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。
序章
ISO 6336 シリーズは、平歯車とはすば歯車の負荷容量の計算という一般的なタイトルの下に、国際規格、技術仕様 (TS)、および技術レポート (TR) で構成されています (表 1 を参照)
- 国際標準には、広く受け入れられている慣行に基づいた検証済みの計算方法が含まれています。
- 技術仕様 (TS) には、さらに開発が必要な計算方法が含まれています。
- テクニカル レポート (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、ギア定格の疲労解析をカバーしています。 ISO 6336-20 から ISO 6336-29 に記載されている手順は、主に潤滑されたフランク面接触のトライボロジー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、適切な数の新しい部品を追加して、将来得られる知識を反映することができます。
特定の部品を参照せずに ISO 6336 シリーズに従って標準化された計算を要求するには、現在国際規格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 を参照してください)さらに計算を要求する場合は、ISO 6336 シリーズの関連する部分を指定する必要があります。特定の設計の受け入れ基準としての技術仕様の使用については、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 シリーズの部品 (発行日現在の状態)
| 平歯車とはすば歯車の負荷容量の計算 | 国際的 デフォルト | テクニカル 仕様 | テクニカル 報告する |
|---|---|---|---|
| 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 (孔食) の計算 | X | ||
| Part 3: 歯の曲げ強度の計算 | X | ||
| Part 4部：歯面破壊荷重容量の計算 | X | ||
| Part 5：素材の強度と品質 | X | ||
| Part 6: 変動負荷下での耐用年数の計算 | X | ||
| Part 20部：スカッフィング負荷容量の計算（かさ歯車およびハイポイド歯車にも適用可能） - フラッシュ温度法 (置き換え:ISO/TR 13989-1) | X | ||
| Part 21: スカッフィング負荷容量の計算 (かさ歯車およびハイポイド ギヤにも適用可能) — 積分温度法 (置き換え:ISO/TR 13989-2) | X | ||
| Part 22: マイクロピッチング負荷容量の計算 (置き換え:ISO/TR 15144-1) | X | ||
| Part 30: ISO 6336パート1, 2, 3, 5 Part適用のための計算例 | X | ||
| Part 31：マイクロピッチング負荷容量の計算例 (置き換え:ISO/TR 15144-2) | X |
このドキュメントでは、外歯付き円筒インボリュート平歯車およびはすば歯車の歯面破壊荷重容量の計算の原則について説明します。この方法は、ケース浸炭試験歯車およびさまざまな産業用途の歯車に関する理論的および実験的調査 (参考文献 [9], [10], [12], および [15] を参照) に基づいています。
ISO 6336 シリーズの一部としてのこの文書には、歯面骨折のリスクを評価するために新たに開発された方法が含まれていますが、これはまださらなる開発の対象となっています。さまざまな適用範囲で得られた結果をより広く経験するために公開されています。得られた知識は、このドキュメントのさらなる開発と改良に役立ちます。
歯面破壊は、アクティブな接触領域の領域における一次疲労亀裂によって特徴付けられます。これは、フランク接触によって引き起こされるせん断応力により、表面の下で発生します。歯面の破損による破損は、さまざまな工業用歯車の用途から報告されており、歯車の走行試験用に特別に設計された試験歯車でも観察されています。歯面破壊はケース浸炭歯車で最も頻繁に観察されますが、破損は窒化および高周波焼入れ歯車でも知られています。観察された歯の側面の骨折のほとんどは、駆動されたパートナーで発生しました。
歯面破壊荷重容量の計算の基礎は、せん断応力強度仮説 (SIH, 参考文献 [13] および [16] を参照) に基づく高度な計算方法であり、これを閉形式解の計算方法に移しました。歯車の形状、歯車の材料、および歯車の負荷条件に関するわずかなパラメータ セットのみを使用して、歯面破壊負荷容量を計算するために局所的な材料露出の計算を実行できます。
また、このタイプの故障のいくつかの側面は、応力変動と材料の不均一性の複雑な相互作用である可能性があることも理解する必要があります。例として、浸炭ケースに残留オーステナイトが存在すると、使用中に変態が発生し、それに伴う体積変化が歯のわずかな歪みと元の接触品質の損失を引き起こし、それによって局所的な応力分布が変化する可能性があります。もう 1 つの現象は、局所的な「ホワイト エッチング エリア」（局所的な加工硬化）の発生であり、最終的に亀裂の発生と伝播に発展します。明らかに、これらのタイプの効果を分離するために必要なかなりの研究があり、症例の歴史の分析は主題の理解にとって最も重要です.
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.
- Technical Specifications (TS) contain calculation methods that are still subject to further development.
- Technical Reports (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 the ISO 6336 series 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 the ISO 6336 series need to be specified. Use of a Technical Specification as acceptance criteria for a specific designs need to be agreed in advance between the manufacturer and the purchaser.
Table 1—Parts of the ISO 6336 series (status as of DATE OF PUBLICATION)
| 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 (also applicable to bevel and hypoid gears) — Flash temperature method (replaces:ISO/TR 13989-1) | X | ||
| Part 21: Calculation of scuffing load capacity (also applicable to bevel and hypoid gears) — Integral temperature method (replaces:ISO/TR 13989-2) | X | ||
| Part 22: Calculation of micropitting load capacity (replaces:ISO/TR 15144-1) | X | ||
| Part 30: Calculation examples for the application ofISO 6336parts 1, 2, 3, 5 | X | ||
| Part 31: Calculation examples of micropitting load capacity (replaces:ISO/TR 15144-2) | X |
This document provides principles for the calculation of the tooth flank fracture load capacity of cylindrical involute spur and helical gears with external teeth. The method is based on theoretical and experimental investigations (see References [9], [10], [12] and [15]) on case carburized test gears and gears from different industrial applications.
This document as a part of the ISO 6336 series includes a newly developed method for assessing the risk of tooth flank fracture, which is still subject to further development. It is published in order to gain a broader experience with the obtained results in various scopes of application. The knowledge gained will serve for further development and refinement of this document.
Tooth flank fracture is characterized by a primary fatigue crack in the region of the active contact area, initiated below the surface due to shear stresses caused by the flank contact. Failures due to tooth flank fracture are reported from different industrial gear applications and have also been observed on specially designed test gears for gear running tests. Tooth flank fracture is most often observed on case carburized gears but failures are also known for nitrided and induction hardened gears. Most of the observed tooth flank fractures occurred on the driven partner.
The basis for the calculation of the tooth flank fracture load capacity are sophisticated calculation methods based on the shear stress intensity hypothesis (SIH, see References [13] and [16]) which were transferred to a calculation method in closed form solution. With only a small set of parameters concerning gear geometry, gear material and gear load condition, a calculation of the local material exposure can be performed in order to calculate the tooth flank fracture load capacity.
It should also be understood that some aspects of this type of failure can be a complex interaction of stress fluctuations and material inhomogeneities. As an example, the presence of retained austenite in the carburized case can result in the transformation during service and its associated volumetric change can cause a minute distortion of the teeth and loss of original contact quality thereby changing the localised stress distribution. Another phenomenon is the development of localised “white etching areas” (local work hardening) which ultimately develop into crack initiation and propagation. Clearly, there is considerable research required to isolate these types of effects and the analysis of case histories is paramount to the understanding of the subject.