SIST ISO 6336-6:2006

SLOVENSKI STANDARD
01-december-2006
,]UDþXQQRVLOQRVWLUDYQR]RELKLQSRãHYQR]RELK]REQLNRY±GHO,]UDþXQGREH
WUDMDQMDSULVSUHPHQOMLYLREUHPHQLWYL
Calculation of load capacity of spur and helical gears - Part 6: Calculation of service life
under variable load
Ta slovenski standard je istoveten z:
ICS:
21.200 Gonila Gears
2003-01.Slovenski inštitut za standardizacijo. Razmnoževanje celote ali delov tega standarda ni dovoljeno.

INTERNATIONAL ISO
STANDARD 6336-6
First edition
2006-08-15
Calculation of load capacity of spur
and helical gears —
Part 6:
Calculation of service life under variable
load
Calcul de la capacité de charge des engrenages cylindriques
à dentures droite et hélicoïdale —
Partie 6: Calcul de la durée de vie en service sous charge variable

Reference number
©
ISO 2006
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Published in Switzerland
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Contents Page
Foreword. iv
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms, definitions, symbols and abbreviated terms. 1
4 General. 1
4.1 Application factors . 1
4.2 Determination of load and stress spectra. 1
4.3 General calculation of service life. 4
4.4 Palmgren-Miner rule . 5
5 Calculation according to ISO 6336 of service strength on basis of single-stage strength . 5
5.1 Basic principles . 5
5.2 Calculation of stress spectra. 7
5.3 Determination of pitting and bending strength values . 8
5.4 Determination of safety factors. 8
Annex A (normative) Determination of application factor, K , from given load spectrum using
A
equivalent torque, T . 10
eq
Annex B (informative) Guide values for application factor, K . 15
A
Annex C (informative) Example calculation of safety factor from given load spectrum . 18
Bibliography . 24

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 6336-6 was prepared by Technical Committee ISO/TC 60, Gears, Subcommittee SC 2, Gear capacity
calculation.
ISO 6336 consists of the following parts, under the general title Calculation of load capacity of spur and helical
gears:
⎯ Part 1: Basic principles, introduction and general influence factors
⎯ Part 2: Calculation of surface durability (pitting)
⎯ Part 3: Calculation of tooth bending strength
⎯ Part 5: Strength and quality of materials
⎯ Part 6: Calculation of service life under variable load

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INTERNATIONAL STANDARD ISO 6336-6:2006(E)

Calculation of load capacity of spur and helical gears —
Part 6:
Calculation of service life under variable load
1 Scope
This part of ISO 6336 specifies the information and standardized conditions necessary for the calculation of
the service life (or safety factors for a required life) of gears subject to variable loading. While the method is
presented in the context of ISO 6336 and calculation of the load capacity of spur and helical gears, it is
equally applicable to other types of gear stress.
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 1122-1:1998, Glossary of gear terms — Part 1: Geometrical definitions
ISO 6336-1:2006, Calculation of load capacity of spur and helical gears — Part 1: Basic principles,
introduction and general influence factors
ISO 6336-2:2006, Calculation of load capacity of spur and helical gears — Part 2: Calculation of surface
durability (pitting)
ISO 6336-3:2006, Calculation of load capacity of spur and helical gears — Part 3: Calculation of tooth bending
strength
3 Terms, definitions, symbols and abbreviated terms
For the purposes of this part of ISO 6336, the terms, definitions, symbols and abbreviated terms given in
ISO 6336-1 and ISO 1122-1 apply.
4 General
4.1 Application factors
If no load spectra are available, application factors from experience with similar machines may be used,
depending on the operating mode of the driving and driven machine instead of calculation of the service
strength.
See Annex B for tables for K .
A
4.2 Determination of load and stress spectra
Variable loads resulting from a working process, starting process or from operation at or near a critical speed
will cause varying stresses at the gear teeth of a drive system. The magnitude and frequency of these loads
depend upon the driven machine(s), the driver(s) or motor(s) and the mass elastic properties of the system.
These variable loads (stresses) may be determined by such procedures as
⎯ experimental measurement of the operating loads at the machine in question,
⎯ estimation of the spectrum, if this is known, for a similar machine with similar operating mode, and
⎯ calculation, using known external excitation and a mass elastic simulation of the drive system, preferably
followed by experimental testing to validate the calculation.
To obtain the load spectra for fatigue damage calculation, the range of the measured (or calculated) loads is
divided into bins or classes. Each bin contains the number of load occurrences recorded in its load range. A
widely used number of bins is 64. These bins can be of equal size, but it is usually better to use larger bin
sizes at the lower loads and smaller bin sizes at the upper loads in the range. In this way, the most damaging
loads are limited to fewer calculated stress cycles and the resulting gears can be smaller. It is recommended
that a zero load bin be included so that the total time used to rate the gears matches the design operating life.
For consistency, the usual presentation method is to have the highest torque associated with the lowest
numbered bins, such that the most damaging conditions appear towards the top of any table.
The cycle count for the load class corresponding to the load value for the highest loaded tooth is incremented
at every load repetition. Table 1 shows as an example of how the torque classes defined in Table 2 can be
applied to specific torque levels and correlated numbers of cycles.
Table 1 — Torque classes/numbers of cycles — Example: classes 38 and 39 (see Table 2)
Torque class, T
i
Number of cycles, n
i
N⋅m
11 620 u T u 12 619 n = 237
38 38
10 565 u T u 11 619 n = 252
39 39
The torques used to evaluate tooth loading should include the dynamic effects at different rotational speeds.
This spectrum is only valid for the measured or evaluated time period. If the spectrum is extrapolated to
represent the required lifetime, the possibility that there might be torque peaks not frequent enough to be
evaluated in that measured spectrum must be considered. These transient peaks can have an effect on the
gear life. Therefore, the evaluated time period could have to be extended to capture extreme load peaks.
Stress spectra concerning bending and pitting can be obtained from the load (torque).
Scuffing resistance must be calculated from the worst combination of speed and load.
Wear is a continuous deterioration of the tooth flank and must be considered separately.
Tooth root stress can also be measured by means of strain gauges in the fillet. In this case, the derating
factors should be taken into account using the results of the measurements. The relevant contact stress can
be calculated from the measurements.

2 © ISO 2006 – All rights reserved

Table 2 — Example of torque spectrum (with unequal bin size for reducing number of bins)
(see Annex C)
Pinion
a
Data Time
Torque
%
a
N ⋅ m Load cycles
Bin no. min. max. s h
1 25 502 25 578 0 0,00 0 0
2 25 424 25 501 0 0,00 0 0
3 25 347 25 423 14 0,37 24 0,006 7
4 25 269 25 346 8 0,21 14 0,003 9
5 25 192 25 268 5 0,13 9 0,002 5
6 25 114 25 191 8 0,21 14 0,003 9
7 25 029 25 113 16 0,42 28 0,007 8
8 24 936 25 028 8 0,21 14 0,003 9
9 24 835 24 935 5 0,13 9 0,002 5
10 24 727 24 834 11 0,29 19 0,005 3
11 24 610 24 726 16 0,42 28 0,007 8
12 24 479 24 609 19 0,50 33 0,009 2
13 24 331 24 478 14 0,37 24 0,006 7
14 24 168 24 330 14 0,37 24 0,006 7
15 23 990 24 168 11 0,29 19 0,005 3
16 23 796 23 989 15 0,39 26 0,007 2
17 23 579 23 796 31 0,81 52 0,014 4
18 23 339 23 579 28 0,73 47 0,013 1
19 23 076 23 338 36 0,94 62 0,017 2
20 22 789 23 075 52 1,36 88 0,024 4
21 22 479 22 788 39 1,02 66 0,018 3
22 22 138 22 478 96 2,51 163 0,045 3
23 21 766 22 137 106 2,77 180 0,050 0
24 21 363 21 765 49 1,28 83 0,023 1
25 20 929 21 362 117 3,05 200 0,055 6
26 20 463 20 928 124 3,24 212 0,058 9
27 19 960 20 463 61 1,59 104 0,028 9
28 19 417 19 959 140 3,65 238 0,066 1
29 18 836 19 416 148 3,86 253 0,070 3
30 18 216 18 835 117 3,05 200 0,055 6
31 17 557 18 215 121 3,16 206 0,057 2
32 16 851 17 556 174 4,46 297 0,082 5
33 16 100 16 851 185 4,83 316 0,087 8
34 15 301 16 099 196 5,11 334 0,092 8
35 14 456 15 301 207 5,40 352 0,097 8
36 13 565 14 456 161 4,20 274 0,076 1
37 12 620 13 564 168 4,38 286 0,079 4
38 11 620 12 619 237 6,18 404 0,112 2
39 10 565 11 619 252 6,58 429 0,119 2
40 9 457 10 565 263 6,86 449 0,124 7
41 8 294 9 456 275 7,18 468 0,130 0
42 7 070 8 294 178 4,65 303 0,084 2
43 5 783 7 069 103 2,69 176 0,048 9
44 4 434 5 782 7 0,18 12 0,003 3
45 3 024 4 434 0 0,00 0 0
46 1 551 3 023 0 0,00 0 0
47 1 1 550 0 0,00 0 0
48 0 0 0 0,00 6 041 469 1 678,2
Total W
3 832 100,0 6 048 000 1 680
a
−10 raises and lowers; pinion at 35,2 r/min assumes 1 raise and lower per week.

4.3 General calculation of service life
The calculated service life is based on the theory that every load cycle (every revolution) is damaging to the
gear. The amount of damage depends on the stress level and can be considered as zero for lower stress
levels.
The calculated bending or pitting fatig
...

NORME ISO
INTERNATIONALE 6336-6
Première édition
2006-08-15
Calcul de la capacité de charge
des engrenages cylindriques à dentures
droite et hélicoïdale —
Partie 6:
Calcul de la durée de vie en service sous
charge variable
Calculation of load capacity of spur and helical gears —
Part 6: Calculation of service life under variable load

Numéro de référence
©
ISO 2006
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Publié en Suisse
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Sommaire Page
Avant-propos. iv
1 Domaine d'application. 1
2 Références normatives . 1
3 Termes, définitions, symboles et termes abrégés . 1
4 Généralités . 1
4.1 Facteurs d'application. 1
4.2 Détermination des spectres de charge et de contrainte. 1
4.3 Calcul général de la durée en service. 4
4.4 Règle de Palmgren-Miner. 5
5 Calcul conforme à l'ISO 6336 de la résistance en service sur la base d'un calcul de
résistance d'un étage simple de réduction . 5
5.1 Principes de base . 5
5.2 Calcul des spectres de contrainte . 8
5.3 Détermination des valeurs de résistance à la formation de piqûres et à la flexion. 8
5.4 Détermination des facteurs de sécurité . 8
Annexe A (normative) Détermination du facteur d'application, K , à partir d'un spectre de charge
A
utilisant la couple équivalent T . 10
eq
Annexe B (informative) Valeurs indicatives pour le facteur d'application, K . 15
A
Annexe C (informative) Exemple de calcul de facteur de sécurité à partir d'un spectre de charge
donné . 18
Bibliographie . 24

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 6336-6 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 60, Engrenages, sous-comité SC 2, Calcul de la
capacité des engrenages.
L'ISO 6336 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre général Calcul de la capacité de charge
des engrenages cylindriques à dentures droite et hélicoïdale:
⎯ Partie 1: Principes de base, introduction et facteur généraux d'influence
⎯ Partie 2: Calcul de la résistance à la pression de contact (piqûre)
⎯ Partie 3: Calcul de la résistance à la flexion en pied de dent
⎯ Partie 5: Résistance et qualité des matériaux
⎯ Partie 6: Calcul de la durée de vie en service sous charge variable

iv © ISO 2006 – Tous droits réservés

NORME INTERNATIONALE ISO 6336-6:2006(F)

Calcul de la capacité de charge des engrenages cylindriques
à dentures droite et hélicoïdale —
Partie 6:
Calcul de la durée de vie en service sous charge variable
1 Domaine d'application
La présente partie de l'ISO 6336 spécifie les informations et normalise les conditions de calcul de la durée de
vie en service (ou des coefficients de sécurité pour une durée de vie exigée) d'engrenages soumis à des
conditions de chargement variables. Bien que cette méthode soit présentée avec les conventions de
l'ISO 6336, elle peut être facilement appliquée de la même manière à d'autres méthodes de calcul de
dimensionnement.
2 Références normatives
Les documents de référence 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 1122-1:1998, Vocabulaire des engrenages — Partie 1: Définitions géométriques
ISO 6336-1:2006, Calcul de la capacité de charge des engrenages cylindriques à dentures droite et
hélicoïdale — Partie 1: Principe de base, introduction et facteurs généraux d'influence
ISO 6336-2:2006, Calcul de la capacité de charge des engrenages cylindriques à dentures droite et
hélicoïdale — Partie 2: Calcul de la résistance à la pression de contact (piqûres)
ISO 6336-3:2006, Calcul de la capacité de charge des engrenages cylindriques à dentures droite et
hélicoïdale — Partie 3: Calcul de la résistance à la flexion en pied de dent
3 Termes, définitions, symboles et termes abrégés
Pour les besoins du présent document, les termes, les définitions, les symboles et les termes abrégés donnés
dans l'ISO 1122-1 et dans l’ISO 6336-1 s'appliquent.
4 Généralités
4.1 Facteurs d'application
Au cas où aucun spectre de charge n'est disponible, les facteurs d'application tirés de l'expérience avec des
machines similaires peuvent être utilisés, en fonction du mode de fonctionnement des machines menantes et
menées à la place du calcul de la résistance en service.
Voir l'Annexe B pour des tableaux sur K .
A
4.2 Détermination des spectres de charge et de contrainte
Les charges variables résultantes d'un processus de fonctionnement, d'un processus de démarrage ou d'une
utilisation sur ou proche d'une vitesse critique vont créer des variations de contrainte pour les dentures du
système d'entraînement. L'amplitude et la fréquence de ces charges dépendent de la (ou des) machines(s)
menée(s), de la (ou des) machine(s) menante(s) ou de l'entraînement ou du (ou des) moteur(s) et des
propriétés élastiques du système.
Ces charges variables (contraintes) peuvent être déterminées par une ou plusieurs des procédures indiquées:
a) mesure expérimentale des charges de fonctionnement sur la machine en question,
b) estimation du spectre, s'il est connu pour une machine similaire ayant un mode de fonctionnement
similaire, et
c) calcul en simulant le système d'entraînement, par une excitation extérieure connue et des élasticités
reliées à des masses, de préférence suivi d'essai expérimental afin de valider le calcul.
Pour obtenir le spectre de charge pour le calcul des détériorations de fatigue, la gamme des charges
mesurées (ou calculées) est divisée en catégories ou classes. Chaque catégorie contient le nombre
d'occurrences de charge enregistrées dans sa gamme de charges. Le nombre de catégories, habituellement
utilisé, est 64. Ces catégories peuvent être de taille identique, mais il est préférable d'utiliser des catégories
de taille plus grandes aux charges les plus faibles et des catégories de charge plus petites aux charges les
plus hautes de la gamme. De cette façon, les charges les plus détériorantes sont limitées au moins de cycles
de contrainte calculés et les engrenages en résultant peuvent être plus petits. On recommande qu'une
catégorie de charge nulle soit incluse ainsi le temps total utilisé pour évaluer les engrenages correspond à la
durée en service de conception. Pour la cohérence, la méthode de présentation habituelle doit associer le
couple le plus haut avec la plus faible des catégories numérotées, tel que les conditions les plus détériorantes
apparaissent en haut de n'importe quelle tableau.
Le comptage du cycle pour la catégorie de charge correspondant à la vapeur de charge pour la dent la plus
chargée est incrémenté à chaque répétition de charge. Le Tableau 1 indique à l'aide d'un exemple comment
appliquer les catégories de couples définies dans le Tableau 2 aux niveaux de couple spécifiques et aux
nombres de cycles correspondants.
Tableau 1 — Catégories de couples/nombre de cycles — Exemple: catégories 38 et 39
(voir Tableau 2)
Catégorie de couple, T
i
Nombre de cycles, n
. i
N m
11 620 u T u 12 619 n = 237
38 38
10 565 u T u 11 619 n = 252
39 39
Les couples utilisés pour évaluer le chargement de la dent doivent inclure les effets dynamiques aux
différentes vitesses de rotation.
Ce spectre n'est valable que pour la durée mesurée ou évaluée. Si le spectre est extrapolé pour représenter
la durée de vie souhaitée, la possibilité qu'il puisse y avoir des pointes de couple pas assez fréquentes pour
avoir été enregistrées dans ce spectre mesuré doit être prise en considération. Ces pointes passagères
peuvent avoir un effet sur la durée de vie de l'engrenage. Cependant, la durée de vie évaluée peut être
étendue pour recueillir les crêtes de charge extrêmes.
Les spectres de contrainte concernant la flexion ou les phénomènes de contact peuvent être obtenus à partir
de spectre de charge (couple).
La résistance au grippage doit être calculée à partir de la plus mauvaise combinaison de vitesse et de charge.
L'usure est une détérioration continue du flanc de la dent et doit être considérée séparément.
Les contraintes en pied de dent peuvent également être mesurées au moyen de jauges de contrainte dans le
profil de raccordement en pied de dent. Dans ce cas, il convient que les facteurs de corrections d'efforts
soient pris en compte en utilisant les résultats des mesures. Les contraintes de contact correspondantes
peuvent être calculées à partir des mesures.
2 © ISO 2006 – Tous droits réservés

Tableau 2 — Exemple de spectre de couple (avec des catégories de taille différentes
afin de réduire le nombre de catégories (voir Annexe C)
Données Pignon
a
Temps
Couple
a
Catégorie n° min. max. Cycles de charge
.
N m % s h
1 25 502 25 578 0 0,00 % 0 0
2 25 424 25 501 0 0,00 % 0 0
3 25 347 25 423 14 0,37 % 24 0,006 7
4 25 269 25 346 8 0,21 % 14 0,003 9
5 25 192 25 268 5 0,13 % 9 0,002 5
6 25 114 25 191 8 0,21 % 14 0,003 9
7 25 029 25 113 16 0,42 % 28 0,007 8
8 24 936 25 028 8 0,21 % 14 0,003 9
9 24 835 24 935 5 0,13 % 9 0,002 5
10 24 727 24 834 11 0,29 % 19 0,005 3
11 24 610 24 726 16 0,42 % 28 0,007 8
12 24 479 24 609 19 0,50 % 33 0,009 2
13 24 331 24 478 14 0,37 % 24 0,006 7
14 24 168 24 330 14 0,37 % 24 0,006 7
15 23 990 24 168 11 0,29 % 19 0,005 3
16 23 796 23 989 15 0,39 % 26 0,007 2
17 23 579 23 796 31 0,81 % 52 0,014 4
18 23 339 23 579 28 0,73 % 47 0,013 1
19 23 076 23 338 36 0,94 % 62 0,017 2
20 22 789 23 075 52 1,36 % 88 0,024 4
21 22 479 22 788 39 1,02 % 66 0,018 3
22 22 138 22 478 96 2,51 % 163 0,045
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