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(jī)（新產(chǎn)品開發(fā)樣機(jī)）、產(chǎn)品質(zhì)量認(rèn)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(jī)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(jī)，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(jī)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(yùn)轉(zhuǎn)中能進(jìn)行加載和卸載。
4.2負(fù)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(yùn)轉(zhuǎn)靈活。先進(jìn)行靜調(diào)零，然后進(jìn)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(fù)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(jī)（新產(chǎn)品開發(fā)樣機(jī)）試驗
一般應(yīng)按表1進(jìn)行試驗。
表1
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分類 |
項目 |
說明 |
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序號 |
名稱 |
序號 |
內(nèi)容 |
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Ⅰ |
空載試驗 |
1
2
3
4 |
在額定轉(zhuǎn)速下，正、反兩向運(yùn)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(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，無沖擊；
潤滑充分，檢查軸承和油池溫度 |
|
|
Ⅱ |
負(fù)荷性能試驗 |
5
6
7
8
9
10 |
在空載試驗合格后，進(jìn)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(dá)到油溫平衡1h后再增加一級
(約20％額定負(fù)荷)，直到平衡溫度達(dá)到
潤滑油允許的最高溫度為止。然后進(jìn)
行機(jī)械功率（機(jī)械強(qiáng)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(jī)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(fù)荷，運(yùn)轉(zhuǎn)1min；
150％額定負(fù)荷，運(yùn)轉(zhuǎn)1min；
180％額定負(fù)荷，運(yùn)轉(zhuǎn)0.5min；
檢驗齒輪及其他機(jī)件損壞情況 |
超載試驗應(yīng)在起動以后加載，卸
載以后制動 |
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Ⅳ |
齒面接觸疲勞壽命試驗 |
12 |
在額定負(fù)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(fù)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(fù)荷必須達(dá)到額定負(fù)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(rèn)證試驗
產(chǎn)品質(zhì)量鑒定、認(rèn)證試驗按表1中序號Ⅰ～Ⅲ各項目進(jìn)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(jìn)行表1中序號Ⅰ～Ⅲ各項試驗，但負(fù)荷性能試驗與超載試驗允許按實用負(fù)荷加載，且負(fù)荷試驗運(yùn)轉(zhuǎn)時間允許以達(dá)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(jī)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(fù)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(fù)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(jī)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)；
Ti——每組數(shù)據(jù)中的轉(zhuǎn)矩值，N·m；
ni——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(fù)荷的效率曲線，取縱坐標(biāo)為效率值，橫坐標(biāo)為負(fù)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(fù)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(fù)荷下的應(yīng)力循環(huán)數(shù)，但必須折算為相當(dāng)額定負(fù)荷下應(yīng)力循環(huán)數(shù)，一般可按式（7）計算：
式中：Nd——相當(dāng)應(yīng)力循環(huán)數(shù)，次
N——額定負(fù)荷下的應(yīng)力循環(huán)數(shù)，次
Ti——低于額定負(fù)荷的負(fù)荷，N·m
Ni——對應(yīng)Ti的應(yīng)力循環(huán)數(shù)，次
T——額定負(fù)荷，N·m
N=60nial
Ni=60niali
ni——額定負(fù)荷下高速齒輪的轉(zhuǎn)速r/min
ni——Ti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(fù)荷下試驗時間，h；
Li——Ti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(fù)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(jī)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）：
VGes=V1Ges+V2Ges≤2% (9)
滲碳淬火與氮化齒輪，見式（10）、式（11）：
VGes=V1Ges+V2Ges≤1% (10)
VF2=4% (11)
式中：VGes——對齒輪點蝕面積總和占有效工作面積的百分率；
V1Ges、V2Ges——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；
VE2——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(jī)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(rèn)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(dá)到設(shè)計要求；
c)各機(jī)件完好、無損；
d)效率、油溫、噪聲指標(biāo)與6.3.1所列相同。
