ISO/TS 6336-21:2022
(Main)Calculation of load capacity of spur and helical gears — Part 21: Calculation of scuffing load capacity — Integral temperature method
Calculation of load capacity of spur and helical gears — Part 21: Calculation of scuffing load capacity — Integral temperature method
This document specifies the integral temperature method for calculating the scuffing load capacity of cylindrical gears.
Calcul de la capacité de charge des engrenages cylindriques à dentures droite et hélicoïdale — Partie 21: Calcul de la capacité de charge au grippage — Méthode de la température intégrale
Le présent document spécifie la méthode de la température intégrale pour calculer la capacité de charge au grippage des engrenages cylindriques.
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TECHNICAL ISO/TS
SPECIFICATION 6336-21
Second edition
2022-05
Calculation of load capacity of spur
and helical gears —
Part 21:
Calculation of scuffing load capacity —
Integral temperature method
Calcul de la capacité de charge des engrenages cylindriques à
dentures droite et hélicoïdale —
Partie 21: Calcul de la capacité de charge au grippage — Méthode de
la température intégrale
Reference number
© ISO 2022
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Website: www.iso.org
Published in Switzerland
ii
Contents Page
Foreword .iv
Introduction .v
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 1
3.1 Terms and definitions . 1
3.2 Symbols and units . 1
4 Field of application . 4
4.1 General . 4
4.2 Scuffing damage . 4
4.3 Integral temperature criterion . 5
5 Influence factors . 5
5.1 Mean coefficient of friction, μ . 5
mC
5.2 Run-in factor, X . 8
E
5.3 Thermal flash factor, X . 8
M
5.4 Pressure angle factor, X . 9
αβ
6 Calculation .10
6.1 Cylindrical gears . 10
6.1.1 General . 10
6.1.2 Scuffing safety factor, S . 10
intS
6.1.3 Permissible integral temperature, ϑ . 10
intP
6.1.4 Integral temperature, ϑ . 11
int
6.1.5 Flash temperature at pinion tooth tip, ϑ . 11
flaE
6.1.6 Bulk temperature, ϑ . 11
M
6.1.7 Mean coefficient of friction, μ .12
mC
6.1.8 Run-in factor, X .12
E
6.1.9 Thermal flash factor, X .12
M
6.1.10 Pressure angle factor, X .12
αβ
6.1.11 Geometry factor at tip of pinion, X .12
BE
6.1.12 Approach factor, X . 13
Q
6.1.13 Tip relief factor, X . 14
Ca
6.1.14 Contact ratio factor, X . 15
ε
6.2 Scuffing integral temperature . 17
6.2.1 General . 17
6.2.2 Scuffing integral temperature, ϑ . 18
intS
6.2.3 Relative welding factor, X . 22
WrelT
Annex A (informative) Examples .23
Annex B (informative) Contact-time-dependent scuffing temperature .32
Bibliography .37
iii
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards
bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out
through ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical
committee has been established has the right to be represented on that committee. International
organizations, governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work.
ISO collaborates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of
electrotechnical standardization.
The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are
described in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular, the different approval criteria needed for the
different types of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the
editorial rules of the ISO/IEC Directives, Part 2 (see www.iso.org/directives).
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. Details of
any patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or
on the ISO list of patent declarations received (see www.iso.org/patents).
Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not
constitute an endorsement.
For an explanation of the voluntary nature of standards, the meaning of ISO specific terms and
expressions related to conformity assessment, as well as information about ISO's adherence to
the World Trade Organization (WTO) principles in the Technical Barriers to Trade (TBT), see
www.iso.org/iso/foreword.html.
This document was prepared by Technical Committee ISO/TC 60, Gears, Subcommittee SC 2, Gear
capacity calculation.
This second edition cancels and replaces the first edition (ISO/TS 6336-21:2017), which has been
technically revised.
The main changes are as follows:
— bevel gear related content has been removed after the publication of ISO/TS 10300-20:2021 which
precisely covers bevel gears;
— subclause 5.1 has been rearranged.
A list of all parts in the ISO 6336 series can be found on the ISO website.
Any feedback or questions on this document should be directed to the user’s national standards body. A
complete listing of these bodies can be found at www.iso.org/members.html.
iv
Introduction
The ISO 6336 series consists of International Standards, Technical Specifications (TS) and Technical
Reports (TR) under the general title Calculation of load capacity of spur and helical gears (see Table 1).
— International Standards contain calculation methods that are based on widely accepted practices
and have been validated.
— TS contain calculation methods that are still subject to further development.
— TR contain data that is informative, such as example calculations.
The procedures specified in ISO 6336-1 to ISO 6336-19 cover fatigue analyses for gear rating. The
procedures described in ISO 6336-20 to ISO 6336-29 are predominantly related to the tribological
behaviour of the lubricated flank surface contact. ISO 6336-30 to ISO 6336-39 include example
calculations. The ISO 6336 series allows the addition of new parts under appropriate numbers to reflect
knowledge gained in the future.
Requesting standardized calculations according to ISO 6336 without referring to specific parts
requires the use of only those parts that are currently designated as International Standards (see
Table 1 for listing). When requesting further calculations, the relevant part or parts of ISO 6336 need to
be specified. The use of a technical specification as acceptance criteria for a specific design needs to be
agreed in advance between the manufacturer and the purchaser.
Table 1 — Overview of ISO 6336
Technical
International Technical
Calculation of load capacity of spur and helical gears Specifica-
Standard Report
tion
Part 1: Basic principles, introduction and general influence
X
factors
Part 2: Calculation of surface durability (pitting) X
Part 3: Calculation of tooth bending strength X
Part 4: Calculation of tooth flank fracture load capacity X
Part 5: Strength and quality of materials X
Part 6: Calculation of service life under variable load X
Part 20: Calculation of scuffing load capacity — Flash tem-
X
perature method
Part 21: Calculation of scuffing load capacity — Integral
X
temperature method
Part 22: Calculation of micropitting load capacity (replaces
X
ISO/TR 15144-1)
Part 30: Calculation examples for the application of
X
ISO 6336-1 parts 1,2,3,5
Part 31: Calculation examples of micropitting load capacity
X
(replaces: ISO/TR 15144-2)
At the time of publication of this document, some of the parts listed here were under development. Consult the ISO website.
This document describes the surface damage "warm scuffing" for cylindrical (spur and helical) gears
for generally used gear materials and different heat treatments. "Warm scuffing" is characterized
by typical scuffing and scoring marks, which can lead to increasing power loss, dynamic load, noise
and wear. For "cold scuffing", generally associated with low temperature and low speed, under
approximately 4 m/s, and through-hardened, heavily loaded gears, the formulae are not suitable.
There is a particularly severe form of gear tooth surface damage in which seizure or welding together of
areas of tooth surfaces occurs due to absence or breakdown of a lubricant film between the contacting
tooth flanks of mating gears caused by high temperature and high pressure. This form of damage
v
is termed "scuffing" and most relevant when surface velocities are high. Scuf
...
SPÉCIFICATION ISO/TS
TECHNIQUE 6336-21
Deuxième édition
2022-05
Calcul de la capacité de charge des
engrenages cylindriques à dentures
droite et hélicoïdale —
Partie 21:
Calcul de la capacité de charge
au grippage — Méthode de la
température intégrale
Calculation of load capacity of spur and helical gears —
Part 21: Calculation of scuffing load capacity — Integral temperature
method
Numéro de référence
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© ISO 2022
Tous droits réservés. Sauf prescription différente ou nécessité dans le contexte de sa mise en œuvre, aucune partie de cette
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être demandée à l’ISO à l’adresse ci-après ou au comité membre de l’ISO dans le pays du demandeur.
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CH-1214 Vernier, Genève
Tél.: +41 22 749 01 11
E-mail: copyright@iso.org
Web: www.iso.org
Publié en Suisse
ii
Sommaire Page
Avant-propos .iv
Introduction .v
1 Domaine d'application .1
2 Références normatives .1
3 Termes et définitions . 1
3.1 Termes et définitions . 1
3.2 Symboles et unités . 1
4 Domaine d'application .4
4.1 Généralités . 4
4.2 Détérioration par grippage . 4
4.3 Critère de la température intégrale . 5
5 Facteurs d'influence .5
5.1 Coefficient de frottement moyen, μ . 5
mC
5.2 Facteur de rodage, X . 8
E
5.3 Facteur thermique éclair, X . 8
M
5.4 Facteur d'angle de pression, X . 10
αβ
6 Calcul .10
6.1 Engrenages cylindriques . 10
6.1.1 Généralités . 10
6.1.2 Coefficient de sécurité au grippage, S . 11
intS
6.1.3 Température intégrale admissible, ϑ . 11
intP
6.1.4 Température intégrale, ϑ . 11
int
6.1.5 Température-éclair en tête de dent du pignon, ϑ . 11
flaE
6.1.6 Température de masse, ϑ .12
M
6.1.7 Coefficient de frottement moyen, μ .13
mC
6.1.8 Facteur de rodage, X .13
E
6.1.9 Facteur thermique éclair, X . 13
M
6.1.10 Facteur d'angle de pression, X . 13
αβ
6.1.11 Facteur géométrique en tête du pignon, X .13
BE
6.1.12 Facteur d'approche, X .13
Q
6.1.13 Facteur de dépouille de tête, X . 14
Ca
6.1.14 Facteur de rapport de conduite, X . 16
ε
6.2 Température intégrale de grippage . 18
6.2.1 Généralités . 18
6.2.2 Température intégrale de grippage, ϑ . 19
intS
6.2.3 Facteur relatif de soudure X . 23
WrelT
Annexe A (informative) Exemples .24
Annexe B (informative) Température de grippage en fonction de la durée de contact .32
Bibliographie .37
iii
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 (IEC) en ce qui
concerne la normalisation électrotechnique.
Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont
décrites dans les Directives ISO/IEC, Partie 1. Il convient, en particulier, de prendre note des différents
critères d'approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document a
été rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/IEC, Partie 2 (voir
www.iso.org/directives).
L'attention est attirée 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. Les détails concernant
les références aux droits de propriété intellectuelle ou autres droits analogues identifiés lors de
l'élaboration du document sont indiqués dans l'Introduction et/ou dans la liste des déclarations de
brevets reçues par l'ISO (voir www.iso.org/brevets).
Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données
pour information, par souci de commodité, à l’intention des utilisateurs et ne sauraient constituer un
engagement.
Pour une explication de la nature volontaire des normes, la signification des termes et expressions
spécifiques de l'ISO liés à l'évaluation de la conformité, ou pour toute information au sujet de l'adhésion
de l'ISO aux principes de l’Organisation mondiale du commerce (OMC) concernant les obstacles
techniques au commerce (OTC), voir www.iso.org/avant-propos.
Le présent document a été élaboré par le comité technique ISO/TC 60, Engrenages, sous-comité SC 2,
Calcul de la capacité des engrenages.
Cette seconde édition annule et remplace la première édition (ISO/TS 6336-21:2017), qui a fait l’objet
d’une révision technique.
Les principales modification sont les suivantes:
— le contenu relatif aux engrenages coniques a été supprimé après la publication de
l’ISO/TS 10300-20:2021 qui couvre précisément les engrenages coniques;
— le paragraphe 5.1 a été réorganisé.
Une liste de toutes les parties de la série ISO 6336 se trouve sur le site web de l'ISO.
Il convient que l’utilisateur adresse tout retour d’information ou toute question concernant le présent
document à l’organisme national de normalisation de son pays. Une liste exhaustive desdits organismes
se trouve à l’adresse www.iso.org/fr/members.html.
iv
Introduction
La série ISO 6336 se compose de Normes internationales, de Spécifications techniques (TS) et de
Rapports techniques (TR) sous le titre général Calcul de la capacité de charge des engrenages cylindriques
à dentures droite et hélicoïdale (voir Tableau 1).
— Les Normes internationales contiennent des méthodes de calcul basées sur des pratiques largement
admises qui ont été validées.
— Les Spécifications techniques (TS) contiennent des méthodes de calcul qui font toujours l’objet de
développements.
— Les Rapports techniques (TR) contiennent des données à caractère informatif, telles que des
exemples de calcul.
Les procédures spécifiées dans les ISO 6336-1 à ISO 6336-19 couvrent les analyses de fatigue pour
la classification des engrenages. Les procédures décrites dans les ISO 6336-20 à ISO 6336-29 sont
principalement liées au comportement tribologique du contact sur la surface d’un flanc lubrifié. Les
ISO 6336-30 à ISO 6336-39 incluent des exemples de calcul. La série ISO 6336 permet l’ajout de nouvelles
parties en nombre suffisant pour refléter les connaissances qui pourront être acquises à l’avenir.
Toute demande de calculs selon l’ISO 6336 sans référence à des parties spécifiques nécessite d'utiliser
uniquement les parties désignées comme Normes internationales (voir la liste du Tableau 1). En cas de
demande de calculs supplémentaires, la ou les parties pertinentes de l’ISO 6336 doivent être spécifiées.
L’utilisation d’une Spécification technique en tant que critère d’acceptation pour une conception
spécifique est soumise à un accord commercial.
Tableau 1 — Parties de la série ISO 6336
Rapport
Calcul de la capacité de charge des engrenages cylindriques Norme Spécification
tech-
à dentures droite et hélicoïdale internationale technique
nique
Partie 1: Principes de base, introduction et facteurs généraux
X
d'influence
Partie 2: Calcul de la tenue en fatigue à la pression de contact
X
(écaillage)
Partie 3: Calcul de la tenue en fatigue à la flexion en pied de dent X
Partie 4: Calcul de la capacité de charge de la rupture en flanc de
X
dent
Partie 5: Résistance et qualité des matériaux X
Partie 6: Calcul de la durée de vie en service sous charge variable X
Partie 20: Calcul de la capacité de charge au grippage — Méthode
X
de la température-éclair
Partie 21: Calcul de la capacité de charge au grippage — Méthode
X
de la température intégrale
Partie 22: Calcul de la capacité de charge aux micropiqûres (rem-
X
place l’ISO/TR 15144-1)
Partie 30: Exemples de calculs pour l'application des ISO 6336-1, 2,
X
3, 5
Partie 31: Exemples de calcul de la capacité de charge aux
X
micropiqûres (remplace l'ISO/TR 15144-2)
Au moment de la publication de ce document, certaines des parties énumérées ici étaient en cours de développement.
Consulter le site Web de l'ISO.
Le présent document décrit la détérioration de surface d'engrenages cylindriques «grippage à chaud»
(à denture droite et hélicoïdale), pour les matériaux d'engrenages généralement utilisés combinés
avec différents traitements thermiques. Le «grippage à chaud» est caractérisé par des marques de
v
© IS
...
Questions, Comments and Discussion
Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.