) par 2. La valeur requise pour
toute classe d’exactitude peut être déterminée en multipliant la valeur non arrondie calculée pour la classe 4
(4B−)
par 2, où B est le numéro de la classe d’exactitude requise.
5.3 Règles d'arrondissage
Les valeurs calculées à l'aide des équations données en 5.4 doivent être arrondies de la manière suivante:
⎯ lorsqu'elles sont supérieures à 10 µm, arrondir au nombre entier le plus proche;
⎯ lorsqu'elles sont inférieures ou égales à 10 µm mais supérieures à 5 µm, arrondir au 0,5 µm le plus
proche;
⎯ lorsqu'elles sont inférieures ou égales à 5 µm, arrondir au 0,1 µm le plus proche.
5.4 Équations relatives aux tolérances
5.4.1 Généralités
Toutes les tolérances sont définies dans la section transversale au diamètre de mesurage.
5.4.2 Tolérance relative à l'écart individuel de pas, f
ptT
La tolérance relative à l'écart individuel de pas s'applique à la valeur absolue de la grandeur de mesure
positive ou négative. La tolérance relative à l'écart individuel de pas, f , doit être calculée selon
ptT
l'Équation (4).
(B−4)
fd=+0,0030,3m+52 (4)
()
()
ptT T mn
où le champ d'application est limité de la manière suivante:
Classes d’exactitude 2 à 11
1 mm u m u 50 mm
mn
5 u z u 400
5 mm u d u 2 000 mm
T
5.4.3 Tolérance relative à l'écart cumulé total de pas, F
pT
La tolérance relative à l'écart cumulé total de pas, F , doit être calculée selon l'Équation (5).
pT
(B−4)
Fd=+0,0250,3m+192 (5)
()
()
pT T mn
où le champ d'application est limité de la manière suivante:
Classes d’exactitude 2 à 11
1 mm u m u 50 mm
mn
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ISO 17485:2006(F)
5 u z u 400
5 mm u d u 2 000 mm
T
5.4.4 Tolérance relative à l'écart du faux-rond, F
rT
La tolérance relative à l'écart du faux-rond, F , doit être calculée selon l'Équation (6).
rT
(B−4)
Fd=+0,80,0250,3m+192 (6)
()
()
rT T mn
où le champ d'application est limité de la manière suivante:
Classes d’exactitude 4 à 11
1 mm u m u 50 mm
mn
5 u z u 400
5 mm u d u 2 500 mm
T
5.4.5 Tolérance relative à l'écart composé tangentiel d’engrènement sur un flanc, f
isT
5.4.5.1 Généralités
La détermination de l'écart composé tangentiel d’engrènement sur un flanc peut être effectuée en utilisant
l'une des trois méthodes, par ordre décroissant de précision: Méthode A, Méthode B ou Méthode C.
5.4.5.2 Méthode A
Lors de la conception et de la f
...
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