ISO 14635-2:2004

SLOVENSKI STANDARD
SIST ISO 14635-2:2005
01-januar-2005
=REQLNL)=*SRVWRSHNSUHVNXãDQMDGHO)=*SUHVNXV]DSRVWRSQR
XJRWDYOMDQMHQRVLOQRVWL$5]DGRORþDQMHUHODWLYQHREUDEQHWUGQRVWLSUL
PD]DQMX]YLVRNRREUHPHQOMLYLPL(3ROML
Gears -- FZG test procedures -- Part 2: FZG step load test A10/16, 6R/120 for relative
scuffing load-carrying capacity of high EP oils
Engrenages -- Méthodes d'essai FZG -- Partie 2: Méthode FZG A10/16, 6R/120 à paliers
de charge pour évaluer la capacité de charge au grippage des huiles à valeurs EP
élevées
Ta slovenski standard je istoveten z: ISO 14635-2:2004
ICS:
21.200 Gonila Gears
SIST ISO 14635-2:2005 en
2003-01.Slovenski inštitut za standardizacijo. Razmnoževanje celote ali delov tega standarda ni dovoljeno.

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SIST ISO 14635-2:2005

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SIST ISO 14635-2:2005


INTERNATIONAL ISO
STANDARD 14635-2
First edition
2004-04-01


Gears — FZG test procedures —
Part 2:
FZG step load test A10/16, 6R/120 for
relative scuffing load-carrying capacity
of high EP oils
Engrenages — Méthodes d'essai FZG —
Partie 2: Méthode FZG A10/16, 6R/120 à paliers de charge pour
évaluer la capacité de charge au grippage des huiles à valeurs EP
élevées




Reference number
ISO 14635-2:2004(E)
©
ISO 2004

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SIST ISO 14635-2:2005
ISO 14635-2:2004(E)
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SIST ISO 14635-2:2005
ISO 14635-2:2004(E)
Contents Page
Foreword. iv
Introduction . v
1 Scope. 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions. 2
4 Failure criteria . 2
5 Brief description of method . 4
5.1 General principle. 4
5.2 Precision . 4
6 Test materials . 4
6.1 Test gears . 4
6.2 Cleaning fluid . 4
7 Apparatus. 4
7.1 FZG spur-gear test rig . 4
7.2 Heating device. 6
7.3 Revolution counter . 6
7.4 Balance. 6
8 Preparation of apparatus. 8
9 Test procedure . 8
10 Reporting of results . 10
Annex A (informative) FZG A10-type gear tooth face changes (flank damages). 11
Annex B (informative) Typical FZG test report sheet . 13
Annex C (informative) Checklist for maintenance of FZG gear test rig . 14
Bibliography . 19

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SIST ISO 14635-2:2005
ISO 14635-2:2004(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 14635-2 was prepared by Technical Committee ISO/TC 60, Gears, Subcommittee SC 2, Gear capacity
calculation.
ISO 14635 consists of the following parts, under the general title Gears — FZG test procedures:
 Part 1: FZG test method A/8,3/90 for relative scuffing load-carrying capacity of oils
 Part 2: FZG step load test A10/16, 6R/120 for relative scuffing load-carrying capacity of high EP oils
Part 3, FZG test method A/2,8/50 for semifluid gear greases, is under preparation.
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SIST ISO 14635-2:2005
ISO 14635-2:2004(E)
Introduction
The types of gear failures which may be influenced by the lubricant in use are scuffing, low-speed wear and
the gear-surface fatigue phenomena known as micropitting and pitting. In the gear design process, these gear
damages are taken into consideration by the use of specific lubricant and service-related characteristic values.
For an accurate, field-related selection of these values, adequate lubricant test procedures are required. The
FZG test procedures specified in this and the other parts of ISO 14635 can be regarded as tools for the
determination of the lubricant-related characteristic values to be introduced into the load-carrying capacity
calculation of gears.
FZG test method A/8,3/90 for the relative scuffing load-carrying capacity of oils described in ISO 14635-1 is
typical for the majority of applications in industrial and marine gears. This part of ISO 14635 is related to the
relative scuffing load-carrying capacity of oils of very high EP properties, as used for the lubrication of
automotive driveline components. Other FZG test procedures for the determination of low-speed wear,
micropitting and pitting load-carrying capacity of gears are already in a late state of development. They may
be added later to ISO 14635 as further parts.

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SIST ISO 14635-2:2005

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SIST ISO 14635-2:2005
INTERNATIONAL STANDARD ISO 14635-2:2004(E)

Gears — FZG test procedures —
Part 2:
FZG step load test A10/16, 6R/120 for relative scuffing
load-carrying capacity of high EP oils
1 Scope
1)
This part of ISO 14635 specifies a test method based on an FZG four-square test machine to determine the
relative load-carrying capacity of high EP oils defined by the gear surface damage known as scuffing. This test
method is useful for evaluating the scuffing load capacity potential of oils typically used with highly stressed
cylindrical gearing found in many vehicle and stationary applications. It is not suitable for establishing the
scuffing load capacity potential of oils used in highly loaded hypoid bevel gearing applications, for which
purpose other methods are available in the industry.
NOTE This method is technically equivalent to CEC L-84-02.
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 1328-1, Cylindrical gears — ISO system of accuracy — Part 1: Definitions and allowable values of
deviations relevant to corresponding flanks of gear teeth
ISO 4287, Geometrical Product Specifications (GPS) — Surface texture: Profile method — Terms, definitions
and surface texture parameters
ISO 4964, Steel — Hardness conversions
ISO 5725-2, Accuracy (trueness and precision) of measurement methods and results — Part 2: Basic method
for the determination of repeatability and reproducibility of a standard measurement method
ISO 14635-1, Gears — FZG test procedures — Part 1: FZG test method A/8,3/90 for relative scuffing load-
carrying capacity of oils
ASTM D 235, Standard Specification for Mineral Spirits (Petroleum Spirits) (Hydrocarbon Dry Cleaning
Solvent)

1)
FZG = Forschungsstelle für Zahnräder und Getriebebau, Technische Universität München (Gear Research Centre,
Technical University, Munich), Boltzmannstraße 15, D-85748 Garching, Germany.
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SIST ISO 14635-2:2005
ISO 14635-2:2004(E)
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the following terms and definitions apply.
3.1
scuffing
particularly severe form of gear tooth surface damage in which seizure or welding together of areas of tooth
surface occur, owing to the absence or breakdown of a lubricant film between the contacting tooth flanks of
mating gears, typically caused by high temperature and high pressure
NOTE Scuffing is most likely when surface velocities are high. It can also occur at relatively low sliding velocities
when tooth surface pressures are high enough either generally or, because of uneven surface geometry and loading, in
discrete areas.
3.2
scuffing load-carrying capacity
〈of a lubricant〉 maximum load which can be sustained under a defined set of conditions
NOTE It is the minimum load stage at which the failure criteria given in Clause 4 is reached. See Table 1.
3.3
FZG test condition A10/16,6R/120
test condition where A10 is the particular tooth form of the test gears, according to Tables 2 and 3, 16,6 is the
speed at the pitch circle, in metres per second, “R” indicates the reverse direction of rotation (wheel drives
pinion) and 120 is the initial oil temperature in degrees Celsius, from load stage 4 onward in the oil sump
3.4
failure load stage
2
load stage reached when the sum of the damage to the 16 pinion teeth exceeds 100 mm in total area
damaged
NOTE See Clause 4 and Table 1.
3.5
high EP oils
lubricants containing chemical additives appropriate for improving their scuffing load capacity
NOTE 1 EP = extreme pressure.
NOTE 2 These oils typically exceed the limits of the FZG test according to ISO 14635-1.
4 Failure criteria
Risk of scuffing damage varies with the properties of gear materials, the lubricant used, the surface roughness
of tooth flanks, the sliding velocities and the load. Consequences of scuffing include a tendency to high levels
of dynamic loading owing to an increase of vibrations, which usually leads to further damage by scuffing,
pitting or tooth breakage.
Because of the particular gear design and test loads used, an interference area typically results at the tip of
the pinion and root of the mating wheel. This area is usually about 1 mm in length (profile direction) on the
pinion and across the entire face width. Examples of various levels of distress occurring with this test are
shown in Annex A. The effect of the surface distress in these two regions is addressed as follows.
a) For the purpose of the visual rating for scuffing, the top 1 mm near the tip of the pinion is not included in
the assessment until the damage extends below that level. The rated damage region is then expressed
as the total area scuffed over all 16 pinion teeth (see Figure 1). The failure load stage is reached when
2
the sum of the damage to the 16 pinion teeth exceeds 100 mm in total area damaged.
2 © ISO 2004 – All rights reserved

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ISO 14635-2:2004(E)
b) For a valid test, the wheel shall be visually checked for signs of excessive wear after each pass load
stage, as this could alter the results of the test. If there is evidence of wear in the dedendum of the wheel,
then the gear shall be weighed to the nearest milligram (0,001 g) [see Annex A, d)]. The test may be
considered valid only if the loss in mass of the wheel is u 20 mg: if the loss in mass of the wheel exceeds
20 mg, the test shall not be considered valid.
See Table 1.
Table 1 — Test criteria
Pinion failure area Wheel wear
A ∆m Result

2
mm mg
u 100 u 20 PASS
a
u 100 > 20 INVALID
> 100 Not required FAIL
a
No statement on the scuffing load is possible.
Area in square millimetres

Key
1 exclusion zone (1 mm)
Figure 1 — Schematic of distress rating for pinion
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ISO 14635-2:2004(E)
5 Brief description of method
5.1 General principle
A set of test gears as defined in Tables 2 and 3 is run with the test lubricant at constant speed for a fixed
number of revolutions using dip-lubrication mode. Loading of the gear teeth is increased in steps outlined in
Table 4. Beginning with load stage 4, the initial oil temperature is controlled between 117 °C and 123 °C.
During the test run of each load stage, the oil temperature is allowed to rise freely. After load stage 5, the
pinion tooth flanks are inspected for surface damage at the end of each load stage and any changes in
appearance are noted. A test is considered complete when either the failure criteria have been met or when
load stage 10 has been completed without having been met the failure criteria having been met.
It is the responsibility of the operator to ensure that all local legislative and statutory requirements are met.
NOTE It has been assumed by the compilers of this test method that anyone using the method will either be fully
trained and familiar with all normal engineering and laboratory practice, or will be under the direct supervision of such a
person.
WARNING — When the rig is running, there are long loaded shafts and highly stressed test gears
turning at high speed and precaution shall be taken to protect personnel.
Protection from noise is also highly recommended.
5.2 Precision
The precision of the method has been evaluated according to ISO 5725-2 with two reference oils. The failure
load stage of these oils covered the range 5 to 10 inclusive for the step load test.
Values of repeatability (r) and reproducibility (R), as defined in ISO 5725-2, for this test procedures are
r = 1 load stage,
R = 2 load stages.
6 Test materials
6.1 Test gears
A pair of type “A10” test gears with a specification according to Tables 2 and 3 shall be used for testing. Each
pair of test gears may be used twice for testing, utilizing both tooth flanks as load-carrying flanks.
6.2 Cleaning fluid
Petroleum spirit conforming to ASTM D 235.
7 Apparatus
7.1 FZG spur-gear test rig
7.1.1 The FZG spur-gear test machine utilizes a recirculating power loop principle, also known as a four-
square configuration, to provide a fixed torque (load) to a pair of precision test gears. A schematic view of the
test rig is shown in Figures 2 and 3. The slave gearbox and the test gearbox are connected through two
torsional shafts. Shaft 1 contains a load coupling used to apply the torque through the use of known weights,
defined in Table 4, hung on the loading arm.
4 © ISO 2004 – All rights reserved

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SIST ISO 14635-2:2005
ISO 14635-2:2004(E)
7.1.2 The test gearbox contains heating elements to maintain and control the minimum temperature of the
oil. A temperature sensor located in the side of the test gearbox is used to control the heating system as
required by the test operating conditions.
7.1.3 The test machine is powered by an electric motor of minimum 7,4 kW at a speed of approximately
2 900 r/min. The direction of drive is reversed (anticlockwise when looking on the motor shaft), i.e. wheel
drives pinion, as shown in Figure 3. This is the opposite direction of rotation to that of ISO 14635-1.
Table 2 — Details of FZG test gears type A10
Numerical
Dimension Symbol Unit
value
Shaft centre distance a 91,5 mm
Effective face width pinion b 10 mm
1
wheel b 20 mm
2
Working pitch diameter pinion d 73,2 mm

w1
wheel d 109,8 mm

w2
Tip diameter pinion d 88,77 mm

a1
wheel d 112,5 mm

a2
Module m 4,5 mm
Number of teeth pinion z 16

1
wheel z 24

2
Profile shift coefficient pinion x 0,853 2

1
wheel x − 0,50

2
Pressure angle α 20 Degrees
Working pressure angle α 22,5 Degrees
w
Pitch diameter circumferential speed v 16,6 m/s

w
Addendum engagement pinion e 14,7 mm

a1
wheel e 3,3 mm

a2
Sliding speed at tooth
...

NORME ISO
INTERNATIONALE 14635-2
Première édition
2004-04-01



Engrenages — Méthodes d'essai FZG —
Partie 2:
Méthode FZG A10/16, 6R/120 à paliers de
charge pour évaluer la capacité de
charge au grippage des huiles à valeurs
EP élevées
Gears — FZG test procedures —
Part 2: FZG step load test A10/16, 6R/120 for relative scuffing load-
carrying capacity of high EP oils




Numéro de référence
ISO 14635-2:2004(F)
©
ISO 2004

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ISO 14635-2:2004(F)
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Publié en Suisse

ii © ISO 2004 – Tous droits réservés

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ISO 14635-2:2004(F)
Sommaire Page
Avant-propos. iv
Introduction . v
1 Domaine d'application. 1
2 Références normatives. 1
3 Termes et définitions . 2
4 Critère de détérioration . 2
5 Aperçu de la méthode. 4
5.1 Généralités. 4
5.2 Fidélité. 4
6 Matériels d'essai. 4
6.1 Engrenages d'essai. 4
6.2 Fluide de nettoyage . 4
7 Appareillage. 6
7.1 Banc d'essai FZG à engrenages cylindriques à denture droite . 6
7.2 Appareil de chauffage. 8
7.3 Compte-tours. 8
7.4 Balance. 8
8 Préparation de l'appareil . 8
9 Mode opératoire d'essai . 8
10 Consignation des résultats. 10
Annexe A (informative) Évolution des faces de denture des engrenages FZG type A10
(détériorations des flancs) . 11
Annexe B (informative) Modèle de rapport d'essai FZG. 13
Annexe C (informative) Liste de contrôle pour la maintenance du banc d'essai d'engrenages FZG. 14
Bibliographie . 19

© ISO 2004 – Tous droits réservés iii

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ISO 14635-2:2004(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 14635-2 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 60, Engrenages, sous-comité SC 2, Calcul de
la capacité des engrenages.
L'ISO 14635 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre général Engrenages — Méthodes
d'essai FZG:
 Partie 1: Méthode FZG A/8,3/90 pour évaluer la capacité de charge au grippage des huiles
 Partie 2: Méthode FZG A10/16, 6R/120 à paliers de charge pour évaluer la capacité de charge au
grippage des huiles à valeurs EP élevées
La partie 3, Méthode A/2,8/50 pour graisses d'engrenages semi-fluides, est en préparation.
iv © ISO 2004 – Tous droits réservés

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ISO 14635-2:2004(F)
Introduction
Les types de détérioration d'engrenages qui peuvent être influencés par le lubrifiant utilisé sont le grippage,
l'usure à faible vitesse et les phénomènes de fatigue de surface d'engrenages connus sous les noms de
micropiqûres et de piqûres. Dans le processus de conception des engrenages, ces types de détériorations
sont pris en considération par l'utilisation de lubrifiants spécifiques et l'utilisation de valeurs caractéristiques
relatives au service. Afin de choisir ces valeurs d'une manière précise correspondant bien à l'utilisation, des
méthodes d'essai adéquates de lubrifiants sont nécessaires. Les méthodes d'essai FZG spécifiées dans la
présente partie et les autres parties de l'ISO 14635 peuvent servir d'outils pour la détermination des valeurs
caractéristiques des lubrifiants devant être introduites dans le calcul de la capacité de charge des
engrenages.
La méthode d'essai FZG A/8,3/90 pour évaluer la capacité de charge au grippage des huiles décrite dans
l'ISO 14635-1 est surtout utilisée pour des applications dans les engrenages industriels et marins. La présente
partie de l'ISO 14635 porte sur l'évaluation de la capacité de charge au grippage des huiles aux propriétés EP
(extrême pression) très élevées, comme celles utilisées pour la lubrification de composants de lignes de
transmission automobile. D'autres méthodes d'essai FZG pour la détermination de l'usure à basse vitesse, de
la capacité de charge aux micropiqûres et aux piqûres sont déjà à un stade de développement avancé. Elles
pourront être ajoutées plus tard à l'ISO 14635 sous forme de parties additionnelles.

© ISO 2004 – Tous droits réservés v

---------------------- Page: 5 ----------------------
NORME INTERNATIONALE ISO 14635-2:2004(F)

Engrenages — Méthodes d'essai FZG —
Partie 2:
Méthode FZG A10/16, 6R/120 à paliers de charge pour évaluer la
capacité de charge au grippage des huiles à valeurs EP élevées
1 Domaine d'application
1)
La présente partie de l'ISO 14635 spécifie une méthode d'essai fondée sur une machine d'essai FZG à
configuration quadrilatère ayant pour but de déterminer la capacité de charge relative d'huiles lubrifiantes pour
valeurs EP élevées, définie par une détérioration superficielle de l'engrenage appelée grippage. Cette
méthode d'essai est utile pour évaluer la capacité de charge potentielle au grippage des huiles utilisées pour
des engrenages cylindriques soumis à de fortes contraintes qu'on trouve dans beaucoup d'applications
mobiles ou stationnaires. Elle ne convient pas pour déterminer la capacité de charge potentielle au grippage
des huiles utilisées dans des applications à engrenages coniques ou hypoïdes, pour lesquelles il existe au
niveau industriel d'autres méthodes.
NOTE La présente méthode est techniquement équivalente à la norme CEC L-84-02.
2 Références normatives
Les documents de références 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 1328-1, Engrenages cylindriques — Système ISO de précision — Partie 1: Définitions et valeurs
admissibles des écarts pour les flancs homologues de la denture
ISO 4287, Spécification géométrique des produits (GPS) — État de surface: Méthode du profil — Termes,
définitions et paramètres d'état de surface
ISO 4964, Aciers — Conversions de dureté
ISO 5725-2, Exactitude (justesse et fidélité) des résultats et méthodes de mesure — Partie 2: Méthode de
base pour la détermination de la répétabilité et de la reproductibilité d'une méthode de mesure normalisée
ISO 14635-1, Engrenages — Méthode d'essai FZG — Partie 1: Méthode FZG A/8,3/90 pour évaluer la
capacité de charge au grippage des huiles
ASTM D 235, Standard Specification for Mineral Spirits (Petroleum Spirits) (Hydrocarbon Dry Cleaning
Solvent)

1) FZG = Forschungsstelle für Zahnräder und Getriebebau, Technische Universität München. (Institut de recherche sur
les engrenages et les transmissions à l'Université technique de Munich) Boltzmannstraβe 15, D-85748 Garching,
Allemagne.
© ISO 2004 – Tous droits réservés 1

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ISO 14635-2:2004(F)
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions suivants s'appliquent.
3.1
grippage
forme particulièrement grave de détérioration de la surface des dents d'engrenage au cours de laquelle des
arrachements et des soudures apparaissent simultanément sur des zones de surface des dents, en raison de
l'absence ou de la rupture d'un film lubrifiant entre les flancs de contact des roues conjuguées, généralement
due à une température et à une pression élevées
NOTE Le grippage est plus probable lorsque les vitesses superficielles sont élevées. Il peut également se produire à
des vitesses de glissement relativement faibles, lorsque les pressions superficielles des dents sont suffisamment élevées
d'une manière générale, ou en raison d'une géométrie de surface et d'une charge non uniformes dans des zones
localisées
3.2
capacité de charge au grippage
〈d'un lubrifiant〉 charge maximale que peut supporter le lubrifiant sans détérioration de la surface des dents
d'engrenage sous un ensemble de conditions préétablies
NOTE Elle est le palier de charge minimal auquel le critère de détérioration défini à l'Article 4 est atteint. Voir
Tableau 1.
3.3
conditions d'essai FZG A10/16,6R/120
conditions d'essai où A10 correspond à une géométrie particulière des dentures de l'engrenage testé,
conformément aux Tableaux 2 et 3; 16,6 est la vitesse au niveau du cercle primitif, en mètres par seconde; R
indique un sens de rotation inversé (c'est la roue qui entraîne le pignon) et 120 est la température initiale de
e
l'huile, en degrés Celsius, à partir du 4 palier de charge dans le carter d'huile
3.4
palier de détérioration
2
palier atteint lorsque la somme des détériorations des 16 dents du pignon dépasse 100 mm
NOTE Voir Article 4 et Tableau 1.
3.5
huiles à valeurs EP élevées
lubrifiants contenant des additifs chimiques appropriés visant à améliorer leur capacité de charge au grippage
NOTE 1 EP = extrême pression.
NOTE 2 De telles huiles dépassent généralement les limites de l'essai FZG définies dans l'ISO 14635-1.
4 Critère de détérioration
Le risque de grippage varie en fonction des caractéristiques des matériaux des roues dentées, du lubrifiant
utilisé, de la rugosité de surface des flancs, des vitesses de glissement et de la charge. Les conséquence
d'un grippage des engrenages comportent une tendance à provoquer des niveaux de charge dynamique
élevés, dus à une augmentation des vibrations, ce qui conduit habituellement à des dommages ultérieurs par
grippage, piqûre ou rupture de dent.
Compte tenu de la conception particulière des engrenages et des essais de charge utilisés, il en résulte
typiquement une zone d'interférence à l'extrémité du pignon et au fond de la roue conjuguée. La zone est
d'environ 1 mm sur la longueur (direction de profil) du pignon et sur la totalité de la largeur de denture. Des
exemples de niveaux divers de détresse arrivant avec cet essai sont montrés dans l'Annexe A. L'effet de la
surface de détresse dans ces deux régions est adressé comme suit.
a) Dans le but de l'évaluation visuelle du grippage, la zone située à 1 mm de l'extrémité du pignon n'est
comprise dans l'évaluation que lorsque la détérioration s'étend au-delà de ce niveau. La zone de
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détérioration est alors définie comme la surface totale grippée sur les 16 dents du pignon (voir Figure 1).
Le palier de détérioration est atteint quand la somme des détériorations des 16 dents du pignon dépasse
2
100 mm .
b) Pour que l'essai puisse être validé, la roue doit être contrôlée visuellement après chaque palier sans
grippage afin de s'assurer de l'absence de traces d'usure excessive pouvant altérer le résultat. S'il y a
une usure évidente dans le creux de la roue, l'engrenage doit alors être pesé au milligramme près
(0,001 g) [voir Annexe A, d)]. L'essai est considéré comme valable uniquement si la masse perdue par la
roue est u 20 mg; si la masse perdue de la roue dépasse 20 mg, l'essai n'est alors pas valide.
Voir Tableau 1.
Tableau 1 — Critère d'essai
Zone de détérioration du pignon Usure de la roue
A
∆m Résultat

2
mm mg


u 100 u 20
SATISFAISANT

a
u 100
> 20 NON VALABLE
Pas requise NON SATISFAISANT
> 100
a
Aucune indication concernant la capacité de charge au grippage n'est possible.
Zones en millimètres carrés

Légende
1 zone d'exclusion (1 mm)
Figure 1 — Schéma d'évaluation de détresse du pignon
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5 Aperçu de la méthode
5.1 Généralités
Un ensemble de roues dentées d'essai, tel que défini dans les Tableaux 2 et 3, fonctionne à vitesse constante
avec le lubrifiant à essayer, pendant un nombre déterminé de tours, sous une lubrification par barbotage. La
e
charge sur les dents est augmentée par paliers, comme indiqué dans le Tableau 4. À partir du 4 palier de
charge, la température initiale de l'huile est contrôlée pour que sa température se situe entre 117 °C et
123 °C. La température augmente librement au cours de la période d'essai de chaque palier donné. Après le
e
5 palier de charge, les flancs du pignon sont inspectés pour les détériorations de surface à la fin de chaque
palier de charge, et les changements d'aspect des dents sont notés. Un essai est terminé lorsqu'une
e
détérioration est constatée ou lorsque le 10 palier de charge est atteint sans dégradation excédant le critère
de défaillance.
L'opérateur est responsable de la conformité à toutes les exigences législatives et réglementaires locales.
NOTE Les responsables de la compilation de la présente méthode supposent que toute personne utilisant la
méthode est parfaitement entraînée et familiarisée avec toutes les pratiques normales d'atelier et de laboratoire, ou qu'elle
opère sous la surveillance directe d'une telle personne.
AVERTISSEMENT — Lorsque le banc d'essai est en marche, il y a des arbres longs chargés et des
engrenages d'essai soumis à des contraintes élevées, qui tournent à grande vitesse, et il faut prendre
les précautions nécessaires pour protéger le personnel.
Il est également nécessaire de prendre des précautions contre le bruit.
5.2 Fidélité
La fidélité de la méthode a été évaluée conformément à l'ISO 5725-2 avec deux huiles de référence. Les
paliers de détérioration de ces huiles s'échelonnent entre 5 et 10 inclus.
Les valeurs de répétabilité, r, et de reproductibilité, R, comme définies dans l'ISO 5725-2, applicables à la
présente méthode, sont les suivantes:
r = 1 palier de charge;
R = 2 paliers de charges.
6 Matériels d'essai
6.1 Engrenages d'essai
Un couple d'engrenages de type «A10», dont la spécification est conforme aux Tableaux 2 et 3, doit être
utilisé pour les essais. Chaque paire de roues dentées d'essai peut être utilisée deux fois pour les essais, en
utilisant les deux flancs comme flancs actifs.
6.2 Fluide de nettoyage
Du white-spirit conforme à l'ASTM D 235 doit être utilisé.
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Tableau 2 — Caractéristique des engrenages d'essai FZG type A10
Dimension Symbole Valeur numérique Unité
Entraxe a 91,5 mm
Largeur utile de denture pignon b 10 mm
1
roue b 20 mm
2
Diamètre du cercle primitif de pignon d 73,2 mm
w1
fonctionnement
roue d 109,8 mm
w2
Diamètre du cercle de tête pignon d 88,77 mm
a1
roue d 112,5 mm
a2
Module m 4,5 mm
Nombre de dents pignon z 16
1
roue z 24
2
Coefficient de déport roue x 0,853 2
1
pignon x − 0,50
2
Angle de pression α 20 degrés
Angle de pression de fonctionnement α 22,5 degrés
w
Vitesse circonférentielle au cercle v 16,6 m/s
w
primitif
Segment de conduite pignon e 14,7 mm
a1
roue e 3,3 mm
a2
Vitesse de glissement pignon v 11,16 m/s
ga1
au niveau du sommet de dent
roue v 2,50 m/s
ga2
Glissement spécifique pignon ξ 0,86
E1
au niveau du sommet de dent
roue ξ 0,34
A2
Glissement spécifique pignon ξ − 0,52
A1
au niveau du pied de dent
roue ξ − 5,96
E2
a 2
Pression de contact de Hertz p 20,8 F N/mm
nt
c
a
F = effort normal sur la dent, en newtons (voir Tableau 4).
nt

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Tableau 3 — Données de fabrication des roues dentées d'essai FZG type A10
Matériau Acier de cémentation avec une dureté limitée aux deux tiers du niveau de
dispersion le plus bas. Composition du matériau:
C = 0,13 % à 0,20 % Mo = 0,12 % max.
Si = 0,40 % max. Ni = 0,30 % max.
Mn = 1,00 % à 1,30 % AI = 0,02 % à 0,05 %
P = 0,025 % max. B = 0,001 % à 0,003 %
S = 0,020 % à 0,035 % Cu = 0,30 % max.
Cr = 0,80 % à 1,30 %
Traitement thermique Les roues dentées d'essai sont cémentées. La profondeurs de cémentation
conventionnelle à 550 HV10 doit être comprise entre 0,6 mm et 0,9 mm. Dureté
superficielle après revenu: 60 HRC à 62 HRC; résistance à cœur au pied des
2 2
dents: 1 000 N/mm à 1 250 N/mm (déterminée conformément à l'ISO 4964 sur
la base de la dureté Brinell).
Il convient que l'austénite résiduelle soit nominalement à 20 %.
Précision des engrenages Q5 conformément à l'ISO 1328-1.
Rugosité arithmétique des flancs, Ra Ra est déterminée séparément pour les flancs gauche et droit, et mesurée pour

chacun d'eux sur trois flancs par roue, au milieu de la largeur de la dent
parallèlement à la ligne primitive; paramètres de mesures conformes à
l'ISO 4287:
longueur mesurée l = 4,8 mm;
t
longueur de coupure λ = 0,8 mm;
c
vitesse v = 0,5 mm/s; en utilisant un patin.
t
Rugosité moyenne (relative aux lots de fabrication comportant au minimum 100
couples de roues dentées)
pignon: Ra = 0,35 µm ± 0,1 µm
roue: Ra = 0,30 µm ± 0,1 µm
Rugosité maximale (moyenne de trois mesurages conformément à la méthode
décrite et valable pour 95 roues d'essais sur 100)
pignon et roue: Ra = 0,5 µm

Rectification Rectification croisée Maag (méthode à 15°), 154 tr/min
Correction de denture Aucune
7 Appareillage
7.1 Banc d'essai FZG à engrenages cylindriques à denture droite
7.1.1 Le banc d'essai FZG à engrenages cylindriques à denture droite utilise le principe de la circulation de
puissance en boucle fermée, également appelée configuration quadrilatère, pour fournir un couple fixe
(charge) à une paire d'engrenages d'essai de précision. Une vue schématique du banc d'essai est
représentée aux Figures 2 et 3. Le réducteur esclave et le réducteur d'essai sont reliés par deux arbres de
torsion. L'arbre 1 comporte un accouplement de mise en charge utilisé pour appliquer le couple par
l'intermédiaire de poids connus, définis dans le Tableau 4, suspendus au levier de mise en charge.
7.1.2 Le réducteur d'essai comporte des éléments chauffants pour maintenir et réguler la température
minimale de l'huile. Une sonde de température, située sur le côté du réducteur d'essai, est utilisée pour
contrôler le système de chauffage, comme l'exigent les conditions d'essai de fonctionnement.
7.1.3 Le banc d'essai est entraîné par un moteur électrique d'une puissance minimale de 7,4 kW à une
vitesse approximative de 2 900 tr/min. L'entraînement se fait en sens de rotation inversée (sens inverse des
aiguilles d'une montre en regardant l'arbre du moteur), c'est-à-dire que la roue entraîne le pignon, comme
illustré par la Figure 3. Cette direction est l'inverse de la direction d'entraînement définie dans l'ISO 14635-1.
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Légende
1 roue 6 moteur d'entraînement
2 vue A 7 accouplement de mise en charge
3 pignon 8 arbre 1
4 dispositif de mesure du couple 9 roues dentées esclaves
5 arbre 2
Figure 2 — Coupe schématique du banc d'essai d'engrenages FZG

Légende
1 roue
2 pignon
3 flanc de dent actif
Figure 3 — Montage des roues dentées d'essai FZG type A10 (vue suivant A de la Figure 2)
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7.2 Appareil de chauffage
Une étuve ou un appareil de chauffage approprié est exigé pour chauffer les roues dentées d'essai afin de les
amener à une température comprise entre 60 °C et 80 °C avant de les monter sur les arbres.
7.3 Compte-tours
Un compte-tours approprié doit être utilisé pour contrôler le nombre de tours (cycles) du moteur à chaque
palier de charge au cours de l'essai. Il convient que ce compte-tours soit capable d'arrêter le banc d'essai au
nombre approprié de tours.
7.4 Balance
Il faut utiliser une balance appropriée d'une capacité de pesage minimale de 1,3 kg permettant une lecture à
0,001 g près pour déterminer la masse de la roue soumise à l'essai.
8 Préparation de l'appareil
8.1 Rincer deux fois le carter du réducteur d'essai avec du white-spirit, en s'assurant que l'huile d'essai
antérieure soit complètement éliminée des roulements, et sécher à l'air comprimé sec.
8.2 Nettoyer les roues dentées d'essai avec du white-spirit et sécher à l'air, en utilisant des gants de
protection.
8.3 Inspecter les roues dentées à l'œil nu pour détecter d'éventuelles traces de corrosion, de rouille ou tout
autre défaut. Rejeter les roues dentées qui présenteraient de tels défauts.
8.4 Peser la roue à 0,001 g près.
8.5 Afin de faciliter le montage, chauffer, avec un appareil de chauffage approprié, les deux engrenages et
le chemin de roulement pour que leur température soit comprise entre 60 °C et 80 °C.
8.6 Monter le réducteur d'essai (à l'exception du couvercle) avec le pignon sur l'arbre 1 (à droite) et la roue
sur l'arbre 2 (à gauche) comme représenté à la Figure 3.
8.7 Vérifier que le robinet de vidange est en position FERMÉ.
8.8 Remplir le carter du réducteur d'essai avec 1,25 litre d'huile d'essai.
8.9 Brancher la résistance chauffante.
8.10 Mettre et verrouiller le couvercle sur le carter du réducteur d'essai.
8.11 Appliquer la charge correspondant au palier n° 12 (voir ISO 14635-1) en utilisant la position 0,5 m sur le
levier pendant 2 min à 3 min sans faire tourner le moteur, pour positionner correctement les jeux et les roues
dentées d'essai.
9 Mode opératoire d'essai
9.1 Appliquer la charge correspondant au palier de charge n° 1 (voir Tableau 4). Mettre en marche le
moteur, la résistance chauffante et faire tourner pendant 21 700 tours de l'arbre du moteur
(approximativement 7,5 min) en respectant les conditions données dans le Tableau 5. Répéter ce processus
pour les paliers de charge 2 et 3.
9.2 Au démarrage du palier de charge n° 4, s'assurer que la température de l'huile dans le carter
d'engrenages d'essai est comprise entre 117 °C et 123 °C, conformément au Tableau 5.
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9.3 À la fin du palier de charge n° 4, vérifier que le pignon n'est pas endommagé, sans démonter les roues
dentées d'essai. Noter l'état des dents en utilisant les exemples de la Figure 1 et de l'Annexe A comme guide.
Si le critère de détérioration n'est pas atteint, l'essai se poursuit.
9.4 Avant de passer au palier de charge suivant, s'assurer que la température de l'huile dans le carter
d'engrenages d'essai est comprise entre 117 °C et 123 °C. Ceci peut être obtenu en utilisant un chauffage ou
un refroidissement approprié du carter d'engrenages d'essai. Lorsque la température est comprise entre
117 °C et 123 °C, poursuivre l'essai. Il faut s'assurer que les dispositifs de refroidissement ne fonctionnent pas
durant l'essai.
9.5 Poursuivre l'essai en augmentant la charge palier par palier (voir Tableau 4), en examinant toutes les
dents du pignon après chaque palier et en refroidissant l'huile pour que sa température soit comprise entre
117 °C et 123 °C, comme indiqué en 9.4, avant d'appliquer la charge du palier suivant.
9.6 Poursuivre l'essai selon le mode opératoire jusqu'à obtention du palier de détérioration conformément à
2
l'Article 4, ou bien jusqu'à la fin du palier n° 10 si la détérioration n'est pas suffisante (< 100 mm de
grippage).
9.7 Lorsque le banc est arrêté à la fin d'un palier de charge pour une raison quelconque avant la fin de
l'essai, et lorsque la température de l'huile d'essai tombe en dessous de 117 °C, effectuer les opérations
suivantes avant de reprendre l'essai:
a) Appliquer la charge correspondant au palier n° 1, mettre en marche le moteur, allumer la résistance
chauffante et faire tourner jusqu'à ce que la température de l'huile soit comprise entre 117 °C et 123 °C.
b) Arrêter le moteur et la résistance chauffante et appliquer le palier de charge suivant, correspondant à
celui au moment où le banc d'essai s'est arrêté.
c) Poursuivre l'essai conformément à 9.5 et 9.6, respectivement.
9.8 À l'issue de l'essai, peser la roue à 0,001 g près et calculer la perte de masse ∆m.
Tableau 4 — Paliers de charge FZG
Palier de Couple sur le Effort normal Pression de contact de Accouplement de mise en charge

charge pignon sur les dents Hertz au point primitif chargé avec
2 2
N° N·m N/mm N/mm
1 3,3 99 206 H
1
2 13,7 407 417 H
2
3 35,3 1 044 670 H + K
2
4 60,8
...