この規格 プレビューページの目次
※一部、英文及び仏文を自動翻訳した日本語訳を使用しています。
導入
ISO 6336 シリーズは、「平歯車およびはすば歯車の負荷容量の計算」という一般タイトルの下に、国際規格、技術仕様 (TS) および技術報告書 (TR) で構成されています (表 1 を参照)
- 国際規格には、広く受け入れられている慣行に基づいており、検証済みの計算方法が含まれています。
- TS には、まだ開発の余地がある計算方法が含まれています。
- TR には、計算例などの有益なデータが含まれています。
ISO 6336-1 から ISO 6336-19 で指定されている手順は、歯車定格の疲労解析を対象としています。 ISO 6336-20 から ISO 6336-29 に記載されている手順は、主に潤滑された逃げ面接触の摩擦学的挙動に関連しています。 ISO 6336-30 から ISO 6336-39 には計算例が含まれています。 ISO 6336 シリーズでは、将来得られる知識を反映するために、適切な番号で新しい部品を追加できます。
特定の部品を参照せずに ISO 6336 に従って標準化された計算を要求するには、現在国際標準として指定されている部品のみを使用する必要があります (リストについては表 1 を参照)さらなる計算を要求する場合は、ISO 6336 の関連部分を指定する必要があります。特定の設計の合格基準として技術仕様を使用する場合は、製造業者と購入者の間で事前に合意する必要があります。
表 1 — ISO 6336 の概要
| 平歯車、はすば歯車の負荷容量の計算 | 国際規格 | テクニカル 仕様 | テクニカルレポート |
|---|---|---|---|
| Part 1:基本原則、導入、および一般的な影響要因 | X | ||
| Part 2：表面耐久性（ピッチング）の計算 | X | ||
| Part 3:歯の曲げ強度の計算 | X | ||
| Part 4:歯面破壊耐荷重の計算 | X | ||
| Part ：材質の強度と品質 | X | ||
| Part 6:変動負荷での寿命の計算 | X | ||
| Part 20:スカッフィング耐量の計算 — フラッシュ温度法 | X | ||
| Part:スカッフィング耐荷重の計算 — 積分温度法 | X | ||
| Part 22:マイクロピッチング耐荷重の計算(ISO/TR 15144-1 を置き換え) | X | ||
| Part 30: ISO 6336-1Part 1, 2, 3, 5 を適用するための計算例 | X | ||
| Part 31:マイクロピッチング耐荷重の計算例(代替: ISO/TR 15144-2) | X |
この文書では、一般的に使用される歯車材料の円筒形 (平歯車およびヘリカル歯車) の表面損傷「温間スカッフィング」とさまざまな熱処理について説明します。「温間スカッフィング」は、典型的なスカッフィングとスコアリングマークによって特徴付けられ、動力損失、動的負荷、騒音、摩耗の増加につながる可能性があります。一般に約 4 m/s 未満の低温と低速、および完全硬化された高負荷ギアに関連する「コールドスカッフィング」には、この配合は適していません。
歯面の損傷には特に深刻な形態があり、高温高圧によって相手歯車の接触する歯面間の潤滑膜が欠如したり破壊されたりすることで、歯面領域の焼付きや溶着が発生します。この形式の損傷は「スカッフィング」と呼ばれ、表面速度が速い場合に最も関連します。スカッフィングは、歯面圧力が十分に高い場合、または個別の領域で不均一な表面形状や荷重が原因で、比較的低い滑り速度でも発生する可能性があります。
スカッフィング損傷のリスクは、歯車の材質、使用する潤滑剤、歯面の表面粗さ、滑り速度、荷重などによって異なります。過剰なエアレーションや、懸濁液中の金属粒子などの潤滑剤中の汚染物質の存在も、スカッフィング損傷のリスクを高めます。高速ギアのスカッフィングの結果として、振動の増加による高レベルの動的負荷が発生する傾向があり、通常、スカッフィング、ピッチング、または歯の破損によるさらなる損傷につながります。
高い表面圧力と高い滑り速度による高い表面温度は、潤滑膜の破壊を開始する可能性があります。この仮説に基づいて、温度と潤滑膜の破壊を関連付ける 2 つのアプローチが示されています。
- 接触経路に沿って変化する接触温度に基づくフラッシュ温度法 (ISO/TS 6336-20 で提示)
- 接触経路に沿った接触温度の加重平均に基づく積分温度法 (この文書で提示)
積分温度法は、接触温度の平均値（積分温度）が臨界値以上になるとスカッフィングが発生しやすくなるという仮定に基づいています。実際のギヤユニットのスカッフィングの危険性は、積分温度と潤滑油の耐スカッフィング性に関するギヤ試験から得られる臨界値とを比較することによって予測することができる。この計算方法では、すべての重要な影響パラメーター、つまり潤滑剤 (EP 添加剤を含むまたは含まない鉱油、合成油)、表面粗さ、滑り速度、荷重などが考慮されます。
流体力学、熱力学、化学現象の間の複雑な関係に起因するあらゆる種類のスカッフィングおよび同等の形態の表面損傷を確実に処理するには、さらなる評価方法が必要になる可能性があります。このような方法の開発は、進行中の研究の目的です。
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
| Calculation of load capacity of spur and helical gears | International Standard | Technical Specification | Technical Report |
|---|---|---|---|
| Part 1: Basic principles, introduction and general influence factors | X | ||
| 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 temperature method | X | ||
| Part 21: Calculation of scuffing load capacity — Integral temperature method | X | ||
| Part 22: Calculation of micropitting load capacity (replaces ISO/TR 15144-1) | X | ||
| Part 30: Calculation examples for the application ofISO 6336-1parts 1,2,3,5 | X | ||
| Part 31: Calculation examples of micropitting load capacity (replaces: ISO/TR 15144-2) | X |
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 is termed"scuffing" and most relevant when surface velocities are high. Scuffing can also occur for relatively low sliding velocities when tooth surface pressures are high enough, either generally or, because of uneven surface geometry and loading, in discrete areas.
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. Excessive aeration or the presence of contaminants in the lubricant such as metal particles in suspension, also increases the risk of scuffing damage. Consequences of the scuffing of high-speed gears include a tendency to high levels of dynamic loading due to increase of vibration, which usually leads to further damage by scuffing, pitting or tooth breakage.
High surface temperatures due to high surface pressures and sliding velocities can initiate the breakdown of lubricant films. On the basis of this hypothesis, two approaches to relate temperature to lubricant film breakdown are presented:
- the flash temperature method (presented in ISO/TS 6336-20), based on contact temperatures which vary along the path of contact;
- the integral temperature method (presented in this document), based on the weighted average of the contact temperatures along the path of contact.
The integral temperature method is based on the assumption that scuffing is likely to occur when the mean value of the contact temperature (integral temperature) is equal to or exceeds a corresponding critical value. The risk of scuffing of an actual gear unit can be predicted by comparing the integral temperature with the critical value, derived from a gear test for scuffing resistance of lubricants. The calculation method takes account of all significant influencing parameters, i.e. the lubricant (mineral oil with and without EP-additives, synthetic oils), the surface roughness, the sliding velocities, the load, etc.
In order to ensure that all types of scuffing and comparable forms of surface damage due to the complex relationships between hydrodynamical, thermodynamical and chemical phenomena are dealt with, further methods of assessment can be necessary. The development of such methods is the objective of ongoing research.