1主題內(nèi)容與適用范圍

本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了機(jī)械無級(jí)變速器（包括與各類傳動(dòng)裝置復(fù)合成一體的機(jī)械無級(jí)變速器以下統(tǒng)稱變速器）試驗(yàn)的一般要求、試驗(yàn)臺(tái)與測試裝置、試驗(yàn)項(xiàng)目與方法、數(shù)據(jù)采集與處理等。

本標(biāo)準(zhǔn)適用于各類變速器的產(chǎn)品定型鑒定、抽樣檢測及新開發(fā)樣機(jī)的試驗(yàn)等。

2引用標(biāo)準(zhǔn)

GB3241聲和振動(dòng)分析用的1/1和1/3倍頻程濾波器

GB3785聲級(jí)計(jì)的電、聲性能及測試方法

ZBY110轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩測量儀

ZBY111轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩傳感器

3試驗(yàn)件的一般要求

3.1試驗(yàn)件從待出廠的產(chǎn)品或樣機(jī)中隨機(jī)抽取。試驗(yàn)臺(tái)數(shù)或抽樣數(shù)按試驗(yàn)?zāi)康募跋鄳?yīng)要求決定。

3.2主要零件的材料、熱處理及加工等均應(yīng)符合規(guī)定的技術(shù)要求。經(jīng)檢驗(yàn)合格并應(yīng)有檢查記錄，必要時(shí)在試驗(yàn)前核查檢驗(yàn)記錄或抽檢其主要項(xiàng)目。

4試驗(yàn)臺(tái)及測試裝置

4.1試驗(yàn)臺(tái)

試驗(yàn)臺(tái)的驅(qū)動(dòng)與加載方式應(yīng)與試驗(yàn)要求相適應(yīng)，對(duì)試驗(yàn)臺(tái)的主要要求：加載轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速穩(wěn)定，其波動(dòng)值應(yīng)小于瞬時(shí)值的3％，運(yùn)轉(zhuǎn)中根據(jù)要求能加載、卸載、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)。

4.2負(fù)載、轉(zhuǎn)速及溫度的測試儀器

測試負(fù)載、轉(zhuǎn)速的儀器儀表類型、規(guī)格、量程、精度與試驗(yàn)要求相適應(yīng)。測試項(xiàng)目為

轉(zhuǎn)矩（功率）、轉(zhuǎn)速，測試誤差不得超過讀數(shù)的1％。優(yōu)先選用ZBY111規(guī)定的轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器與ZBY110規(guī)定的轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速測量儀。一般應(yīng)在被試變速器的輸入、輸出軸端各裝一臺(tái)傳感器，直接測量被試件（僅附加聯(lián)軸器）的輸入、輸出轉(zhuǎn)矩（功率）、轉(zhuǎn)速。對(duì)電機(jī)直聯(lián)型變速器，在已知電機(jī)特性曲線的情況下允許只有在輸出端安裝傳感器。

變速器的油池或箱體溫度應(yīng)采用量程為150C的半導(dǎo)體點(diǎn)溫計(jì)或數(shù)字式溫度計(jì)測定。

4.3安裝調(diào)試

試驗(yàn)裝置應(yīng)安裝在同一（或組合）平臺(tái)上，要求各部件找水平、對(duì)中，系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)靈活。

先進(jìn)行靜調(diào)零，然后進(jìn)行動(dòng)調(diào)零，調(diào)零后允許轉(zhuǎn)矩顯示值多位讀數(shù)的前幾位為零，末位數(shù)不大于4。

4.4噪聲的測試儀器及方法

4.4.1噪聲測試儀器應(yīng)采用GB3785規(guī)定的Ⅰ型或Ⅰ型以上的聲級(jí)計(jì)，亦可采用準(zhǔn)確度相當(dāng)?shù)钠渌麅x器。

4.4.2測試儀器在測量前后必須用精度不低于0.5dB的聲級(jí)校準(zhǔn)器進(jìn)行校準(zhǔn)。

4.4.3被試變速器機(jī)體表面距離墻壁等高大物體至少2m。

4.4.4基本測量表面應(yīng)選用半球測量表面或各面平行于基準(zhǔn)體對(duì)應(yīng)平面的矩形六面體測量表面，一般情況下，基準(zhǔn)體的線性尺度不超過1.0m時(shí)，應(yīng)選用半球測量表面。否則使用矩形六面體測量表面。

4.4.5半球測量表面的測點(diǎn)一般為5點(diǎn)，其中第1至第4測點(diǎn)的高度為250mm，測點(diǎn)的配置按圖1的規(guī)定，測量半徑r按下列情況決定：

a.對(duì)輸出軸中心高或整機(jī)高度的一半為90mm及以下的變速器測量半徑r為0.4m，對(duì)應(yīng)于圖1中的R為0.31m，此時(shí)第5測點(diǎn)可取消。

b.對(duì)輸出軸中心高或整機(jī)高度的一半大于90mm，但不超過1m的變速器，測量半徑r為1m，對(duì)應(yīng)于圖1中的R為0.97m。

4.4.6矩形六面體測量表面上的測點(diǎn)為5點(diǎn)，并應(yīng)按圖2的規(guī)定配置，其中水平面的測點(diǎn)高度應(yīng)為矩形六面體的高度之半，測點(diǎn)與基準(zhǔn)體表面距離d為1m。

4.4.7當(dāng)相鄰兩測點(diǎn)的A計(jì)權(quán)聲壓級(jí)之差為5dB及以上時(shí)，應(yīng)在該兩測點(diǎn)間的測量面上增加測點(diǎn)。

4.4.8當(dāng)測量的聲壓級(jí)與背景噪聲聲壓級(jí)之差小于或等于10dB時(shí)，應(yīng)由表1查得其修正值，并按式（1）計(jì)算。

表1

測量聲壓級(jí)與背景聲聲壓級(jí)之差	＜6	6～8	9～10	＞10
修正值K	測量無效	1.0	0.5	0

式中：——平均A計(jì)權(quán)聲壓級(jí)，dB(A);

      L_PAi——第i測點(diǎn)的A計(jì)權(quán)聲壓級(jí)，dB(A)。

       Ki—第i測點(diǎn)背景噪聲的修正值；

       N—測點(diǎn)數(shù)。

當(dāng)各測點(diǎn)的A計(jì)權(quán)聲壓級(jí)之差不超過5dB時(shí)，可由式2計(jì)算L_PA：

4.4.9變速器噪聲的評(píng)價(jià)參量為A計(jì)權(quán)聲功率級(jí)。由式（1）或式（2）得到平均A計(jì)權(quán)聲壓級(jí)后，A計(jì)權(quán)聲功率級(jí)可按式（3）計(jì)算：

式中： L_WA—A計(jì)權(quán)聲功率級(jí)，dB（A）；

S—測量表面面積，m²。

S₀—基準(zhǔn)表面積，m²。

4.4.10級(jí)計(jì)讀數(shù)觀察周期不小于10s，讀數(shù)取自觀察周期內(nèi)表針擺動(dòng)的平均值（偶爾出現(xiàn)的最大值和最小值不予考慮）。

4.4.11變速器的噪聲應(yīng)在空載狀態(tài)下且其輸入及輸出轉(zhuǎn)速均為最高時(shí)進(jìn)行測定，亦可按用戶要求在其他狀態(tài)下進(jìn)行測定。

4.5振動(dòng)的測試儀器及方法

4.5.1振動(dòng)測試時(shí)應(yīng)選用壓電式速度傳感器或加速度計(jì)，其類型及使用應(yīng)符合有關(guān)規(guī)定。

4.5.2測量儀器系統(tǒng)，包括傳感器和顯示儀表，其測值偏差不大于±5％。

4.5.3振動(dòng)測量值可為位移振幅值（雙副值）、振動(dòng)速度或加速度的有效值。

4.5.4測量應(yīng)在箱體軸承座處三個(gè)正交方向進(jìn)行。三個(gè)方向中的兩個(gè)必須位于與回轉(zhuǎn)軸線相垂直的平面內(nèi)�？蔀樗�平平面或豎直平面，測點(diǎn)數(shù)目可由用戶及制造商決定。

4.5.5測量的觀察周期不得低于10s，讀數(shù)應(yīng)取儀器顯示值的平均值。

4.5.6變速器的振動(dòng)應(yīng)在空載狀態(tài)下且其輸入及輸出轉(zhuǎn)速均為最高時(shí)進(jìn)行測定，亦可按用戶要求在其他狀態(tài)下進(jìn)行測定。

5試驗(yàn)方法及數(shù)據(jù)處理

5.1試驗(yàn)項(xiàng)目、步驟、方法

一般應(yīng)按表2項(xiàng)目進(jìn)行。對(duì)于根據(jù)用戶要求生產(chǎn)的樣機(jī)或小批量試制時(shí)，允許制造廠和用戶根據(jù)特定試驗(yàn)?zāi)康牡倪x擇表2中的若干項(xiàng)進(jìn)行，或商議特殊的試驗(yàn)項(xiàng)目及方法。

對(duì)于電機(jī)直聯(lián)型或其他無法進(jìn)行臺(tái)架試驗(yàn)的變速器，允許以不帶電機(jī)的同功率或轉(zhuǎn)矩的臥式變速器替代進(jìn)行臺(tái)架試驗(yàn)，但必須是同期同批生產(chǎn)的產(chǎn)品。

5.2試驗(yàn)數(shù)據(jù)采集

試驗(yàn)中應(yīng)采集的數(shù)據(jù)包括：加載轉(zhuǎn)矩（功率）、轉(zhuǎn)速、噪聲、振動(dòng)、溫度、時(shí)間等。

至少每半小時(shí)采集一次的數(shù)據(jù)有輸入與輸出轉(zhuǎn)速、輸入與輸出轉(zhuǎn)矩（功率）、潤滑油或機(jī)體溫度、環(huán)境濕度等，可從數(shù)顯儀上采集數(shù)據(jù)或打印機(jī)取數(shù)。轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩（或功率）值每次至少采集5組數(shù)據(jù)，同時(shí)記下采集數(shù)據(jù)的時(shí)間。

變速器的振動(dòng)與噪聲應(yīng)在規(guī)定條件下進(jìn)行測定，并記錄相應(yīng)的測量值及對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速與時(shí)間。當(dāng)需要進(jìn)行頻譜分析時(shí)，應(yīng)采用GB3241規(guī)定的倍頻程濾波器。

試驗(yàn)過程中應(yīng)定期觀察變速器各機(jī)件有無燒傷、點(diǎn)蝕、膠合及磨損等損傷或損壞現(xiàn)象發(fā)生，并應(yīng)進(jìn)行準(zhǔn)確記錄。

試驗(yàn)中出現(xiàn)的其他不正�，F(xiàn)象及試驗(yàn)用潤滑油的種類及牌號(hào)等均應(yīng)記錄。

表2

類別	內(nèi)容	說明
空載試驗(yàn)	在額定輸入轉(zhuǎn)速及輸出轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)的3～ 5點(diǎn)，正、反向運(yùn)轉(zhuǎn)各不少于1h，要求： ①運(yùn)轉(zhuǎn)應(yīng)平穩(wěn)，無沖擊、無異常振動(dòng)及噪聲； ②各連接件、緊固件不松動(dòng)； ③各密封處、接合處不滲油； ④潤滑充分，油池及軸承溫升正常； ⑤調(diào)速操作靈活，變速范圍符合設(shè)計(jì)要求。	對(duì)于采用手動(dòng)、電動(dòng)或自動(dòng)等方式進(jìn)行 調(diào)速的變速器，試驗(yàn)時(shí)均應(yīng)以其相應(yīng)調(diào)速 方式在全變速范圍內(nèi)反復(fù)操作多次
跑合試驗(yàn)	空載試驗(yàn)合格后，在其額定的輸入轉(zhuǎn)速及 輸出轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)4～6點(diǎn)（包括其最低及最 高轉(zhuǎn)速點(diǎn)），以其相應(yīng)額定負(fù)荷的25％、 50％、75％逐級(jí)加載，累計(jì)試驗(yàn)時(shí)間不得少 于4h，要求： ⑥各傳動(dòng)件工作面接觸正常，無明顯磨損痕跡	對(duì)采用油池潤滑的變速器，跑合試驗(yàn)后 便更換變速箱內(nèi)的潤滑油
動(dòng)態(tài)性能試驗(yàn)	完成跑合試驗(yàn)后，按本標(biāo)準(zhǔn)第4.4、4.5條 規(guī)定進(jìn)行振動(dòng)及噪聲的測試，之后以每分鐘 至少啟動(dòng)5次進(jìn)行高速啟動(dòng)試驗(yàn)。要求： ⑦啟動(dòng)靈活，無任何損傷或損壞現(xiàn)象發(fā)生
負(fù)載性能試驗(yàn)	完成跑合試驗(yàn)后，在每一規(guī)定輸入轉(zhuǎn)速 下，可按規(guī)定輸出轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)的5～10點(diǎn) （包括最低及最高轉(zhuǎn)速點(diǎn)，以其相應(yīng)額定 負(fù)荷的50％、75％、100％逐級(jí)加載，每級(jí)載 荷試驗(yàn)時(shí)間為達(dá)到系統(tǒng)溫度平衡不少于1h。 要求測定： ⑧轉(zhuǎn)矩（或功率） ⑨效率 ⑩轉(zhuǎn)速和運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間； 11油池或箱體溫度 12滑動(dòng)率及調(diào)速范圍； 13傳動(dòng)件各表面接觸情況	對(duì)雙向工作或未注明旋轉(zhuǎn)方向的變速器 應(yīng)進(jìn)行正、反向試驗(yàn)。單向工作的變速器 允許進(jìn)行單向試驗(yàn)，但試驗(yàn)時(shí)的旋轉(zhuǎn)方向 應(yīng)與實(shí)際工作旋轉(zhuǎn)方向相同。
超載試驗(yàn)	給定輸入轉(zhuǎn)速下，按輸出轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)的3 ～5點(diǎn)（包括其最低及最高轉(zhuǎn)速點(diǎn)）以其相 應(yīng)額定負(fù)荷的120％運(yùn)行不少于1min。要求： 14滑動(dòng)率不應(yīng)有明顯增加，一般不得超過 規(guī)定值兩個(gè)百分點(diǎn)； 15系統(tǒng)各機(jī)件不應(yīng)有損壞現(xiàn)象發(fā)生	（1）超載試驗(yàn)應(yīng)在啟動(dòng)以后加載，卸載以后制動(dòng)。 （2）對(duì)要求超載百分比大于120％的變速 器，允許以其規(guī)定的百分比進(jìn)行試驗(yàn)并應(yīng) 符合相應(yīng)要求
壽命試驗(yàn)	在規(guī)定轉(zhuǎn)速及負(fù)荷條件下，變速器運(yùn)轉(zhuǎn)壽 命應(yīng)達(dá)到設(shè)計(jì)要求。 16檢查項(xiàng)目與⑧～13項(xiàng)相同	允許用工業(yè)應(yīng)用試驗(yàn)代替壽命試驗(yàn)，但 工業(yè)直用實(shí)際負(fù)荷必須達(dá)到額定負(fù)荷的 70％以上，并應(yīng)有準(zhǔn)確的日記錄。

5.3數(shù)據(jù)處理

5.3.1試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理前，對(duì)其中的異常值應(yīng)分析原因并慎重處理。

5.3.2轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速的平均值

a.每次采集數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速平均值應(yīng)分別按式（4）與式（5）計(jì)算

式中：——每次采集數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)矩平均值，N·m；

T_i—每組數(shù)據(jù)中的轉(zhuǎn)矩值，N·m；

K—每次采集數(shù)據(jù)的組數(shù)；

——每次采集數(shù)據(jù)中的轉(zhuǎn)速平均值，r/min

n_i—每組數(shù)據(jù)中的轉(zhuǎn)速值，r/min。

b.每級(jí)載荷下的轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速平均值應(yīng)分別按式（6）、式（7）計(jì)算：

式中：——每級(jí)負(fù)荷的轉(zhuǎn)矩平均值，N·m；

——每級(jí)負(fù)荷的轉(zhuǎn)速平均值，r/min；

m—每級(jí)負(fù)荷采集數(shù)據(jù)的次數(shù)。

當(dāng)將式（4）、式（6）中的丁用P代替時(shí)，同樣可求可得對(duì)應(yīng)的功率平均值。

5.3.3變速器的總效率應(yīng)按式（8）計(jì)算：

式中：η—變速器傳動(dòng)總效率；

——次采集輸出轉(zhuǎn)矩的平均值，N·m；

——與T₂同時(shí)采集的輸入轉(zhuǎn)矩的平均值。N·m；

i—變速器傳動(dòng)比；

η_L—變速器輸入、輸出軸端聯(lián)軸器的效率，且η_L=η_rlη_cl；

η_L—輸入軸端聯(lián)軸器的效率；

η_cl—輸出軸端聯(lián)軸器的效率。

5.3.4變速器的滑動(dòng)率應(yīng)按式（9）計(jì)算：

式中：ε—滑動(dòng)率；

——加載后的輸入及輸出轉(zhuǎn)速的平均值，r/min；

——空載時(shí)的輸入及輸出轉(zhuǎn)速的平均值，r/min；

5.3.5變速器的溫升應(yīng)按式（10）計(jì)算：

Δt=t-t₀                                     (10)

式中：Δt—油池或箱體溫升，C；

        t—油池或箱體溫度，C；

       t₀—環(huán)境溫度，C。

5.3.6變速器的調(diào)速比應(yīng)按式（11）計(jì)算：

式中：R_b—調(diào)速比；

—滿載時(shí)最高及最低輸出轉(zhuǎn)速的平均值，r/min。

6試驗(yàn)報(bào)告

試驗(yàn)報(bào)告一般包括下列內(nèi)容：

a.試驗(yàn)?zāi)康呐c內(nèi)容；

b.試驗(yàn)件型號(hào)、主要技術(shù)參數(shù)及性能指標(biāo)；

c.試驗(yàn)臺(tái)的基本結(jié)構(gòu)、原理與測試裝置；

d.試驗(yàn)程序及測點(diǎn)配置；

e.試驗(yàn)采集數(shù)據(jù)、表格或曲線；

f.試驗(yàn)結(jié)果及分析；

g. 結(jié)論及建議等。

附加說明：

本標(biāo)準(zhǔn)由機(jī)械工業(yè)部西安重型機(jī)械研究所提出并歸口。

本標(biāo)準(zhǔn)有西安重型機(jī)械研究所和陜西機(jī)械學(xué)院負(fù)責(zé)起草

本標(biāo)準(zhǔn)主要起草人趙玉良、阮忠唐、張凱、梁集祥、楊俊梅。