ISO 6336 Výpočet nosnosti čelných a šikmých ozubených kolies

Norma „ISO 6336 Výpočet nosnosti čelných a šikmých ozubených kolies“ vyvinutá Medzinárodnou organizáciou pre normalizáciu (ISO) pozostáva zo série noriem organizovaných pod rovnakým názvom:

Norma ISO 6336-1 Časť 1: Základné princípy, úvod a všeobecné ovplyvňujúce faktory“ poskytuje základné princípy, úvod a všeobecné ovplyvňujúce faktory pre výpočet únosnosti čelných a šikmých ozubených kolies. Táto norma spolu s ďalšími normami radu ISO 6336 poskytuje metódu, pomocou ktorej možno porovnávať rôzne konštrukcie ozubených kolies. Nie je určený na zaručenie výkonu zmontovaných hnacích prevodových systémov. Nie je určený na všeobecné inžinierske účely, ale skôr je určený na použitie skúseným konštruktérom ozubených kolies, ktorý dokáže vybrať rozumné hodnoty pre faktory v týchto vzorcoch.

Vzorce v sérii noriem ISO 6336 sú určené na stanovenie jednotne prijateľnej metódy na výpočet nosnosti valcových ozubených kolies s priamymi alebo špirálovými evolventnými zubami. Táto séria noriem obsahuje postupy založené na testovaní a teoretických štúdiách, na ktoré sa odvoláva každá metóda. Metódy boli overené pre: uhol normálneho prevádzkového tlaku 15 stupňov až 25 stupňov, referenčný uhol skrutkovice do 30 stupňov a pomer priečneho kontaktu 1,0 až 2,5. Ak sa tento rozsah prekročí, vypočítané výsledky je potrebné overiť skúsenosťami.

Hodnotiace vzorce v sérii noriem ISO 6336 sa nevzťahujú na iné typy deformácií zubov ozubených kolies, ako je plastická deformácia, drvenie skrine a opotrebovanie, a nevzťahujú sa na podmienky vibrácií, kde môže dôjsť k nepredvídateľnej deformácii profilu. Táto séria noriem sa nevzťahuje na zuby dokončené kovaním alebo spekaním a na ozubené kolesá so zlým kontaktným vzorom.

Faktory vplyvu uvedené v týchto metódach predstavujú metódu odhadu rizika poškodenia v súlade s priemyselnými a experimentálnymi skúsenosťami. Je možné, že tieto nie sú úplne vedecky presné. Preto výpočtové metódy v jednej časti série noriem ISO 6336 nie sú platné v inej časti série noriem ISO 6336, pokiaľ nie sú výslovne uvedené.

Postupy v sérii noriem ISO 6336 poskytujú hodnotiace vzorce na výpočet nosnosti pre rôzne druhy porúch, ako je pitting, zlomenie koreňa zuba, prasknutie lemu zuba, abrázia a mikrojamky. Pri rýchlostiach na svahu pod 1 m/s je nosnosť ozubených kolies vo všeobecnosti obmedzená abrazívnym opotrebovaním.

Norma „ISO 6336-2 Časť 2: Výpočet trvanlivosti povrchu (pitting)“ vysvetľuje základné vzorce, ktoré sa majú použiť pri určovaní povrchovej zaťažiteľnosti valcových ozubených kolies s evolventnými vonkajšími alebo vnútornými zubami. Táto norma obsahuje vzorce pre všetky účinky na trvanlivosť povrchu, pre ktoré je možné vykonať kvantitatívne hodnotenie. Platí predovšetkým pre prevodovky mazané olejom, ale môže sa použiť aj na získanie približných hodnôt pre prevodovky mazané mazivom, pokiaľ je v sieti vždy dostatok maziva.

Uvedené vzorce platia pre valcové ozubené kolesá s profilmi zubov kompatibilnými so základným hrebeňom štandardizovaným v norme ISO 53. Môže sa použiť aj pre zuby spojené s inými základnými hrebeňmi, kde je skutočný pomer priečnych kontaktov menší ako 2,5. Výsledky sú v dobrej zhode s inými metódami. Tieto vzorce vo všeobecnosti nemožno priamo použiť na vyhodnotenie typov poškodenia povrchu zubov ozubených kolies, ako je tečenie plastov, poškriabanie a opotrebovanie. Únosnosť určená prostredníctvom prípustného kontaktného napätia sa nazýva nosnosť povrchu alebo trvanlivosť povrchu.

V norme „ISO 6336-3 Časť 3: Výpočet pevnosti v ohybe zubov“ sa výpočty namáhania v ohybe zubov vykonávajú pre evolventné vonkajšie alebo vnútorné čelné a špirálové ozubené kolesá s hrúbkou hrany najmenej 0,5 ht pre vonkajšie ozubené kolesá a najmenej 1,75 mn pre vnútorné prevody sú vysvetlené základné vzorce, ktoré sa majú použiť. V prevádzke môžu vnútorné ozubené kolesá zaznamenať iné spôsoby zlyhania, ako je únava z ohybu závitu, menovite zlomeniny začínajúce od priemeru koreňa a postupujúce radiálne smerom von. Táto norma neposkytuje primeranú bezpečnosť proti iným poruchám, ako je únava závitu pri ohybe. Všetky účinky zaťaženia na namáhanie koreňa zuba sú zahrnuté, pokiaľ sú výsledkom zaťaženia prenášaného ozubenými kolesami a možno ich kvantitatívne vyhodnotiť. Vzorce uvedené v tejto norme platia pre čelné a šikmé ozubené kolesá s profilmi zubov vhodnými pre základné ozubené kolesá štandardizované v norme ISO 53. Môže sa použiť aj pre zuby spojené s inými základnými hrebeňmi, ak je virtuálny kontaktný pomer menší ako 2,5. Únosnosť určená na základe dovoleného napätia v ohybe sa nazýva pevnosť v ohybe závitu.
Norma „ISO 6336-4 Časť 4: Výpočet únosnosti pri pretrhnutí zubovej príruby“ popisuje postup výpočtu únosnosti pri pretrhnutí zubovej príruby valcových čelných a šikmých ozubených kolies s vonkajšími zubami. Nie je určená na použitie ako hodnotiaca metóda v procese navrhovania a certifikácie prevodovky. Uvedené vzorce platia pre hnané aj hnané valcové prevody. Profily zubov zodpovedajú základnému ozubeniu špecifikovanému v norme ISO 53. Môžu byť tiež použité pre zuby spojené s inými hrebeňmi, kde je skutočný pomer priečnych kontaktov menší ako 2,5. Postup bol overený pre nauhličované prevody a vzorce tejto normy platia len pre nauhličované prevody s vlastnosťami v rámci špecifikovaných limitov. Táto norma sa nevzťahuje na hodnotenie iných druhov poškodenia zubov ozubených kolies, ako je zlomenina boku zuba.
V norme „ISO 6336-5 Časť 5: Pevnosť a kvalita materiálov“ sú vysvetlené kontaktné napätia a napätia v koreni zuba a sú uvedené číselné hodnoty pre obe čísla limitných napätí. Táto norma špecifikuje požiadavky na kvalitu materiálu a tepelné spracovanie a komentuje ich vplyv na obe čísla medzných napätí. Hodnoty vyhovujúce tejto norme sú vhodné na použitie v spojení s výpočtovými postupmi uvedenými v normách ISO 6336-2, ISO 6336-3 a ISO 6336-6 a aplikačných normách pre priemyselné, vysokorýchlostné a námorné zariadenia. Vzťahuje sa na všetky prevody, základné profily ozubených kolies, rozmery profilov, dizajn atď., na ktoré sa vzťahujú tieto normy. Výsledky sú v dobrej zhode s inými metódami pre rozsah špecifikovaný podľa noriem ISO 6336-1 a ISO 10300-1.
V norme „ISO 6336-6 časť 6: Výpočet životnosti pri premenlivom zaťažení“ Popisuje len potrebné informácie a štandardizované podmienky pre výpočet životnosti ozubených kolies vystavených premenlivému zaťaženiu pre jamkovú pevnosť a pevnosť v ohybe koreňa zuba, prípadne bezpečnostné faktory pre požadovanú životnosť.
Norma „ISO 6336-20 Časť 20: Výpočet únosnosti pri opotrebení – Metóda teploty vzplanutia“ popisuje metódy a vzorce na hodnotenie rizika opotrebenia bloku na základe koncepcie kontaktnej teploty. Základná koncepcia platí pre všetky prvky stroja s pohyblivými kontaktnými plochami. Vzorce teploty vzplanutia sú platné pre prevádzkové podmienky charakterizované pásovou alebo takmer pásovou Hertzovou kontaktnou zónou a dostatočne vysokými Pécletovými číslami.
V norme „ISO 6336-21 Časť 21: Výpočet nosnosti trením – metóda integrálnej teploty“, Je vysvetlená integrálna teplotná metóda používaná pri výpočte nosnosti valcového kolesa pri opotrebovaní.
V norme „ISO 6336-22, časť 22: Výpočet nosnosti mikropittingu“, Je opísaný postup výpočtu mikropittingovej únosnosti valcových ozubených kolies s vonkajšími zubami. Táto norma bola vyvinutá na základe testovania a pozorovania olejom mazaných ozubených prevodov s modulmi medzi 3 mm a 11 mm a svahovými rýchlosťami medzi 8 m/sa 60 m/s. Postup sa však môže použiť na akýkoľvek pár ozubených kolies, pre ktorý sú k dispozícii príslušné referenčné údaje, za predpokladu, že sú splnené kritériá špecifikované v norme. Uvedené vzorce platia pre hnané aj hnané valcové prevody s profilmi zubov vhodnými pre základný hrebeň špecifikovaný v norme ISO 53. Platí to aj pre zuby spojené s inými základnými hrebeňmi, kde je virtuálny kontaktný pomer menší ako 2,5. Táto norma sa nevzťahuje na hodnotenie iných typov poškodenia povrchu ozubených kolies ako mikropitting.
V norme „ISO 6336-30 Časť 30: Príklady výpočtov pre aplikáciu ISO 6336 časti 1, 2, 3, 5“ spracované príklady používajúce iba približné metódy na určenie určitých vplyvných faktorov, ako je dynamický faktor Kv a sú ponúkané faktory rozloženia zaťaženia KHα, KHβ atď. Úplné analytické postupy výpočtu sú uvedené tu v odkazovaných častiach normy ISO 6336. Spracované príklady pokrývajúce pokročilejšie analytické techniky a metódy sa na tento dokument nevzťahujú. Vzorové výpočty uvedené v tejto norme slúžia ako návod na aplikáciu noriem ISO 6336-1, ISO 6336-2, ISO 6336-3 a ISO 6336-5. Žiadna z uvedených hodnôt, bezpečnostných faktorov alebo údajov nepredstavuje odporúčané kritérium pre skutočný výstroj.
Vzorové výpočty uvedené v norme „ISO 6336-31 Časť 31: Príklady výpočtov zaťažiteľnosti mikropittingu“ sú uvedené len ako návod na aplikáciu technickej špecifikácie ISO/TS 6336-22. Pri vykonávaní tohto postupu by sa žiadna z uvedených hodnôt alebo údajov nemala používať ako prídavky na materiál alebo mazivá alebo odporúčania týkajúce sa mikrogeometrie v skutočných aplikáciách. Požadované parametre a prípustné hodnoty hrúbky filmu musia byť stanovené pre konkrétnu aplikáciu v súlade s postupmi definovanými v norme ISO 6336-22.