ISO TR 14521-2010 Gears - Calculation of load capacity of wormgears《齿轮 蜗轮负载能力的计算》.pdf

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1、 Numro de rfrence ISO/TR 14521:2010(F) ISO 2010RAPPORT TECHNIQUE ISO/TR 14521 Premire dition 2010-11-15Engrenages Calcul de la capacit de charge des engrenages vis Gears Calculation of load capacity of wormgears ISO/TR 14521:2010(F) PDF Exonration de responsabilit Le prsent fichier PDF peut contenir

2、 des polices de caractres intgres. Conformment aux conditions de licence dAdobe, ce fichier peut tre imprim ou visualis, mais ne doit pas tre modifi moins que lordinateur employ cet effet ne bnficie dune licence autorisant lutilisation de ces polices et que celles-ci y soient installes. Lors du tlch

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7、ail copyrightiso.org Web www.iso.org Publi en Suisse ii ISO 2010 Tous droits rservsISO/TR 14521:2010(F) ISO 2010 Tous droits rservs iiiSommaire Page Avant-propos .iv Introduction.v 1 Domaine dapplication 1 2 Rfrences normatives.1 3 Symboles et terminologie.2 4 Formules pour le calcul des dimensions1

8、1 5 Gnralits .17 6 Donnes gomtriques ncessaires pour le calcul.23 7 Forces, vitesses et paramtres pour le calcul des contraintes24 8 Rendement et perte de puissance.32 9 Capacit de charge lusure39 10 Durabilit de surface (rsistance aux piqres) 45 11 Dflexion 47 12 Rsistance en pied de dent 49 13 Coe

9、fficient de scurit en temprature.53 14 Dtermination de la temprature de masse de la roue56 Annexe A (informative) Notes concernant les paramtres physiques59 Annexe B (informative) Mthodes de dtermination des paramtres .60 Annexe C (informative) paisseur du film lubrifiant selon la thorie de la lubri

10、fication lasto- hydrodynamique65 Annexe D (informative) Dfinitions du parcours dusure .67 Annexe E (informative) Notes concernant le calcul de lusure 70 Annexe F (informative) Notes concernant la rsistance au pied de dent .71 Annexe G (informative) Utilisation des outils existant pour lusinage des d

11、ents de la roue creuse .72 Annexe H (informative) Adaptation des quations pour lengrenage de rfrence aux rsultats de mesures spcifiques.75 Annexe I (informative) Estimation de la dure de vie des engrenages vis avec un risque lev de dtrioration par formation de piqres.78 Annexe J (informative) Exempl

12、es80 Bibliographie.91 ISO/TR 14521:2010(F) iv ISO 2010 Tous droits rservsAvant-propos LISO (Organisation internationale de normalisation) est une fdration mondiale dorganismes nationaux de normalisation (comits membres de lISO). Llaboration des Normes internationales est en gnral confie aux comits t

13、echniques de lISO. Chaque comit membre intress par une tude a le droit de faire partie du comit technique cr cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec lISO participent galement aux travaux. LISO collabore troitement avec la Commission lec

14、trotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation lectrotechnique. Les Normes internationales sont rdiges conformment aux rgles donnes dans les Directives ISO/CEI, Partie 2. La tche principale des comits techniques est dlaborer les Normes internationales. Les projets de Normes in

15、ternationales adopts par les comits techniques sont soumis aux comits membres pour vote. Leur publication 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 s

16、ont normalement publies comme Normes internationales (ceci pouvant comprendre des informations sur ltat 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 ncess

17、airement tre rviss avant que les donnes fournies ne soient plus juges valables ou utiles. Lattention est appele sur le fait que certains des lments du prsent document peuvent faire lobjet de droits de proprit intellectuelle ou de droits analogues. LISO ne saurait tre tenue pour responsable de ne pas

18、 avoir identifi de tels droits de proprit et averti de leur existence. LISO/TR 14521 a t labor par le comit technique ISO/TC 60, Engrenages, sous-comit SC 1, Nomenclature et engrenages vis. ISO/TR 14521:2010(F) ISO 2010 Tous droits rservs vIntroduction Le prsent Rapport technique a t labor pour lval

19、uation et le calcul de la capacit de charge des engrenages vis cylindriques ouverts ou ferms, et des motorducteurs engrenages vis comportant des arbres de sortie pleins ou creux. Le prsent Rapport technique sapplique uniquement lorsque les flancs des dentures des roues creuses sont conjugus ceux des

20、 filets de la vis. Les formes particulires des profils de crmaillre de la tte au pied naffectent pas la conjugaison lorsque les fraises-mres de la vis et de la roue creuse ont les mmes profils, de sorte que le contact entre les roues creuses et les vis est appropri et les mouvements des engrenages v

21、is sont uniformes. Le prsent Rapport technique peut sappliquer aux engrenages vis sans fin avec vis hlicodales cylindriques ayant les profils de filets suivants: A, C, I, N, K. A lexception des exigences stipules dans les trois prcdents alinas, aucune restriction ne sapplique aux mthodes de fabricat

22、ion utilises. Afin dassurer une conjugaison approprie et du fait de lexistence des nombreux profils de filets diffrents, il est gnralement prfrable que la vis et la roue creuse soient fournies par le mme fabricant. Dans le prsent Rapport technique, le couple admissible dun engrenage vis sans fin est

23、 limit soit par la prise en compte de la contrainte de surface (dsigne, pour des raisons pratiques, comme lusure ou la formation de piqres), ou de la contrainte de flexion (dsigne comme la rsistance) la fois dans les filets de vis, et les dents de la roue creuse, de la dflexion de la vis, ou de la l

24、imitation thermique. Par consquent, la capacit de charge dun couple dengrenages est dtermine au moyen de calculs prenant en compte tous les critres dcrits dans le domaine dapplication et en 7.3. Le couple admissible sur la roue creuse est la plus faible des valeurs calcules. RAPPORT TECHNIQUE ISO/TR

25、 14521:2010(F) ISO 2010 Tous droits rservs 1Engrenages Calcul de la capacit de charge des engrenages vis AVERTISSEMENT Une attention particulire est exige lors de ltablissement de la gomtrie des dents, particulirement pour le profil C dengrenage. 1 Domaine dapplication Le prsent Rapport technique df

26、init des quations permettant de calculer la capacit de charge des engrenages vis cylindriques et couvre les charges limites de base associes lusure, lapparition de piqres, la dflexion de la vis, la rupture des dentures et la temprature. Le grippage et les autres modes de dfaillance ne sont pas couve

27、rts par le prsent Rapport technique. Les procdures de dtermination des charges limites de base et de conception sont valables pour les vitesses de glissement sur la surface des dentures jusqu 25 m/s et les rapports de conduite suprieurs ou gaux 2,1. Pour lusure, les vitesses de glissement sur les su

28、rfaces de denture ne sont pas infrieures 0,1 m/s. Les rgles et recommandations pour le dimensionnement, le choix des lubrifiants ou des matriaux donns dans le prsent Rapport technique sappliquent uniquement aux entraxes de 50 mm et plus. Pour les entraxes infrieurs 50 mm, la mthode A sapplique. Le c

29、hoix de mthodes de calcul appropries requiert des connaissances et une certaine exprience. Le prsent Rapport technique est destin tre utilis par des concepteurs dengrenages expriments capables dmettre des jugements aviss concernant les facteurs impliqus. Il nest pas destin aux ingnieurs nayant pas l

30、exprience ncessaire. Voir 5.4. La gomtrie des engrenages vis est complexe, cest pourquoi lutilisateur du prsent Rapport technique est amen sassurer quune gomtrie de fonctionnement a t tablie. 2 Rfrences normatives Les documents rfrencs ci-dessous sont indispensables lapplication du prsent document.

31、Pour les rfrences dates, seule ldition cite sapplique. Pour les rfrences non dates, la dernire dition du document auquel il est fait rfrence (y compris les amendements) sapplique. ISO 701:1998, Notation internationale des engrenages Symboles gomtriques ISO 1122-2:1999, Vocabulaire des engrenages Par

32、tie 2: Dfinitions gomtriques relatives aux engrenages vis ISO 6336-6, Calcul de la capacit de charge des engrenages cylindriques dentures droite et hlicodale Partie 6: Calcul de la dure de vie en service sous charge variable ISO/TR 10828:1997, Engrenages vis cylindriques Gomtrie des profils de vis D

33、IN 3974-1:1995, Accuracy of worms and wormgears Part 1: General bases DIN 3974-2:1995, Accuracy of worms and wormgears Part 2: Tolerances for individual errors ISO/TR 14521:2010(F) 2 ISO 2010 Tous droits rservs3 Symboles et terminologie 3.1 Symboles NOTE Le cas chant, les symboles sont conformes lIS

34、O 701 et les dfinitions sont conformes lISO 1122-2. Tableau 1 Symboles pour les engrenages vis Symbole Description Unit Figure Numro dquation a entraxe mm 38/39 a 0 , a 1 , a 2coefficients de temprature du bain dhuile, calculs selon la mthode C - 160 166 a min , a maxentraxe minimum et maximum pour

35、la slection de loutillage mm G.2/G.3 a Tentraxe de lengrenage de rfrence mm b 1longueur de vis mm 22 b 2largeur de denture de la roue telle que spcifie dans la DIN 3975 mm 36 b 2Hlargeur effective de la roue mm Fig. 4 b 2H,stdlargeur de la roue vis normalise mm 52 b 2Rlargeur de jante de la roue mm

36、Fig. 4 b Hdemi-largeur de contact de Hertz mm Fig. 19 c 1 ,c 2vide fond de dent mm * 2 * 1 ,c ccoefficient de vide fond de dent en section axiale mm c oilchaleur spcifique de lhuile (pour le calcul de la temprature avec graissage par pulvrisation) Ws/(kg.K) 170 c valeur approche de lexposant de pres

37、sion - viscosit m 2 /N 64/66 d a 1diamtre de tte de la vis mm 13 d a 2diamtre de tte de la roue creuse mm 34 d b 1diamtre de base de lhlicode dveloppable (pour le profil I) mm 21 d e 2diamtre extrieur de la roue creuse N 35 dF force transmise par un segment de la ligne de contact mm Fig. B.2 B.3 dl

38、longueur du segment de la ligne de contact mm B.1 d f 1diamtre de pied de la vis mm 14 d f 2diamtre de pied de la roue creuse mm 33 d m1diamtre de rfrence de la vis mm Fig. 2/5 9 d m1Tdiamtre de rfrence de la vis, pour lengrenage de rfrence mm d m2diamtre de rfrence de la roue creuse mm Fig. 3/5 24

39、d m2Tdiamtre de rfrence de la roue, pour lengrenage de rfrence mm d w1diamtre primitif de fonctionnement de la vis mm 40 d w2diamtre primitif de fonctionnement de la roue creuse mm 41 e mx 1intervalle de rfrence des filets de la vis, en section axiale mm Fig. 2 16 e n1 intervalle normal des filets d

40、e la vis, en section normale mm 18 ISO/TR 14521:2010(F) ISO 2010 Tous droits rservs 3Tableau 1 (suite) Symbole Description Unit Figure Numro dquation e m2intervalle de rfrence des dents de la roue creuse dans le plan mdian mm 27 f hfacteur de la largeur de la roue vis pour le paramtre dpaisseur moye

41、nne minimale de film dhuile - 58 f pfacteur de la largeur de la roue vis pour le paramtre de contrainte moyenne de Hertz - 59 h 1hauteur de dent de la vis mm 10 h 2hauteur de dent de la roue creuse mm 31 h am1saillie de rfrence de la denture vis en section axiale mm Fig. 5 11 h am2saillie de rfrence

42、 de la denture de la roue creuse dans le plan mdian mm Fig. 5 29 * 1 am h coefficient de saillie de rfrence de la denture vis en section axiale - 11 * 2 am h coefficient de saillie de rfrence de la denture de la roue creuse dans le plan mdian - 29 h e2saillie extrieure de la denture de la roue creus

43、e mm 32 h fm1creux de rfrence de la denture vis en section axiale mm 12 h fm2creux de rfrence de la denture de la roue creuse dans le plan mdian mm 30 * 1 fm h coefficient de creux de rfrence de la denture vis en section axiale - * 2 fm h coefficient de creux de rfrence de la denture de la roue creu

44、se dans le plan mdian - 30 h minpaisseur minimale de film lubrifiant m C.1 h min mpaisseur moyenne minimale de film lubrifiant m 63 h* paramtre applicable lpaisseur moyenne minimale de film lubrifiant - 56/57 * T h paramtre applicable lpaisseur moyenne minimale de film lubrifiant de lengrenage de rf

45、rence - j xjeu de battement axial mm k constante de lubrifiant 1/K 69/71 k* coefficient moyen de transition thermique W/(m 2 . K) l1espacement des paliers darbres de la vis mm l 11 , l 12distance des paliers darbre de la vis mm Fig. 11 m maxmodule axial maximum pour la slection de loutil mm Fig. 11

46、G.4 m min module axial minimum pour la slection de loutil mm G.5 m xhobmodule axial pour la slection de loutil mm Annexe G m nmodule rel mm 8 m x 1module axial mm 2/G.1 m perte de matriau mg mlim limite de perte de matriau mg n 1vitesse de rotation de larbre de vis sans fin min -1n 2vitesse de rotat

47、ion de la roue min -1N Snombre de dmarrages par heure 112 ISO/TR 14521:2010(F) 4 ISO 2010 Tous droits rservsTableau 1 (suite) Symbole Description Unit Figure Numro dquation p 0pression ambiante N/mm 2 p b1pas de base pour un profil en I mm 22 p Hmpression de Hertz; valeur moyenne sur toute la zone de contact N/mm 2B.7 * m p paramtre sous dimension applicable la pression de Hertz moyenne - 53/54 * mT p paramtre sous dimension applicable la pression de Hertz moyenne de lengrenage de rfrence - p n1pas rel mm 7 p t2pas a