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蜗轮蜗杆减速机加载试验方法
1主题内容与适用范围
本标准规定了传递动力用蜗轮蜗杆减速机（以下简称蜗杆减速器）加载试验的一般要求、试验台与测试装置、加载试验方法及数据处理等。
本标准适用于蜗杆减速器的产品定型及质量鉴定、科研样机的整机加载性能试验。被试的减速器的蜗杆转速不超过1500r/min，蜗杆副啮合的平均滑动速度不超过17m/s。
2引用标准
GB 6404齿轮装置噪声声功率测定方法
GB 8543验收试验中齿轮装置机械振动的测定
3试验件的一般要求
3.1试验件为待出厂的产品或样机。试验（或抽样）台数按试验目的及相应要求决定。
3.2主要零件的材料、热处理、机械加工等均应符合规定的技术要求。经检验合格并有检查记录。必要时在试验前核查生产检验记录或抽检其主要项目。
4试验台及测试装置
4.1加载试验台
试验台的驱动与加载方式，应优先采用能耗教低的液压或电加载的功率流封闭式。对试验台的主要要求：加载转矩和转速稳定，波动应不超过5％；运转中根据要求能够加载卸载，运转平稳。
4.2负载与转速测量仪器
仪器仪表类型、规格、量程、酒精应与试验要求相适应，测试项目为加载转矩（功率）、转速，测试误差应不超过读数的1％。优先采用转矩转速传感器与转矩转速测量仪。应在被试减速器的输入、输出轴端各装一台传感器，直接测量试样（仅附加联轴器）的输入、输出转矩（功率）、转速如图1。
4.3安装调试
全部试验装置（不包括电控电源设备）应安装在同一（或组合）平台上，要求各部件找水平、对中，系统运转灵活。先进行静调零，调零后允许仪器转矩显示值多位读数的前几位均为零，末位数不大于4。
脱开联轴器6（见图1），可测定试件5的空载转矩。
4.4温度、噪声、振动的测试仪器
减速器的油池温度和轴承温度的测试，应采用经质量部门鉴定合格、量程为150℃的半导体点温计或数字式温度计。
噪声仪和测试方法应符合GB6404的规定。
振动测试仪器和测试方法应符合GB8543的规定。
 5加载试验方法及数据处理
5.1试验项目、步骤、方法
一般应按表1项目进行。对于根据用户要求生产的样机或小批量减速器，允许制造厂和用户根据特定试验目的选择表1中的若干项进行，或商议特殊的加载试验方法项目。
表1
允许用工业应用试验代替疲劳寿命试验。但工业应用实际负荷必须达到额定负荷的50％以上，并应有准确的日记录，切应使蜗轮齿面单向承载时的应力循环次数达5×106次。
5.2试验数据采集
试验中采集的数据包括：加载转矩（功率）、转速、噪声、振动、温度、时间、齿面接触斑点等。
至少每半小时采集一次的数据有输入与输出转速、输入与输出转矩（功率）、润滑油温、室温。从数显仪上采集数据或打印机取数。转速、转矩、功率值应每次至少采集5组数据，同时记下采集数据的时间。
减速器的振动应在每个负荷挡次，每个转速挡次测定一次，并记录振动值及相应的负荷、速度与时间。
减速器的噪声应在空载状态下每个转速挡次进行测定，并记录相应的噪声值与转速。
齿面的磨损、点蚀、胶合、断裂及接触斑点的变化，至少每日观察记录一次。试验正常，齿面无损伤时，记录时间间隔可放长，反之齿面已出现损伤，记录时间间隔应缩短。
蜗杆、轴、轴承与机体在试验中出现的不正常现象、损伤及试验用润滑油的种类与牌号均应记录。
5.3数据处理
5.3.1试验数据处理前，对其中的异常值应分析原因并慎重处理。
5.3.2计算转矩、转速的平均值
a. 求每次采集数据的平均值按式（1）、式（2）：
 式中：
 ——每次采集数据的转矩平均值，N·m；Ti—每组数据中的转矩值，N·m；
K—每次采集数据的组数
 ——每次采集数据的转速平均值，r/minni—每组数据中的转速值，r/min
b. 求每级负荷的平均值，按式（3）、式（4）：
 式中：TO—每级负荷的转矩平均值，N·m；
 ——每级负荷的转速平均值，r/minm—每级负荷采集数据的次数。5.3.3 减速器的总效率按式（5）计算。
 式中：η——减速器传动总效率；
T2—一次采集输出转矩的平均值，；
 ——与 同时采集的输入转矩的平均值，N·m；i—减速器传动比；
ηL—减速器输入、输出轴端联轴器的总效率，且7t—礼n；
ηrL—输入轴端联轴器的效率；
ηcL—输出轴端联轴器的效率。
按500，750，1000，1500r/min或额定转速。描绘与25％，50％，75％，100％额定负荷对应的效率曲线，取纵坐标为效率值，横坐标为载荷值。
5.3.4温升计算与温度限额
a. 温升计算与温度限额按式（6）计算：
Δt=t-t0 (6)
式中：Δt—油池温升
t—油池温度
t0——试验室温度
减速器采用专用蜗轮蜗杆油润滑时，允许最高工作油温为100℃。
b. 描绘温升曲线
在给定转速及负荷下，以时间L为横坐标，温升Δt为纵坐标描绘减速器和温升曲线。
5.3.5负荷性能试验、寿命试验时蜗轮单向承载时的应力循环次数的计算
计算应力循环次数时可以计入低于或加速寿命试验中高于额定负荷的应力循环次数，但必须折算为目当额定负荷下的应力循环次数，一般可按式（7）计算：
 式中：Nd—相当应力循环数，次
N—额定负荷下的应力循环数，次
T2i—输出轴上低于或高于额定转矩的转矩，N·m
T2——额定输出转矩，N·m
Ni—对应T2i的应力循环次数，次
N=60n2L
Ni=60n2iLi
K—低于或高于额定转矩的转矩个数；
n2——对应于丁：的转速，r/min
n2i——对应于T2i的转速，r/min
L—对应于T2的试验时间，h
Li—对应于T2i的试验时间，h。
5.3.6疲劳寿命试验或工业应用试验合格指标
在额定负荷下经疲劳寿命试验或工业应用试验的减速器，其合格指标为：
a.蜗轮、蜗杆与各机件应不出现裂纹与折断现象；
b.蜗轮轮齿磨损量应不超过齿厚的1/4；
c.蜗轮工作齿面点蚀、剥落或胶合面积，单个齿面应不大于40％，各工作面之和应不大于30％；
d.工作油温应不超过规定值。
6试验报告
试验报告一般包括下列内容：
a.试验目的与内容；
b.试验件型号、主要技术参数及性能指标；
c.试验台的基本结构、原理与测试装置；
d.试验程序；
e.试验采集数据、表格或曲线；
f.试验结果及分析；
g.结论及建议 |
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