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1范圍

本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了圓柱齒輪減速器加載試驗和數(shù)據(jù)處理方法，同時也規(guī)定了對試驗件、測試裝置的要求。

本標(biāo)準(zhǔn)主要適用于漸開線齒形圓柱齒輪減速器科研樣機（新產(chǎn)品開發(fā)樣機）、產(chǎn)品質(zhì)量認證、產(chǎn)品出廠驗收時的加載試驗。被試減速器的高速軸轉(zhuǎn)速不超過1500r/min，齒輪圓周速度不超過20m/s。

2引用標(biāo)準(zhǔn)

下列標(biāo)準(zhǔn)所包含的條文，通過在本標(biāo)準(zhǔn)中引用而構(gòu)成為本標(biāo)準(zhǔn)的條文。本標(biāo)準(zhǔn)出版時，所示版本均為有效。所有標(biāo)準(zhǔn)都會被修訂，使用本標(biāo)準(zhǔn)的各方應(yīng)探討使用下列標(biāo)準(zhǔn)最新版本的可能性。

GB/T6404—1986  齒輪裝置噪聲聲功率級測定方法

GB/T8543—1987  驗收試驗中齒輪裝置機械振動的測定

GB/T10095—1988  漸開線圓柱齒輪精度

3試驗件的要求

3.1試驗件及其數(shù)量的一般規(guī)定

試驗件為待出廠產(chǎn)品或樣機，試驗臺數(shù)由試驗項目的和要求決定，不應(yīng)有其他限制。

3.2試驗件的材質(zhì)，加工精度

主要零件的材料、熱處理、機械加工應(yīng)合格并有檢查記錄。必要時在試驗前核查生產(chǎn)檢驗記錄或抽檢其重要項目。

4測試裝置的要求

4.1加載試驗臺

試驗的驅(qū)動與加載方式及其不受限制。開式試驗臺見圖1a），封閉功率流式試驗臺見圖1b)。優(yōu)先采用能耗較低的封閉功率流式。加載轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速穩(wěn)定，波動不應(yīng)超過1％。運轉(zhuǎn)中能進行加載和卸載。

4.2負載與轉(zhuǎn)速測試儀器

儀器儀表類型不限，但其規(guī)格、量程、精度應(yīng)與試驗相適應(yīng)。測試項目為加載轉(zhuǎn)矩（功率）、轉(zhuǎn)速，測試精度不超過讀數(shù)的1％。優(yōu)先采用轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器與轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速測量儀，并應(yīng)在被試驗的減速器的輸入、輸出端各裝有一臺傳感器，直接測定試件（僅附加聯(lián)軸器）的輸入輸出轉(zhuǎn)矩（功率）、轉(zhuǎn)速，如圖1a)與圖1b)。

4.3安裝調(diào)試

全部試驗裝置（不包括電控電源設(shè)備）應(yīng)裝在同一（或組合）平臺上。要求各部件找水平、對中系統(tǒng)運轉(zhuǎn)靈活。先進行靜調(diào)零，然后進行動調(diào)零。調(diào)改儀器轉(zhuǎn)矩顯示值多位讀數(shù)的前幾位均應(yīng)為零，末位數(shù)不大于4。

脫開聯(lián)軸器8（見圖1），可測定試件2的空載轉(zhuǎn)矩。

5負載試驗的溫度、噪聲、振動測試儀器要求

減速器油池和軸承溫度測定可采用經(jīng)計量部門鑒定合格的量程到150 C的溫度計。

噪聲儀和測試方法應(yīng)符合GB/T6404的規(guī)定。

振動測試儀器和測試方法應(yīng)符合GB/T8543的規(guī)定。

6減速器的加載試驗

6.1試驗項目、步驟、方法

6.1.1科研樣機（新產(chǎn)品開發(fā)樣機）試驗

一般應(yīng)按表1進行試驗。

表1

分類		項目		說明
序號	名稱	序號	內(nèi)容
Ⅰ	空載試驗	1 2 3 4	在額定轉(zhuǎn)速下，正、反兩向運輸不小于 1h。 要求： 各連接件、緊固件不松動； 各密封處接合處不漏油、不滲油； 運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，無沖擊； 潤滑充分，檢查軸承和油池溫度
Ⅱ	負荷性能試驗	5 6 7 8 9 10	在空載試驗合格后，進行熱功率測試。 在額定轉(zhuǎn)速下，逐級加載試驗，每級載 荷試驗達到油溫平衡1h后再增加一級 (約20％額定負荷)，直到平衡溫度達到 潤滑油允許的最高溫度為止。然后進 行機械功率（機械強度）試驗，在額定轉(zhuǎn) 速和轉(zhuǎn)矩下高速齒輪每齒應(yīng)力循環(huán)數(shù) N≥3×106次。要求規(guī)定： 轉(zhuǎn)矩（或功率）； 效率； 軸承與油池溫度、溫升； 噪聲，振動； 齒面接觸率，齒輪損壞情況	熱功率（即在一定潤滑冷卻條件 下減速器油溫不超過允許最高平 衡油溫時的功率）試驗的潤滑冷 卻措施，應(yīng)符合其熱功率表要求。 機械功率試驗時可采取任意冷卻 措施
Ⅲ	超載試驗	11	在額定轉(zhuǎn)速下 120％額定負荷，運轉(zhuǎn)1min； 150％額定負荷，運轉(zhuǎn)1min； 180％額定負荷，運轉(zhuǎn)0.5min； 檢驗齒輪及其他機件損壞情況	超載試驗應(yīng)在起動以后加載，卸 載以后制動
Ⅳ	齒面接觸疲勞壽命試驗	12	在額定負荷下，高速齒輪的應(yīng)力循環(huán)數(shù)： 調(diào)質(zhì)齒輪、淬火輪為5×107次，氮化 齒輪為2×106次。 檢驗項目與5～11項同	測試齒面接觸疲勞壽命

對于輸出轉(zhuǎn)矩T₂＞10t·m的減速器驗收，負荷試驗的加載轉(zhuǎn)矩（功率），允許用戶與制造廠協(xié)商確定。

允許用工業(yè)應(yīng)用試驗代替疲勞壽命試驗，但工業(yè)應(yīng)用實際負荷必須達到額定負荷，并有準(zhǔn)確的日記錄，試驗時間不小于3600h。

6.1.2產(chǎn)品質(zhì)量認證試驗

產(chǎn)品質(zhì)量鑒定、認證試驗按表1中序號Ⅰ～Ⅲ各項目進行試驗。齒面接觸疲勞壽命試驗可免做。

6.1.3產(chǎn)品出廠、驗收試驗

一般應(yīng)進行表1中序號Ⅰ～Ⅲ各項試驗，但負荷性能試驗與超載試驗允許按實用負荷加載，且負荷試驗運轉(zhuǎn)時間允許以達到溫度平衡為止，不需N≥3×10⁶次。批量生產(chǎn)時允許抽樣試驗，抽樣數(shù)不小于批量的10％。如抽樣試驗發(fā)現(xiàn)不合格產(chǎn)品，應(yīng)在抽試10％，仍有不合格產(chǎn)品，應(yīng)全數(shù)試驗。

6.2測試數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)處理

6.2.1數(shù)據(jù)采集

試驗中采集的數(shù)據(jù)包括：加載轉(zhuǎn)矩、功率、轉(zhuǎn)速、溫度、噪聲、振動、齒輪磨損、時間等。

至少每半小時應(yīng)采集一次的數(shù)據(jù)有輸入輸出轉(zhuǎn)速、輸入輸出轉(zhuǎn)矩、功率值、潤滑油溫、軸承溫度、室溫。從數(shù)顯儀上采數(shù)或打字機取數(shù)，轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩、功率值每次至少采集5組數(shù)據(jù)。同時記下采集數(shù)據(jù)時間。

噪聲、振動應(yīng)每個負荷檔次、每個轉(zhuǎn)速檔次測定一次，并記錄噪聲、振動值及相應(yīng)的負荷轉(zhuǎn)速與時間。

齒輪的磨損、點蝕、膠合、裂斷及齒面接觸率的變化，一般至少每日觀察記錄一次。試驗正常，無損傷，記錄時間間隔可較長，反之齒面已出現(xiàn)損傷，記錄時間間隔應(yīng)較短。軸、軸承與機體等在試驗中的不正�，F(xiàn)象、損傷，潤滑油的種類、牌號等均應(yīng)記錄。

6.2.2計算轉(zhuǎn)矩（功率）、轉(zhuǎn)速的平均值

a)求每次采集數(shù)據(jù)的平均值見式（1）、式（2）：

式中：——每次轉(zhuǎn)矩平均值，N·m；

      N——每次轉(zhuǎn)速平均值，r/min；

      K——數(shù)據(jù)組數(shù)；

      T_i——每組數(shù)據(jù)中的轉(zhuǎn)矩值，N·m；

      n_i——每組數(shù)據(jù)中的轉(zhuǎn)速值，r/min；

b)求每級載荷的平均值見式（3）、式（4）：

式中：——每級載荷的轉(zhuǎn)矩平均值，N·m；

      ——每次采集轉(zhuǎn)矩的平均值N·m；

      M——每級載荷采集數(shù)據(jù)的次數(shù)；

      ——每級載荷的轉(zhuǎn)速平均值，r/min；

      ——每次采集轉(zhuǎn)速的平均值，r/min；

6.2.3減速器傳動效率

a)減速器總效率，見式（5）：

試中：η——減速器傳動總效率；

        —一次采集的輸出轉(zhuǎn)矩的平均值，N·m；

        ——與 同時采集的輸入轉(zhuǎn)矩的平均值，N·m；

        i——減速器傳動比；

       η_聯(lián)——減速器輸入、輸出軸頭聯(lián)軸器效率。

b)齒輪嚙合效率（包括潤滑攪油損失），見式（6）：

式中：η_嚙——齒輪嚙合效率；

       η——減速器傳動總效率；

      η_軸承——減速器各軸承總效率

c)描繪效率曲線

按500，750，1000，1500r/min或額定轉(zhuǎn)度描繪25％，50％，75％，100％，110％額定負荷的效率曲線，取縱坐標(biāo)為效率值，橫坐標(biāo)為負荷值。

6.2.4減速器熱功率曲線

以允許最高平衡溫度下的熱功率（kw）為縱坐標(biāo)，以相應(yīng)的轉(zhuǎn)速為橫坐標(biāo)，描繪試驗熱功率與轉(zhuǎn)速關(guān)系曲線圖。

6.2.5負荷性能試驗、疲勞壽命試驗高速齒輪每齒應(yīng)為循環(huán)數(shù)的計算

計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)可計入低于額定負荷下的應(yīng)力循環(huán)數(shù)，但必須折算為相當(dāng)額定負荷下應(yīng)力循環(huán)數(shù)，一般可按式（7）計算：

式中：N_d——相當(dāng)應(yīng)力循環(huán)數(shù)，次

      N——額定負荷下的應(yīng)力循環(huán)數(shù)，次

      T_i——低于額定負荷的負荷，N·m

      N_i——對應(yīng)T_i的應(yīng)力循環(huán)數(shù)，次

      T——額定負荷，N·m

      N=60nial

      N_i=60nial_i

      n_i——額定負荷下高速齒輪的轉(zhuǎn)速r/min

      n_i——T_i對應(yīng)的轉(zhuǎn)速r/min

      a——小齒輪一轉(zhuǎn)每齒的嚙合次數(shù)；

      L——額定負荷下試驗時間，h；

      L_i——T_i對應(yīng)的試驗時間，h。

6.2.6溫升計算與溫度限額，見式（8）：

Δt=t-t₀                                      （8）

式中：Δt——潤滑油（或軸承）的溫升，℃

      t——潤滑油（或軸承）的溫度，℃

      t₀——試驗室室溫，℃

6.3試驗合格指標(biāo)

6.3.1疲勞壽命試驗或工業(yè)應(yīng)用試驗合格指標(biāo)：

在額定負荷下疲勞壽命試驗或工業(yè)應(yīng)用3600h以內(nèi)的減速器，其合格的指標(biāo)為：

a) 齒輪與各機件無斷裂；

b) 齒面無膠合、擦傷；

c) 齒面摩擦、磨損厚度，在齒根附近測量不超過齒輪模數(shù)值的4％。

d) 齒面點蝕面積限額為：

調(diào)質(zhì)齒輪，見式（9）：

V_Ges=V_1Ges+V_­2Ges≤2%                                 (9)

滲碳淬火與氮化齒輪，見式（10）、式（11）：

V_Ges=V_1Ges+V_2Ges≤1%                                (10)

V_F2=4%                                    (11)

式中：V_Ges——對齒輪點蝕面積總和占有效工作面積的百分率；

      V_1Ges、V_2Ges——分別為小、大齒輪點蝕面積總和占各自有效工作齒面積總和的百分率；

      V_E2——齒輪的齒點蝕面積占有效工作齒面積的百分率。

允許出現(xiàn)初期點蝕，初期點蝕可不計入點蝕面積內(nèi)。初期點蝕的特征是收斂性點蝕，點蝕點直徑小于1mm。

e)整機效率η，對齒輪精度等級為GB/T10095的6級和6級以上的減速器，η≥0.980ⁿ，6級以下的為η≥0.975ⁿ，此處n為齒輪傳動級數(shù)。

f)按熱功率或工作功率加載，平衡油溫不高于100℃或溫升不高于80℃。

g) 噪聲≤85dB(A)。

6.3.2產(chǎn)品質(zhì)量鑒定、認證及出廠驗收試驗合格指標(biāo)。

a)齒面硬度高于50HRC且經(jīng)磨削加工的齒輪除允許齒面磨損厚≤0.1mm外，齒輪不得有任何損傷，調(diào)質(zhì)滾齒齒輪允許齒面有個別小點蝕點，磨損厚≤0.1mm，初此以外，齒輪不得有其他損傷。

b)齒面接觸率、齒側(cè)間隙達到設(shè)計要求；

c)各機件完好、無損；

d)效率、油溫、噪聲指標(biāo)與6.3.1所列相同。