1主题内容与适用范围

本标准规定了机械无级变速器（包括与各类传动装置复合成一体的机械无级变速器以下统称变速器）试验的一般要求、试验台与测试装置、试验项目与方法、数据采集与处理等。

本标准适用于各类变速器的产品定型鉴定、抽样检测及新开发样机的试验等。

2引用标准

GB3241声和振动分析用的1/1和1/3倍频程滤波器

GB3785声级计的电、声性能及测试方法

ZBY110转速转矩测量仪

ZBY111转速转矩传感器

3试验件的一般要求

3.1试验件从待出厂的产品或样机中随机抽取。试验台数或抽样数按试验目的及相应要求决定。

3.2主要零件的材料、热处理及加工等均应符合规定的技术要求。经检验合格并应有检查记录，必要时在试验前核查检验记录或抽检其主要项目。

4试验台及测试装置

4.1试验台

试验台的驱动与加载方式应与试验要求相适应，对试验台的主要要求：加载转矩和转速稳定，其波动值应小于瞬时值的3％，运转中根据要求能加载、卸载、运转平稳。

4.2负载、转速及温度的测试仪器

测试负载、转速的仪器仪表类型、规格、量程、精度与试验要求相适应。测试项目为

转矩（功率）、转速，测试误差不得超过读数的1％。优先选用ZBY111规定的转矩转速传感器与ZBY110规定的转矩转速测量仪。一般应在被试变速器的输入、输出轴端各装一台传感器，直接测量被试件（仅附加联轴器）的输入、输出转矩（功率）、转速。对电机直联型变速器，在已知电机特性曲线的情况下允许只有在输出端安装传感器。

变速器的油池或箱体温度应采用量程为150C的半导体点温计或数字式温度计测定。

4.3安装调试

试验装置应安装在同一（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，然后进行动调零，调零后允许转矩显示值多位读数的前几位为零，末位数不大于4。

4.4噪声的测试仪器及方法

4.4.1噪声测试仪器应采用GB3785规定的Ⅰ型或Ⅰ型以上的声级计，亦可采用准确度相当的其他仪器。

4.4.2测试仪器在测量前后必须用精度不低于0.5dB的声级校准器进行校准。

4.4.3被试变速器机体表面距离墙壁等高大物体至少2m。

4.4.4基本测量表面应选用半球测量表面或各面平行于基准体对应平面的矩形六面体测量表面，一般情况下，基准体的线性尺度不超过1.0m时，应选用半球测量表面。否则使用矩形六面体测量表面。

4.4.5半球测量表面的测点一般为5点，其中第1至第4测点的高度为250mm，测点的配置按图1的规定，测量半径r按下列情况决定：

a.对输出轴中心高或整机高度的一半为90mm及以下的变速器测量半径r为0.4m，对应于图1中的R为0.31m，此时第5测点可取消。

b.对输出轴中心高或整机高度的一半大于90mm，但不超过1m的变速器，测量半径r为1m，对应于图1中的R为0.97m。

4.4.6矩形六面体测量表面上的测点为5点，并应按图2的规定配置，其中水平面的测点高度应为矩形六面体的高度之半，测点与基准体表面距离d为1m。

4.4.7当相邻两测点的A计权声压级之差为5dB及以上时，应在该两测点间的测量面上增加测点。

4.4.8当测量的声压级与背景噪声声压级之差小于或等于10dB时，应由表1查得其修正值，并按式（1）计算。

表1

测量声压级与背景声声压级之差	＜6	6～8	9～10	＞10
修正值K	测量无效	1.0	0.5	0

式中：——平均A计权声压级，dB(A);

      L_PAi——第i测点的A计权声压级，dB(A)。

       Ki—第i测点背景噪声的修正值；

       N—测点数。

当各测点的A计权声压级之差不超过5dB时，可由式2计算L_PA：

4.4.9变速器噪声的评价参量为A计权声功率级。由式（1）或式（2）得到平均A计权声压级后，A计权声功率级可按式（3）计算：

式中： L_WA—A计权声功率级，dB（A）；

S—测量表面面积，m²。

S₀—基准表面积，m²。

4.4.10级计读数观察周期不小于10s，读数取自观察周期内表针摆动的平均值（偶尔出现的最大值和最小值不予考虑）。

4.4.11变速器的噪声应在空载状态下且其输入及输出转速均为最高时进行测定，亦可按用户要求在其他状态下进行测定。

4.5振动的测试仪器及方法

4.5.1振动测试时应选用压电式速度传感器或加速度计，其类型及使用应符合有关规定。

4.5.2测量仪器系统，包括传感器和显示仪表，其测值偏差不大于±5％。

4.5.3振动测量值可为位移振幅值（双副值）、振动速度或加速度的有效值。

4.5.4测量应在箱体轴承座处三个正交方向进行。三个方向中的两个必须位于与回转轴线相垂直的平面内。可为水平平面或竖直平面，测点数目可由用户及制造商决定。

4.5.5测量的观察周期不得低于10s，读数应取仪器显示值的平均值。

4.5.6变速器的振动应在空载状态下且其输入及输出转速均为最高时进行测定，亦可按用户要求在其他状态下进行测定。

5试验方法及数据处理

5.1试验项目、步骤、方法

一般应按表2项目进行。对于根据用户要求生产的样机或小批量试制时，允许制造厂和用户根据特定试验目的的选择表2中的若干项进行，或商议特殊的试验项目及方法。

对于电机直联型或其他无法进行台架试验的变速器，允许以不带电机的同功率或转矩的卧式变速器替代进行台架试验，但必须是同期同批生产的产品。

5.2试验数据采集

试验中应采集的数据包括：加载转矩（功率）、转速、噪声、振动、温度、时间等。

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）、润滑油或机体温度、环境湿度等，可从数显仪上采集数据或打印机取数。转速、转矩（或功率）值每次至少采集5组数据，同时记下采集数据的时间。

变速器的振动与噪声应在规定条件下进行测定，并记录相应的测量值及对应的转速与时间。当需要进行频谱分析时，应采用GB3241规定的倍频程滤波器。

试验过程中应定期观察变速器各机件有无烧伤、点蚀、胶合及磨损等损伤或损坏现象发生，并应进行准确记录。

试验中出现的其他不正常现象及试验用润滑油的种类及牌号等均应记录。

表2

类别	内容	说明
空载试验	在额定输入转速及输出转速范围内的3～ 5点，正、反向运转各不少于1h，要求： ①运转应平稳，无冲击、无异常振动及噪声； ②各连接件、紧固件不松动； ③各密封处、接合处不渗油； ④润滑充分，油池及轴承温升正常； ⑤调速操作灵活，变速范围符合设计要求。	对于采用手动、电动或自动等方式进行 调速的变速器，试验时均应以其相应调速 方式在全变速范围内反复操作多次
跑合试验	空载试验合格后，在其额定的输入转速及 输出转速范围内4～6点（包括其最低及最 高转速点），以其相应额定负荷的25％、 50％、75％逐级加载，累计试验时间不得少 于4h，要求： ⑥各传动件工作面接触正常，无明显磨损痕迹	对采用油池润滑的变速器，跑合试验后 便更换变速箱内的润滑油
动态性能试验	完成跑合试验后，按本标准第4.4、4.5条 规定进行振动及噪声的测试，之后以每分钟 至少启动5次进行高速启动试验。要求： ⑦启动灵活，无任何损伤或损坏现象发生
负载性能试验	完成跑合试验后，在每一规定输入转速 下，可按规定输出转速范围内的5～10点 （包括最低及最高转速点，以其相应额定 负荷的50％、75％、100％逐级加载，每级载 荷试验时间为达到系统温度平衡不少于1h。 要求测定： ⑧转矩（或功率） ⑨效率 ⑩转速和运转时间； 11油池或箱体温度 12滑动率及调速范围； 13传动件各表面接触情况	对双向工作或未注明旋转方向的变速器 应进行正、反向试验。单向工作的变速器 允许进行单向试验，但试验时的旋转方向 应与实际工作旋转方向相同。
超载试验	给定输入转速下，按输出转速范围内的3 ～5点（包括其最低及最高转速点）以其相 应额定负荷的120％运行不少于1min。要求： 14滑动率不应有明显增加，一般不得超过 规定值两个百分点； 15系统各机件不应有损坏现象发生	（1）超载试验应在启动以后加载，卸载以后制动。 （2）对要求超载百分比大于120％的变速 器，允许以其规定的百分比进行试验并应 符合相应要求
寿命试验	在规定转速及负荷条件下，变速器运转寿 命应达到设计要求。 16检查项目与⑧～13项相同	允许用工业应用试验代替寿命试验，但 工业直用实际负荷必须达到额定负荷的 70％以上，并应有准确的日记录。

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转矩与转速的平均值

a.每次采集数据的转矩与转速平均值应分别按式（4）与式（5）计算

式中：——每次采集数据的转矩平均值，N·m；

T_i—每组数据中的转矩值，N·m；

K—每次采集数据的组数；

——每次采集数据中的转速平均值，r/min

n_i—每组数据中的转速值，r/min。

b.每级载荷下的转矩与转速平均值应分别按式（6）、式（7）计算：

式中：——每级负荷的转矩平均值，N·m；

——每级负荷的转速平均值，r/min；

m—每级负荷采集数据的次数。

当将式（4）、式（6）中的丁用P代替时，同样可求可得对应的功率平均值。

5.3.3变速器的总效率应按式（8）计算：

式中：η—变速器传动总效率；

——次采集输出转矩的平均值，N·m；

——与T₂同时采集的输入转矩的平均值。N·m；

i—变速器传动比；

η_L—变速器输入、输出轴端联轴器的效率，且η_L=η_rlη_cl；

η_L—输入轴端联轴器的效率；

η_cl—输出轴端联轴器的效率。

5.3.4变速器的滑动率应按式（9）计算：

式中：ε—滑动率；

——加载后的输入及输出转速的平均值，r/min；

——空载时的输入及输出转速的平均值，r/min；

5.3.5变速器的温升应按式（10）计算：

Δt=t-t₀                                     (10)

式中：Δt—油池或箱体温升，C；

        t—油池或箱体温度，C；

       t₀—环境温度，C。

5.3.6变速器的调速比应按式（11）计算：

式中：R_b—调速比；

—满载时最高及最低输出转速的平均值，r/min。

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.试验程序及测点配置；

e.试验采集数据、表格或曲线；

f.试验结果及分析；

g. 结论及建议等。

附加说明：

本标准由机械工业部西安重型机械研究所提出并归口。

本标准有西安重型机械研究所和陕西机械学院负责起草

本标准主要起草人赵玉良、阮忠唐、张凯、梁集祥、杨俊梅。