国家标准 GB/T40731一2021 精密减速器回差测试与评价方法 Methodoftestandeyaluationforlostmotionofpreeisionredueer 2021-10-11发布 2022-05-01实施国家市场监督管理总局发布国家标涯花管理委员会国家标准
GB/40731一2021 目次前言范围 2 规范性引用文件术语和定义符号,说明和单位测试设备被试件及安装测试条件 8 静态测试与数据处理 8.1安装形式测试步骤 8,2 数据处理 8.3 8.4测试位置数动态测试与数据处理 9 9.1安装形式 9.2测试转速 9.3测试步骤 9.4数据处理 1o评价方法 0.1通则 10 10.2方法 10 参考文献 12
GB/40731一2021 前言本文件按照GB/T1.1一2020<标准化工作导则第1部分;标准化文件的结构和起草规则》的规定起草请注意本文件的某些内容可能涉及专利本文件的发布机构不承担识别专利的责任本文件由全国齿轮标准化技术委员会(SAC/TC52)提出并归口本文件起草单位:北京工业大学、宁波中大力德智能传动股份有限公司、陕西滑河精密传动有限公司、湖北科峰智能传动股份有限公司、苏州绿的谐波传动科技股份有限公司,郑州机械研究所有限公司、深圳市兆威机电股份有限公司、广东金力变速科技股份有限公司、哈尔滨精达测量仪器有限公司浙江环动机器人关节科技有限公司、,深圳市三多乐智能传动有限公司、万鑫精工(湖南)股份有限公司、淄博纽氏达特行星减速机有限公司、集美大学、中原工学院本文件主要起草人:石照耀、徐航、于韵、王志刚岑国建、李剑敏、吴俊峰、李谦、李平、黎冬阳、周广才、张靖、杨东平、周清泉、安利书、,罗善明、罗利敏、张彦君、舒伟明、辛栋,王笑一、刘丽雪、朱忠刚陈斌,田联明、李文.,许建民、丁宏锥、,余泳
GB/40731一2021 精密减速器回差测试与评价方法范围本文件规定了精密减速器回差的测试设备、,被试件及安装、测试条件,以及静态测试,动态测试、数据处理和评价方法本文件适用于对回差有要求的行星、行星摆线,谐波齿轮及其他类型的精密减速器(以下简称“精密减碱速器”)的回差测试与评价方法规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款其中,注日期的引用文件,仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件 GB/T35089一2018机器人用精密齿轮传动装置试验方法术语和定义下列术语和定义适用于本文件回差lostmotion 精密减速器输人端运动方向改变后到输出端运动方向跟随改变时-输出端在转角上的滞后量注 8.3.3中当人=3时“静态测试几何回差”的值等于GB/T35089一2018和GBy/T36491一2018中“回差”的值 3.2 回差曲线lostmotioneurve 精密减速器输出端在360"转角范围内,各转角位置的回差值所构成的曲线 3.3 平均回差meanlosmotion 精密减速器输出端在360'"转角范围内,各转角位置的回差值的算术平均值 3.4 几何回差geometrielstmotiom 精密减速器由于儿何因素(设计、加工、装配等)所产生的回差 3.5 弹性回差elasticlostmotion 精密减速器在额定转矩下,由于弹性变形所产生的回差 3.6 总回差totallostmotion 精密减速器在额定转矩下,由于几何因素和弹性变形的综合作用所产生的回差 3. 滞回曲线hysteresiscure 输人端固定,，给输出端逐渐加载至额定转矩后卸载,再反向逐渐加载至额定转矩后卸载,记录多组
GB/T40731一2021 输出端转矩、转角值,绘制完成的封闭的转矩-转角曲线如图1所示 [来源GB/T36491一2018,3.9,有修改] 转角转矩标引序号说明上升曲线f+T); 下降曲线-T). 均值曲线f.T); T 精密减速器额定转矩图1滞回曲线和均值曲线 3.8 均值曲线 meanvalueeurve fm(T 滞回曲线的上升曲线.(T)和下降曲线-(T)中相同输出转矩对应输出转角的平均值所构成的曲线如图1所示 3.9 传动误差transmissionerror 输出端实际输出转角与理论输出转角之差 [来源:GB/T36491一2018,3.11] 3.10 双向传动误差曲线bidirectionaltransmissionerorcurve 在输出端360"转角范围内,在对应的转速、转矩下精密减速器的正、反向传动误差曲线 3.11 回差静态测试statictestoflostmotiom 将精密减速器的输人端固定,通过输出端加载、卸载,获取滞回曲线而完成的回差测试 3.12 回差动态测试dyamictestoflostmotionm 通过测试精密减速器的双向传动误差曲线,获取回差曲线而完成的回差测试符号,说明和单位表1中的符号适用于本文件
GB/40731一2021 表1符号说明和单位符号说明单位上升曲线 T T 下降曲线 f.T) 均值曲线静态测试相关系数动态测试相关系数 k N T 输出端额定转矩 m 静态测试总回差动态测试总回差静态测试弹性回差动态测试弹性回差 o 静态测试儿何回差动态测试几何回差 8 静态测试的总回差、几何回差，和弹性回差的公共代号动态测试总回差o,儿何回差和弹性回差.的公共代号静态测试总回差的平均值动态测试总回差的平均值苏静态测试弹性回差的平均值动态测试弹性回差的平均值静态测试几何回差的平均值动态测试几何回差的平均值静态测试的总回差平均值,几何回差平均值西和弹性回差平均值的公共代号丽动态测试的总回差平均值o、几何回差平均值心和弹性回差平均值.的公共代号静态测试总回差的最大值动态测试总回差的最大值 o. 静态测试弹性回差的最大值动态测试弹性回差的最大值 odmax 静态测试几何回差的最大值财m 动态测试儿何回差的最大值静态测试的总回差最大值d,几何回差最大值和弹性回差最大值d.的公共其代号动态测试的总回差最大值am,几何回差最大值和弹性回差最大值d.d的公共代号 odm 传动误差静态测试总回差的标准差动态测试总回差的标准差静态测试弹性回差的标准差
GB/T40731一2021 表1符号说明和单位(续符号说明单位动态测试弹性回差的标准差 dd 静态测试几何回差的标准差动态测试儿何回差的标准差静态测试的总回差标准差、儿何回差标准差和弹性回差标准差的公共代号动态测试的总回差标准差a、几何回差标准差d 和弹性回差标准差a.的公共代号测试设备 5 5.1组成示意见图2(不限于卧式或立式) 5.2相邻单元轴的同轴度误差应不大于0.01nmm 5.3在被试件额定转速下,驱动转速的波动值应不大于士1r/min 5.4当进行回差动态测试时,应保证负载转矩稳定,负载转矩的波动值应不大于被试件额定转矩的士1.5% 5.5转角测量误差应不大于被试件回差允许值的1/3 5.6转矩转速传感器和角度传感器的规格、精度、动态响应等应与测试要求相适应广n口口标引序号说明 -驱动单元; 输人端转矩转速传感器(可选装); -输人端角度传感器; 被试件; -输出端角度传感器; -输出端转矩转速传感器; -加载单元图2测试设备组成示意图被试件及安装 6 被试件应为可进行回差测试的产品或样机被试件应有制造商规范的检查记录可用于测试分析被试件的安装应符合以下要求应按设计的功率流传输方向进行安装; 输人和输出端的轴线与相邻单元的轴线同轴度误差应不大于0.01mm 运转应灵活,无滞涩
GB/40731一2021 测试条件 7.1在回差测试前,被试件应按照设计要求进行跑合试验,跑合时间由供需双方商定 7.2跑合试验时应观察并记录各连接件、紧固件是否有松动; 各密封处,各结合处是否有漏油、渗油; -运转是否平稳,是否发生冲击、有异响; -输出转速是否有异常波动 7.3回差测试应在被试件热平衡状态下和允许使用温度范围内进行静态测试与数据处理 8.1安装形式示意见图3 应先将被试件的输人端固定方可对被试件的输出端进行加载,卸载和反向加载等操作标引序号说明 -驱动单元; -输人端转矩转速传感器(可选装) 输人端角度传感器; -被试件; -输出端角度传感器; -输出端转矩转速传感器 -加载单元; -固定装置图3回差静态测试安装示意图 8.2测试步骤 8.2.1由试验者定义(宜遵从需方定义)被试件加载的正,反向,做好标识和记录 8.2.2给输出端循环加载、卸载转矩的变化示意见图4,操作顺序如下输出端正向加载至额定转矩T,; aa b 输出端卸载至0; 输出端反向加载至额定转矩一T, c 输出端卸载至0; d 输出端再正向加载至额定转矩T， e
GB/T40731一202 转矩时间标引序号说明: 输出端正向加载至额定转矩T, 输出端卸载至0; 输出端反向加载至额定转矩一T, -输出端卸载至0; 输出端再正向加载至额定转矩T, 图4回差静态测试加载、卸载示意曲线 8.2.3在8.2.2的测试过程中,应同步对输出端的转矩和转角进行采样 8.2.4以8.2.2b)8.2.2e)过程中测试的输出端的转矩为横坐标,输出端的转角为纵坐标,绘制一条封闭曲线(滞回曲线),见图5 在8.2.2b)8.2.2e)的过程中,每个步骤的采样点数不宜少于100个转角转矩标引序号说明 -输出端正向加载至额定转矩T,; -输出端卸载至0; 输出端反向加载至额定转矩一T,; 输出端卸载至0: 输出端再正向加载至额定转矩T 图5回差静态测试的滞回曲线 8.3数据处理 8.3.1采用插值法对f.T)、f_T)进行插值处理
GB/40731一2021 8.3.2由滞回曲线按照公式(1)计算获得均值曲线f.T): T)十_T - fm(T) 8.3.3总回差和几何回差心，的图解见图6 转角转矩 -kT， T 标引序号说明均值曲线.(T) 输出端额定转矩静态测试相关系数: 静态测试几何回差; -静态测试总回差图6回差静态测试数据处理示意图 8.3.4总回差,几何回差心，和弹性回差心的计算分别见公式(2)公式(4) o=f.(T,)一f.(一T, 式中静态测试总回差; 均值曲线; f.T) T 输出端额定转矩心，=f.(kT,一f.(一kT, 式中: 静态测试几何回差; 静态测试相关系数,其推荐值见表2,也可由供需双方商定 =一 8 式中: 静态测试弹性回差表2k推荐值被试件类型人推荐值精峦行星摆线减速器 3% 3% 谐波齿轮减速器其他减速器由供需双方商定
GB/T40731一202 8.3.5重复步骤8.3.18.3.4,在输出端不同位置进行回差静态测试,获得各个测试位置的总回差、儿何回差和弹性回差值,由此获取总回差曲线、几何回差曲线和弹性回差曲线此三种回差曲线的示意图见图7 28 27 26 25 24 23 22 21 40 80 120 160 280 320 360 200 240 输出端转角0.m/(” 标引序号说明 -平均回差图7静态测试的回差曲线示例 8.4测试位置数回差静态测试时,应在输出端360"转角范围内进行多个位置测试,测试位置数由供需双方商定测试位置应在以上范围内均匀分布动态测试与数据处理 9.1安装形式当进行几何回差测试时如果施加载荷要求为0,宜断开输出端转矩转速传感器和加示意见图2 载单元 9.2测试转速测试转速按以下方式选择 -输出端转速不宜大于5r/min,且几何回差、总回差的测试转速应相同当需方对测试转速有要求时,由供需双方商定 9.3测试步骤 9.3.1在设定转速、转矩下,测出被试件的正向传动误差曲线传动误差的测试应根据GB/T35089- 2018进行 9.3.2使输人端正向多转一定的角度后反向旋转,在相同的转速、转矩下以相同的方法测出被试件的反向传动误差曲线 9.3.3以输出端转角为横坐标,以该角度对应的传动误差值为纵坐标,绘制双向传动误差曲线,见图8
GB/40731一2021 传动误差测试中,正、反向的采样点数均应不少于1000个 600r 50o 40o 300 200 100 -100 -20 360 40 80 120 200 240 280 320 160 输出端转角a./(" 标引序号说明 -正向传动误差曲线; -反向传动误差曲线图8双向传动误差曲线示例 g.4数据处理 9.4.1图8中反向传动误差曲线与正向传动误差曲线对应点的代数差即构成回差曲线,见图9 40 80 120 160 200 240 280 320 360 输出端转角am/(" 标引序号说明: 平均回差图9动态测试的回差曲线示例 9.4.2在设定转速、转矩(k T,)下,测试获得几何回差曲线,其中k 的推荐值见表3,也可由供需双方商定 g.4.3在设定转速、额定转矩下,测试获得总回差曲线
GB/T40731一202 g.4.4总回差曲线与几何回差曲线之差为弹性回差曲线 g.4.5总回差曲线与几何回差曲线的测试应具有相同的测试起始位置,且除转矩外其他测试条件不变表3k，推荐值被试件类型 k推荐值精密行星摆线减速器谐波齿轮减速器其他减速器由供需双方商定评价方法 10 10.1通则 10.1.1进行回差评价时,应注明所采用的标准(含年代号)、测试设备和测试方法 0.1.2以总回差、几何回差和弹性回差作为被试件回差的评价指标 10.1.3若回差的静态测试与动态测试的评价结果有争议时,以静态测试评价结果为准 0.2方法 0.2.1应分别以平均值、最大值和标准差对被试件的总回差、几何回差和弹性回差进行评价 0.2.2基于回差静态测试获得的数据,评价方法见公式(5)一公式(7) -习AG7 (5 式中静态测试的总回差平均值、几何回差平均值，和弹性回差平均值的公共代号; 回差静态测试的某一测试位置回差静态测试的测试位置个数 mn d (6 .=max(a.(i 式中 o -静态测试的总回差最大值心、几何回差最大值om和弹性回差最大值心.m的公共 *mnx 代号 a.(i)-了" 历-、之式中静态测试的总回差标准差 .儿何回差标准差和弹性回差标准差的公共代号 o 10.2.3基于回差动态测试获得的数据,评价方法见公式(8)公式(10) =- a 式中动态测试的总回差平均值瓦,儿何回差平均值和弹性回差平均值瓦的公共其代号回差动态测试的某一采样位置 -回差动态测试的采样点数 10
GB/40731一2021 =max(0.(1 b小式中: 动态测试的总回差最大值oA、几何回差最大值lm、和弹性回差最大值.dm的公共 odma 代号 -、习 [o.()-门 .(10 口一式中动态测试的总回差标准差oi、儿何回差标准差d和弹性回差标准差口,.的公共代号 od 11
GB/T40731一2021 考文献参 [1]GB/T30819一2014机器人用谐波齿轮减速器 [[2]GB/T36491一2018机器人用摆线针轮行星齿轮传动装置通用技术条件 [[3]齿轮手册编委会.齿轮手册第二版(上)[M].北京:机械工业出版社,2006 12

精密减速器回差测试与评价方法GB/T40731-2021

什么是精密减速器回差？

精密减速器回差指的是输入和输出轴转向变化时，输出轴所经历的角度变化。这种现象通常存在于各种类型的减速器中，包括行星、蜗杆、齿轮等类型。

精密减速器回差测试的作用

精密减速器回差测试是一种评价减速器质量和性能的关键指标之一。它可以帮助制造商在生产过程中及时检测并排除可能存在的问题，确保产品的质量达到标准要求；同时也可以帮助用户更好地了解和掌握减速器的特性，为实际应用提供参考。

精密减速器回差评价方法

GB/T40731-2021标准规定了精密减速器回差测试的技术要求、试验方法和评价方法。其中，试验方法包括“静态试验法”、“动态试验法”和“综合试验法”；评价方法则采用“分级评价法”，将减速器回差分为一至五级。

评价方法中，一级和二级属于优良水平，适用于某些较高要求的应用场景；三级和四级属于普通水平，适用于大多数一般性应用场景；五级属于较差水平，只适用于一些非常低要求的场合。

工业应用中的重要性

精密减速器广泛应用于各种工业设备、机床、机器人等领域。其回差指标对于实际应用效果有直接影响，尤其是在某些需要高精度运动的场合下，如三维打印、精密加工等领域，减速器回差会对产品质量和生产效率产生显著影响。因此，精密减速器回差测试与评价方法具有重要意义，有助于保证工业应用中减速器的质量和稳定性。

总之，精密减速器回差测试与评价方法是制造商和用户共同关注的热点问题，采用GB/T40731-2021标准进行测试和评价，可以提高生产效率、降低成本，同时也有助于保证工业设备的质量和性能。