ISO 6336 Calcul de la capacité de charge des engrenages droits et hélicoïdaux

La norme « ISO 6336 Calcul de la capacité de charge des engrenages droits et hélicoïdaux » développée par l'Organisation internationale de normalisation (ISO) est constituée d'une série de normes organisées sous un même titre :

La norme ISO 6336-1 Partie 1 : Principes de base, introduction et facteurs d'influence généraux" fournit les principes de base, une introduction et les facteurs d'influence généraux pour le calcul de la capacité de charge des engrenages droits et hélicoïdaux. Cette norme, ainsi que d'autres normes de la série ISO 6336, fournit une méthode permettant de comparer différentes conceptions d'engrenages. Il n’est pas destiné à garantir les performances des systèmes d’engrenages d’entraînement assemblés. Il n'est pas destiné à des fins d'ingénierie générale, mais plutôt à être utilisé par le concepteur d'engrenages expérimenté qui peut sélectionner des valeurs raisonnables pour les facteurs dans ces formules.

Les formules de la série de normes ISO 6336 visent à établir une méthode uniformément acceptable pour calculer la capacité de charge des engrenages cylindriques à dents à développante droites ou hélicoïdales. Cette série de normes contient des procédures basées sur des tests et des études théoriques référencées par chaque méthode. Les méthodes ont été validées pour : un angle de pression de fonctionnement normal de 15 degrés à 25 degrés, un angle d'hélice de référence allant jusqu'à 30 degrés et un rapport de contact transversal de 1,0 à 2,5. Si ce périmètre est dépassé, les résultats calculés doivent être vérifiés par l'expérience.

Les formules d'évaluation de la série de normes ISO 6336 ne s'appliquent pas à d'autres types de distorsion des dents d'engrenage, telles que la déformation plastique, l'écrasement du carter et l'usure, et ne s'appliquent pas dans des conditions vibratoires où une distorsion imprévisible du profil peut se produire. Cette série de normes ne s'applique pas aux dents finies par forgeage ou frittage ni aux engrenages présentant un mauvais motif de contact.

Les facteurs d'impact présentés dans ces méthodes constituent une méthode d'estimation du risque de dommage conforme à l'expérience industrielle et expérimentale. Il est possible que ces informations ne soient pas totalement exactes sur le plan scientifique. Par conséquent, les méthodes de calcul d'une partie de la série de normes ISO 6336 ne sont pas valables dans une autre partie de la série ISO 6336, à moins d'être spécifiquement référencées.

Les procédures de la série de normes ISO 6336 fournissent des formules d'évaluation pour calculer la capacité de charge pour différents modes de défaillance tels que les piqûres, la fracture de la racine dentaire, la fissure du rebord dentaire, l'abrasion et les micropiqûres. À des vitesses de pente inférieures à 1 m/s, la capacité de charge des engrenages est généralement limitée par l'usure abrasive.

La norme « ISO 6336-2 Partie 2 : Calcul de la durabilité de surface (piqûres) » explique les formules de base à utiliser pour déterminer la capacité de charge surfacique des engrenages cylindriques à dents externes ou internes en développante. Cette norme contient des formules pour tous les effets sur la durabilité des surfaces pour lesquelles des évaluations quantitatives peuvent être effectuées. Elle s'applique principalement aux transmissions lubrifiées à l'huile, mais peut également être utilisée pour obtenir des valeurs approximatives pour les transmissions lubrifiées à la graisse à condition qu'il y ait toujours suffisamment de lubrifiant dans le réseau.

Les formules données sont valables pour les engrenages cylindriques avec des profils de dents compatibles avec la crémaillère de base normalisée dans la norme ISO 53. Il peut également être utilisé pour les dents accouplées à d'autres crémaillères de base où le rapport de contact transversal réel est inférieur à 2,5. Les résultats sont en bon accord avec les autres méthodes. Ces formules ne peuvent généralement pas être directement appliquées pour évaluer les types de dommages à la surface des dents d'engrenage, tels que le fluage du plastique, les rayures et l'usure. La capacité de charge déterminée par la contrainte de contact admissible est appelée capacité de charge superficielle ou durabilité de la surface.

Dans la norme « ISO 6336-3 Partie 3 : Calcul de la résistance à la flexion des dents », les calculs de contrainte de flexion des dents sont effectués pour les engrenages droits et hélicoïdaux à développante externe ou interne avec une épaisseur de bord d'au moins 0,5 ht pour les engrenages externes et d'au moins 1,75 mn. pour les engrenages internes. Les formules de base à utiliser sont expliquées. En service, les engrenages internes peuvent subir des modes de défaillance autres que la fatigue par flexion des filetages, à savoir des fractures commençant au diamètre de racine et progressant radialement vers l'extérieur. Cette norme n'offre pas de sécurité adéquate contre les modes de défaillance autres que la fatigue par flexion des filetages. Tous les effets de charge sur la contrainte du pied de dent sont inclus dans la mesure où ils résultent de charges transmises par les engrenages et peuvent être évalués quantitativement. Les formules données dans cette norme sont valables pour les engrenages droits et hélicoïdaux avec des profils de dents adaptés aux engrenages à crémaillère de base normalisés dans la norme ISO 53. Il peut également être utilisé pour les dents accouplées à d'autres crémaillères de base si le rapport de contact virtuel est inférieur à 2,5. La capacité de charge déterminée sur la base de la contrainte de flexion admissible est appelée résistance à la flexion du filetage.
La norme « ISO 6336-4 Partie 4 : Calcul de la capacité de charge de rupture des brides dentées » décrit une procédure de calcul de la capacité de charge de rupture des brides dentées des engrenages cylindriques droits et hélicoïdaux à dents extérieures. Elle n’est pas destinée à être utilisée comme méthode d’évaluation dans le processus de conception et de certification d’une boîte de vitesses. Les formules indiquées sont valables pour les engrenages cylindriques menés et menés. Les profils de dents sont conformes à la crémaillère de base spécifiée dans la norme ISO 53. Ils peuvent également être utilisés pour des dents accouplées à d'autres crémaillères où le rapport de contact transversal réel est inférieur à 2,5. La procédure a été validée pour les engrenages carburés et les formules de cette norme ne sont valables que pour les engrenages carburés dont les propriétés sont comprises dans les limites spécifiées. La présente norme ne s'applique pas à l'évaluation des types de dommages aux dents d'engrenages autres que la fracture du flanc de la dent.
Dans la norme « ISO 6336-5 Partie 5 : Résistance et qualité des matériaux », les contraintes de contact et de racine de dent sont expliquées et des valeurs numériques sont données pour les deux nombres de contraintes limites. Cette norme spécifie les exigences relatives à la qualité des matériaux et au traitement thermique et commente leurs effets sur les deux nombres de contraintes limites. Les valeurs conformes à cette norme peuvent être utilisées conjointement avec les procédures de calcul fournies dans les normes ISO 6336-2, ISO 6336-3 et ISO 6336-6 et les normes d'application pour les engrenages industriels, à grande vitesse et marins. Elle s'applique à tous les engrenages, profils de crémaillère de base, dimensions de profil, conception, etc. couverts par ces normes. Les résultats sont en bon accord avec les autres méthodes pour la plage spécifiée dans les normes ISO 6336-1 et ISO 10300-1.
Dans la norme « ISO 6336-6 Partie 6 : Calcul de la durée de vie sous charge variable », Elle décrit uniquement les informations nécessaires et les conditions normalisées pour calculer la durée de vie des engrenages soumis à des charges variables pour la résistance aux piqûres et à la flexion des pieds de dent, ou les facteurs de sécurité pour la durée de vie requise.
La norme « ISO 6336-20 Partie 20 : Calcul de la capacité de charge d'usure - Méthode de température d'éclair » décrit les méthodes et formules d'évaluation du risque d'usure du Bloc basées sur la notion de température de contact. Le concept de base s'applique à tous les éléments de machine comportant des zones de contact mobiles. Les formules de température flash sont valables pour des conditions opératoires caractérisées par une zone de contact hertzienne en forme de bande ou presque et des nombres de Péclet suffisamment élevés.
Dans la norme « ISO 6336-21 Partie 21 : Calcul de la capacité de charge de frottement - Méthode de température intégrale », La méthode de température intégrale utilisée pour calculer la capacité de charge d'usure des engrenages cylindriques est expliquée.
Dans la norme « ISO 6336-22 Partie 22 : Calcul de la capacité de charge en micropitting », Une procédure de calcul de la capacité de charge par micropiqûre d'engrenages cylindriques à dents externes est décrite. Cette norme a été élaborée sur la base d'essais et d'observations de transmissions à engrenages lubrifiées à l'huile avec des modules compris entre 3 mm et 11 mm et des vitesses de ligne de pente comprises entre 8 m/s et 60 m/s. Toutefois, la procédure peut être appliquée à n'importe quelle paire d'engrenages pour laquelle des données de référence appropriées sont disponibles, à condition que les critères spécifiés dans la norme soient remplis. Les formules indiquées sont valables pour les engrenages cylindriques menants et menés avec des profils de dents adaptés à la crémaillère de base spécifiée dans la norme ISO 53. Cela s'applique également aux dents accouplées à d'autres crémaillères de base où le rapport de contact virtuel est inférieur à 2,5. La présente norme ne s'applique pas à l'évaluation des types de dommages à la surface des engrenages autres que les micropiqûres.
Dans la norme « ISO 6336-30 Partie 30 : Exemples de calcul pour l'application de la norme ISO 6336 parties 1, 2, 3, 5 », des exemples concrets appliquant uniquement des méthodes approchées pour la détermination de certains facteurs influents tels que le facteur dynamique Kv et le les facteurs de répartition de charge KHα, KHβ, etc. sont proposés. Les procédures complètes de calcul analytique sont fournies ici dans les sections référencées de la norme ISO 6336. Les exemples concrets couvrant des techniques et méthodes d’analyse plus avancées ne sont pas applicables à ce document. Les exemples de calculs présentés dans cette norme sont fournis à titre indicatif pour l'application des normes ISO 6336-1, ISO 6336-2, ISO 6336-3 et ISO 6336-5. Aucune des valeurs, facteurs de sécurité ou données présentés ne représente des critères recommandés pour l'équipement réel.
Les exemples de calculs présentés dans la norme « ISO 6336-31 Partie 31 : Exemples de calcul de la capacité de charge par micropitting » sont fournis uniquement à titre indicatif pour l'application de la spécification technique ISO/TS 6336-22. Lors de l'exécution de cette procédure, aucune des valeurs ou données présentées ne doit être utilisée comme tolérances de matériau ou de lubrifiant ou comme recommandations microgéométriques dans les applications réelles. Les paramètres requis et les valeurs d'épaisseur de film admissibles doivent être déterminés pour une application spécifique conformément aux procédures définies dans la norme ISO 6336-22.