• DIN 3990-4:1987-12

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    CALCULATION OF LOAD CAPACITY OF CYLINDRICAL GEARS; CALCULATION OF SCUFFING LOAD CAPACITY

    Available format(s):  Hardcopy, PDF

    Language(s):  German

    Published date:  01-01-1987

    Publisher:  German Institute for Standardisation (Deutsches Institut für Normung)

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    Table of Contents - (Show below) - (Hide below)

    1 Anwendungsbereich und Zweck
      1.1 Allgemeines
      1.2 Fressschäden und Sicherheitsfaktor
    2 Zeichen, Benennungen und Einheiten
    3 Integraltemperatur-Verfahren
      3.1 Grundgleichung der Integraltemperatur vertikaler
           theta[int]
      3.2 Blitztemperatur im Kopfeingriffspunkt E
           des Ritzels vertikaler theta[fla E]
      3.3 Massentemperatur vertikaler theta[M]
      3.4 Massgebende Umfangskraft
           je Einheit Zahnbreite omega[Bt]
      3.5 Mittlere örtliche Reibungszahl mu[my], mu[mc]
      3.6 Blitzfaktor X[M]
      3.7 Geometriefaktor für den Ritzelzahnkopf X[BE]
      3.8 Winkelfaktor X[alpha beta]
      3.9 Eingriffsfaktor X[Q]
      3.10 Kopfrücknahmefaktor X[Ca]
      3.11 Überdeckungsfaktor X[epsilon]
      3.12 Zulässige Integraltemperatur vertikaler theta[int P]
      3.13 Rechnerische Fresssicherheit
           für die Integraltemperatur S[int S]
      3.14 Fress-Integraltemperatur vertikaler theta[int S]
      3.15 Relativer Gefügefaktor X[W rel T]
      3.16 Näherungswerte der Massen- und
           Blitztemperatur aus Testergebnissen
    4 Blitztemperatur-Verfahren
      4.1 Grundgleichung der Kontakttemperatur vertikaler
           theta[B]
      4.2 Grundgleichung der Blitztemperatur Vertikaler
           theta[fla]
      4.3 Massentemperatur Vertikaler theta[M]
      4.4 Massgebende Umfangskraft
           je Einheit Zahnbreite omega[Bt]
      4.5 Parameter T auf der Eingriffslinie
      4.6 Mittlere örtliche Reibungszahl mu[my]
      4.7 Blitzfaktor X[M]
      4.8 Geometriefaktor X[B]
      4.9 Winkelfaktor X[alpha beta]
      4.10 Kraftaufteilungsfaktor X[T]
      4.11 Maximalwert der Kontakttemperatur vertikaler
           theta[B max]
      4.12 Zulässige Kontakttemperatur vertikaler theta[BP]
      4.13 Rechnerischer Sicherheitsfaktor
           für die Kontakttemperatur S[B]
      4.14 Fresstemperatur vertikaler theta[S]
      4.15 Relativer Gefügefaktor X[w rel T]
      4.16 Näherungswerte der Massen- und
           Blitztemperatur aus Testergebnissen

    Abstract - (Show below) - (Hide below)

    Diese Norm enthält Grundgleichungen für die Berechnung der Fresstragfähigkeit (Warmfressen) von ölgeschmierten Gerad-, Schräg- und Doppelschräg-Stirnrädern mit Evolventenflanken. Bei pfeilverzahnten Stirnrädern wird davon ausgegangen, dass die Umfangskraft gleichmässig auf beide Schrägungswinkel aufgeteilt wird. Anderenfalls, zum Beispiel bei Angriff äusserer Axialkräfte, muss dies in der Berechnung berücksichtigt werden. Die beiden Schrägungswinkel sind dann wie zwei nebeneinander liegende Schrägstirnräder zu behandeln. Diese Norm beinhaltet die quantitative Abschätzung von Einflussgrössen auf die Fresstragfähigkeit. Die Gleichungen gelten für Stirnräder mit Aussen- und Innenverzahnung mit Bezugsprofil nach ISO 53 - 1974. Sie können näherungsweise auch auf Verzahnungen mit anderen Bezugsprofilen bis zu einer Profilüberdeckung epsilon[alpha n] = 2,5 angewendet werden. Die Berechnungsverfahren stützen sich auf Ergebnisse aus Versuchen in Zahnradlaufprüfständen mit Umfangsgeschwindigkeiten unter 80 m/s. Wenn die Gleichungen für höhere Geschwindigkeitsbereiche angewendet werden, muss mit einer zunehmenden Unsicherheit gerechnet werden. Diese Unsicherheit resultiert aus der Berechnung der Massentemperatur, die über der Zahnbreite nicht konstant ist, sondern einen sehr komplizierten Verlauf aufweist. Hier müssen die speziellen Erfahrungen der verschiedenen Zahnradhersteller einbezogen werden. Diese angegebenen Gleichungen dürfen nicht für die Bestimmung anderer Arten von Zahnschäden, wie zum Beispiel Kaltfressen, plastische Verformung, Adhäsionsverschleiss usw. (vergleiche DIN 3979), benutzt werden. Weitere Einschränkungen siehe Abschnitte 3 und 4. Das mit vorliegender Norm erfasste 'Warmfressen' mit charakteristischen Verschleiss- und Fressriefen (Bild 1.1a) tritt überwiegend bei hohen Geschwindigkeiten und grossen Drehmomenten auf. Das 'Kaltfressen' (Bild 1.1b) wird vornehmlich bei niedrigen Umfangsgeschwindigkeiten - unter Äquivalent zu 4 m/s - bei vergüteten Zahnrädern geringer Qualität beobachtet und kann nicht mit einem der beschriebenen Verfahren erfasst werden. Ein einmal eingeleiteter Fressschaden führt zu starken Flankenbeschädigungen, einem Ansteigen der Temperatur, der Verlustleistung, der dynamischen Zahnkräfte, des Geräusches und des Verschleisses. Das kann zum Zahnbruch führen, wenn die Betriebsbedingungen nicht geändert werden. Wenn ein Fressschaden durch eine kurzzeitige Überlastung verursacht wird, der eine sofortige Lastverringerung folgt, so kann sich die Flanke in gewissem Mass wieder glätten - der Schaden ausheilen. Die verbleibenden Flankenschäden bewirken jedoch ebenfalls einen Anstieg der Verlustleistung, der dynamischen Zahnkräfte und des Geräusches. In den meisten Fällen kann die Fresstragfähigkeit durch die Verwendung von höherlegiertem EP-Öl gesteigert werden. Jedoch sollen einige Nachteile der EP-Öle - Kupferkorrosion, Versprödung von Dichtungen, keine weltweite Verfügbarkeit usw. - beachtet werden, um eine optimale Schmierstoffauswahl zu treffen, das heisst so wenig Additiv, wie möglich, so viel Additiv, wie nötig. Aufgrund der stetigen Änderung verschiedener Parameter, der Komplexität der chemischen Eigenschaften und der thermo-hydroelastischen Vorgänge im instationären Kontakt muss mit Streuungen der Ergebnisse gerechnet werden. Im Gegensatz zur Grübchenbildung und zum Dauerbruch, die ein ausgeprägtes Zeitfestigkeitsgebiet aufweisen, kann bereits eine einzige, kurze Überlastung zum Fressschaden und somit zum Ausfall der Zahnräder führen. Diese Überlegungen sind bei der Wahl eines angemessenen Sicherheitsfaktors für das betreffende Zahnrad zu berücksichtigen. Allgemeine Gesichtspunkte, die bei der Wahl des Sicherheitsfaktors zu beachten sind, siehe DIN 3990 Teil 1, Ausgabe 12.87, Abschnitt 1.2.

    General Product Information - (Show below) - (Hide below)

    Development Note Supersedes DIN 3990-7, DIN 3990-8 and DIN 3990-10 (07/2002)
    Document Type Standard
    Publisher German Institute for Standardisation (Deutsches Institut für Normung)
    Status Current
    Supersedes

    Standards Referenced By This Book - (Show below) - (Hide below)

    DIN 3995-6:1963-08 STRAIGHT EXTERNAL SPUR GEARS IN THE 05 SYSTEM, CHORD OF THE PITCH CIRCLE BETWEEN THE FLANKS OF A TOOTH AND CHORDAL HEIGHT
    DIN ISO 14635-2:2010-01 Gears - FZG test procedures - Part 2: FZG step load test A10/16, 6R/120 for relative scuffing load-carrying capacity of high EP oils (ISO 14635-2:2004)
    DIN 3990-3:1987-12 CALCULATION OF LOAD CAPACITY OF CYLINDRICAL GEARS; CALCULATION OF TOOTH STRENGTH
    DIN 3990-21:1989-02 CALCULATION OF LOAD CAPACITY OF CYLINDRICAL GEARS; APPLICATION STANDARD FOR HIGH SPEED GEARS AND GEARS OF SIMILAR REQUIREMENT
    11/30210938 DC : 0 BS EN 61400-4 - WIND TURBINES - PART 4: DESIGN REQUIREMENTS FOR WIND TURBINE GEARBOXES
    DIN 3995-7:1963-08 STRAIGHT EXTERNAL SPUR GEARS IN THE 05 SYSTEM, CONTACT RATIO
    DIN 3994:1963-08 ADDENDUM MODIFICATION OF STRAIGHT SPUR GEARS IN THE 05 SYSTEM - INTRODUCTION
    03/314803 DC : DRAFT SEP 2003 ISO 6336-2 - CALCULATION OF LOAD CAPACITY OF SPUR AND HELICAL GEARS - PART 2: CALCULATION OF SURFACE DURABILITY (PITTING)
    I.S. EN 61400-4:2013 WIND TURBINES - PART 4: DESIGN REQUIREMENTS FOR WIND TURBINE GEARBOXES (IEC 61400-4:2012 (EQV))
    DIN 3990-2:1987-12 CALCULATION OF LOAD CAPACITY CYLINDRICAL GEARS; CALCULATION OF PITTING RESISTANCE
    DIN 3990-41:1990-05 CALCULATION OF LOAD CAPACITY OF CYLINDRICAL GEARS; APPLICATION STANDARD FOR VEHICLE GEARS
    DIN 51354-2:1990-04 TESTING OF LUBRICANTS; FZG GEAR TEST RIG; METHOD A/8.3/90 FOR LUBRICATING OILS
    DIN 3995-3:1963-08 STRAIGHT EXTERNAL SPUR GEARS IN THE 05 SYSTEM, TIP DIAMETER
    DIN 3990-11:1989-02 CALCULATION OF LOAD CAPACITY OF CYLINDRICAL GEARS; APPLICATION STANDARD FOR INDUSTRIAL GEARS; DETAILED METHOD
    UNE-EN 61400-4:2013 Wind turbines - Part 4: Design requirements for wind turbine gearboxes
    03/314804 DC : DRAFT SEP 2003 BS ISO 6336-3 - CALCULATION OF LOAD CAPACITY OF SPUR AND HELICAL GEARS - PART 3: CALCULATION OF TOOTH BENDING STRENGTH
    DIN 3995-2:1963-08 STRAIGHT EXTERNAL SPUR GEARS IN THE 05 SYSTEM, ROOT DIAMETER
    DIN 19704-1:2014-11 HYDRAULIC STEEL STRUCTURES - PART 1: CRITERIA FOR DESIGN AND CALCULATION
    DIN 3995-5:1963-08 STRAIGHT EXTERNAL SPUR GEARS IN THE 05 SYSTEM, GAUGE DISTANCE OVER BALLS FOR DETERMINATION OF TOOTH THICKNESS
    DIN 3995-4:1963-08 STRAIGHT EXTERNAL SPUR GEARS IN THE 05 SYSTEM, BASE TANGENT LENGTH
    DIN 3990-5:1987-12 CALCULATION OF LOAD CAPACITY OF CYLINDRICAL GEARS; ENDURANCE LIMITS AND MATERIAL QUALITIES
    DIN ISO 14635-3:2011-08 Gears - FZG test procedures - Part 3: FZG test method A/2,8/50 for relative scuffing load-carrying capacity and wear characteristics of semifluid gear greases (ISO 14635-3:2005)
    BS EN 61400-4:2013 Wind turbines Design requirements for wind turbine gea
    DIN 3990-1:1987-12 CALCULATION OF LOAD CAPACITY OF CYLINDRICAL GEARS - INTRODUCTION AND GENERAL INFLUENCE FACTORS
    CEI EN 61400-4 : 2013 WIND TURBINES - PART 4: DESIGN REQUIREMENTS FOR WIND TURBINE GEARBOXES
    DIN 3995-8:1963-08 STRAIGHT EXTERNAL SPUR GEARS IN THE 05 SYSTEM, SLIDING SPEED AT TOOTH TIP
    DIN 3995-1:1967-05 STRAIGHT EXTERNAL SPUR GEARS IN THE 05 SYSTEM, CENTRE DISTANCES AND PRESSURE ANGLES ON THE PITCH CIRCLE
    EN 61400-4 : 2013 WIND TURBINES - PART 4: DESIGN REQUIREMENTS FOR WIND TURBINE GEARBOXES (IEC 61400-4:2012)

    Standards Referencing This Book - (Show below) - (Hide below)

    DIN 3990-1:1987-12 CALCULATION OF LOAD CAPACITY OF CYLINDRICAL GEARS - INTRODUCTION AND GENERAL INFLUENCE FACTORS
    DIN 3961:1978-08 TOLERANCES FOR CYLINDRICAL GEAR TEETH; BASES
    DIN 51354-1:1990-04 TESTING OF LUBRICANTS; FZG GEAR TEST RIG; GENERAL WORKING PRINCIPLES
    DIN 51354-2:1990-04 TESTING OF LUBRICANTS; FZG GEAR TEST RIG; METHOD A/8.3/90 FOR LUBRICATING OILS
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