ISO TR 14179-1-2001 Gears - Thermal capacity - Part 1 Rating gear drives with thermal equilibrium at 95C sump temperature《齿轮 热性能 第1部分：在95℃储存温度下热平衡的额定齿轮传动》.pdf

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1、Numro de rfrence ISO/TR 14179-1:2001(F) ISO 2001 RAPPORT TECHNIQUE ISO/TR 14179-1 Premire dition 2001-07-15 Engrenages Capacit thermique Partie 1: Capacit des transmissions par engrenages pour une temprature de bain dhuile de 95 C Gears Thermal capacity Part 1: Rating gear drives with thermal equili

2、brium at 95 Csu m p temperatureISO/TR 14179-1:2001(F) PDF Exonration de responsabilit Le prsent fichier PDF peut contenir des polices de caractres intgres. Conformment aux conditions de licence dAdobe, ce fichier peut tre imprim ou visualis, mais ne doit pas tre modifimoins que lordinateur employcet

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6、rente, aucune partie de cette publication ne peut tre reproduite ni utilise sous quelque forme que ce soit et par aucun procd, lectronique ou mcanique, y compris la photocopie et les microfilms, sans laccord crit de lISO ladresse ci-aprso ud uco m i t membre de lISO dans le pays du demandeur. ISO co

7、pyright office Case postale 56 CH-1211 Geneva 20 Tel. + 41 22 749 01 11 Fax. + 41 22 749 09 47 E-mail copyrightiso.ch Web www.iso.ch Imprim en Suisse ii ISO 2001 Tous droits rservsISO/TR 14179-1:2001(F) ISO 2001 Tous droits rservs iii Sommaire Page Avant-proposiv Introduction.v 1 Domaine dapplicatio

8、n 1 2 Symboles et units, terme et dfinition.1 3C r i t res de capacit thermique 5 4 Conditions de service .5 4.1 Service intermittent .5 4.2 Conditions dfavorables.5 4.3 Conditions favorables .6 4.4 Refroidissement auxiliaire 6 5M thodes de dtermination de la capacit thermique.6 6M thode A Essai6 7M

9、 thode B Ca lc ulsper me tta ntded terminer la capacit thermique, P T 7 7.1 Base 7 7.2 Production de chaleur.8 7.3 Perte de puissance des paliers, P B 8 7.4 Perte de puissance de lengrnement, P M , des engrenages cylindriques dentures droite et hlicodale 13 7.5 Perte de puissance de lengrnement, P M

10、 , des engrenages coniques .15 7.6 Perte de puissance de lengrnement, P M , des engrenages roue et vis cylindriques15 7.7 Perte de puissance de lengrnement, P M , des engrenages roue et vis globiques15 7.8 Perte de puissance du joint dtanchit, P S .15 7.9 Perte de puissance de lengrenage par brassag

11、e et protection, P W .15 7.10 Perte de puissance des paliers par brassage et par projection, P WB .17 7.11 Perte de puissance de la pompe huile, P P .20 7.12 Dissipation thermique, P Q 20 8 Modifications pour des conditions de fonctionnement non habituelles .21 Annexe A (informative) Pertes de puiss

12、ance de lengrnement des engrenages coniques et pertes de puissance des engrenages par ventilation24 Annexe B (informative) Pertes de puissance de lengrnement des engrenages vis.28 Bibliographie .30ISO/TR 14179-1:2001(F) iv ISO 2001 Tous droits rservs Avant-propos LISO (Organisation internationale de

13、 normalisation) est une fdration mondiale dorganismes nationaux de normalisation (comits membres de lISO). Llaboration des Normes internationales est en gnral confiea u x comits techniques de lISO. Chaque comit membre intress par une t u d eal ed r o i td ef a i r ep a r t i ed uc o m i t technique

14、cr cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec lISO participent galement aux travaux. LISO collabore troitement avec la Commission lectrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation lectrotechnique. Les Normes internat

15、ionales sont rdiges conformment aux rgles donnes dans les Directives ISO/CEI, Partie 3. La tche principale des comits techniques est dlaborer les Normes internationales. Les projets de Normes internationales adoptsp a rl e sc o m i t s techniques sont soumis aux comits membres pour vote. Leur public

16、ation comme Normes internationales requiert lapprobation de 75 % au moins des comits membres votants. Exceptionnellement, lorsquun comit technique a runi des donnes de nature diffrente de celles qui sont normalement publies comme Normes internationales (ceci pouvant comprendre des informations sur l

17、tat de la technique par exemple), il peut dcider, la majorit simple de ses membres, de publier un Rapport technique. Les Rapports techniques sont de nature purement informative et ne doivent pas ncessairement tre rvissav an tqu e les donnes fournies ne soient plus juges valables ou utiles. Lattentio

18、n est appele sur le fait que certains des lm e n t sd el ap r sente partie de lISO/TR 14179 peuvent faire lobjet de droits de proprit intellectuelle ou de droits analogues. LISO ne saurait tre tenue pour responsable de ne pas avoir identifi de tels droits de proprit et averti de leur existence. LISO

19、/TR 14179-1 a t labor par le comit technique ISO/TC 60, Engrenages, sous-comit SC 2, Calcul de la capacit des engrenages. LISO/TR 14179 comprend les parties suivantes, prsentes sous le titre gnral Engrenages Capacit thermique: Partie 1: Capacit des transmissions par engrenages pour une temprature de

20、 bain dh ui lede9 5 C Partie 2: Capacit de charge thermiqueISO/TR 14179-1:2001(F) ISO 2001 Tous droits rservs v Introduction LISO/TR 14179 comprend deux parties. La prsente partie de lISO/TR 14179 constitue la proposition amricaine. Elle utilise un modle de bilan thermique analytique pour calculer l

21、a puissance thermique transmissible dune transmission par engrenages mono- ou multi- tage lubrifis lhuile minrale. Plusieurs des facteurs du modle analytique trouvent leur origine dans des travaux publis par divers auteurs. La procdure est bases u rl am thode de calcul prsente dans la publication 96

22、FTM9 1 de lAGMA (American Gear Manufacturers Association). Les pertes de puissance sont calcules partir des informations du catalogue fourni par les fabricants de paliers, informations qui peuvent galement figurer dans les travaux de Palmgren. Les quations des pertes de puissance par ventilation et

23、par barbotage des engrenages sont apparues pour la premire fois dans les travaux prsents par Dudley et ont t modifies pour tenir compte des effets des changements de viscosit du lubrifiant et de la hauteur dimmersion des engrenages. Les pertes de puissance des engrenages ont t calcules par les premi

24、ers chercheurs sur les frottements de roulement et de glissement, qui ont valu lengrnement au moyen dessais sur machines galet disque. Les coefficients de lquation de la perte de puissance ont t dvelopps ce moment partir dune analyse de rgression plusieurs paramtres des donnes exprimentales issues d

25、un grand nombre dessais sur des transmissions par engrenages industriels types. Ces transmissions par engrenages ont t soumises des essais qui modifiaient les conditions de fonctionnement sur une large gamme. Les paramtres des conditions de fonctionnement tablis dans le plan dessai comprenaient la v

26、itesse, la puissance, le sens de rotation, la quantit de lubrifiant, etc. Lquation a t vrifie en comparant les rsultats attendus aux donnes de lexprience pour diverses configurations de transmission par engrenages de plusieurs fabricants. lISO/TR 14179-2 est fonde sur une proposition allemande dans

27、laquelle lquilibre thermique entre la perte de puissance et la chaleur dissipe est calcul. partir de cet quilibre, il est possible de calculer la temprature attendue du bain dhuile dun engrenage pour une puissance transmise donne ainsi que la puissance maximale transmissible pour une temprature maxi

28、male donned ub a i nd huile. Pour la lubrification par pulvrisation, il est galement possible de calculer le niveau ncessaire de refroidissement extrieur pour maintenir une temprature donned el hu il ee ne n t r e. Ce calcul est effectu par itration. La perte de puissance des engrenages cylindriques

29、, coniques et hypodes ainsi qu roue et vis peut tre calcule sur la base des recherches thoriques et exprimentales effectues sur ces diffrents types dengrenages la Technical University de Munich. La perte de puissance dpendante de la charge des engrenages est obtenue partir du calcul du coefficient d

30、e frottement de lengrnement. Linfluence des principaux paramtres tels que charge, vitesse, viscosit et rugosit de surface sur le coefficient de frottement a t mesure individuellement lors dessais sur machines galet disque et vrifie par des expriences sur des engrenages. Les mmes quations pour les co

31、efficients de frottement sont utilises dans lISO/TR 13989 pour le calcul de la capacit de charge au grippage des engrenages et sont utilises dans les mthodes de calcul normalises allemandes de la temprature appropriep o u rl paisseur du film dhuile en vue de lvaluation du risque dusure et de micropi

32、qre. La perte de puissance vide des engrenages est calcule partir des expriences systmatiques effectues avec divers paramtres issus des projets de recherche publis. Le calcul de la perte de puissance des paliers roulements est tir des expriences menes par les fabricants de paliers, tel que publi dan

33、s leurs plus rcents catalogues. Les quations pour la dissipation thermique sont fondes sur des considrations thoriques associes aux recherches exprimentales effectues sur des bains dengrenage modles avec diffrentes configurations de paroi de carter dengrenages en convection naturelle et force. Le ra

34、yonnement manant du bain est fond sur la loi de Stefan-Boltzman avec les valeurs mesures du coefficient de rayonnement relatif de la surface du bain dengrenage valu avec diffrentes finitions et revtements de surface. Des quations pour le calcul du transfert de chaleur des parties tournantes et vers

35、les fondations sont galement incluses. Les rsultats ont t vrifisa u moyen de mesures de dissipation thermique ralises en pratique sur des transmissions par engrenages. Un programme informatique WAEPRO comprenant la mthode de calcul thermique proposeat dvelopp dans le cadre dun projet de recherche de

36、 la FVA (Forschungsvereinigung Antriebstechnik e.V., Francfort); il est largement utilis dans lindustrie allemande des engrenages.RAPPORT TECHNIQUE ISO/TR 14179-1:2001(F) ISO 2001 Tous droits rservs 1 Engrenages Capacit thermique Partie 1: Capacit des transmissions par engrenages pour une temprature

37、 de bain dhuile de 95 C 1 Domaine dapplication La prsente partie de lISO/TR 14179 utilise un modle de bilan thermique analytique pour calculer la puissance thermique transmissible dune transmission par engrenages mono- ou multi-tage lubrifis lhuile minrale. Le calcul est bas sur des conditions norma

38、les une temprature ambiante maximale de 25 Ce t une temprature maximale du bain dhuile de 95 C, dans un grand espace couvert, mais fournit des coefficients modificateurs pour dautres situations. 2 Symboles et units, terme et dfinition Pour les besoins de la prsente partie de lISO/TR 14179, les symbo

39、les et units donns dans le Tableau 1, et le t e rmee tl ad finition suivants, sappliquent. Tableau 1 Symboles et units Symbole Signification Units Premire utilisation Rfrence A c Aire de surface du bain dengrenage expose lair ambiant m 2 q. (35) 7.12 A g Constante de disposition de lengrenage q. (24

40、) 7.9 a Exposant de modification de charge q. (9) Tableau 3 B A Modificateur de laltitude q. (36) Tableau 10 B D Modificateur du temps de fonctionnement q. (36) Tableau 12 B ref Modificateur de la temprature ambiante q. (36) Tableau 8 B T Modificateur de la temprature du bain q. (36) Tableau 11 B V

41、Modificateur de la vitesse de lair ambiant q. (36) Tableau 9 b Exposant de modification du diamtre q. (9) Tableau 3 b w Largeur de denture en contact avec llment conjugu mm q. (21) 7.4 C 0 Charge statique de base N Tableau 2 C 1 Constante du coefficient de frottement de lengrnement q. (20) 7.4 D Dia

42、mtre extrieur de llment pour le brassage et les projections de lengrenage mm q. (24) 7.9 D OR Diamtre de palier mesur sur les lments roulants mm q. (29) Figure 3ISO/TR 14179-1:2001(F) 2 ISO 2001 Tous droits rservs Tableau 1 (suite) Symbole Terme Units Premire utilisation Rfrence D s Diamtre de larbr

43、e mm Figure 2 d i Diamtre dalsage du palier mm q. (10) 7.3.1 d m Diamtre moyen du palier mm q. (9) 7.3.1 d o Diamtre extrieur du palier mm q. (10) 7.3.1 E P Puissance lectrique consommek W q. (34) 7.11 e Facteur de roulement q. (13) 7.3.3 e m Rendement du moteur lectrique q. (34) 7.11 e p Rendement

44、de la pompe huile q. (33) 7.11 F Largeur de denture totale de la roue ou du pignon mm q. (26) 7.9 F a Composant de charge axiale du palier N q. (12) 7.3.2 F r Composant de charge radiale du palier N q. (13) 7.3.3 f g Facteur dimmersion de lengrenage q. (24) 7.9 f m Coefficient de frottement de lengr

45、nement q. (15) q. (20) f 0 Facteur dimmersion du palier q. (27) Tableau 5 f 1 Coefficient de frottement des paliers q. (9) Tableau 2 f 2 Facteur du roulement rouleaux cylindriques q. (12) Tableau 4 f 3 Facteur du joint de roulement q. (30) Tableau 6 f 4 Facteur du joint de roulement q. (30) Tableau

46、6 g Exposant de modification de lintensit de la charge q. (20) 7.4 H Profondeur dimmersion dans lh uil edel lment roulant du palier mm q. (29) Figure 3 H s Rapport de glissement au dbut de lapproche q. (16) q. (17) H t Rapport de glissement l afi nd el ar e t r a it e q. (16) q. (18) h Exposant de m

47、odification de la vitesse tangentielle q. (20) 7.4 j Exposant de modification de la viscosit q. (20) 7.4 K Facteur de pression de contact N/mm 2 q. (20) q. (21) K a force axiale externe N 7.3.3 k Coefficient dchange thermique kW/(m 2 C) q. (35) Tableau 7 L Longueur de llment pour le brasage et les projections de lengrenage mm q. (24) 7.9 M Rapport de multiplication de lengrnement q. (15) q. (16) M 0 Couple de frottement des paliers indpendant de la charge N . m q. (27) 7.10 M 1 Cou