3/5M650*廣角帶齒形同步帶傳動噪聲的機理分析

  齒形同步帶傳動所產(chǎn)生的噪聲主要有以下幾個部分:
    1嚙合沖擊聲
    帶與同步帶輪嚙合時，帶齒和輪齒產(chǎn)生撞擊，從而發(fā)出聲音，這部分聲音是齒形同步帶傳動噪聲中zui主要的一部分。圖2表明了以沖擊噪聲為主的傳動噪聲的波形和頻譜。噪聲隨嚙合頻率fZ周期性波動，在嚙合周期內(nèi)其峰值立即衰減，這是明顯的沖擊噪聲特性。噪聲譜中5k-13kHz的聲級也較大，這主要是受帶的特性頻率fe的影響，聚氨酯同步帶fe約lOkHz,橡膠帶fe約4.2kHz。轉(zhuǎn)動頻率fn處的聲級也較大，但由于在低頻，故對聲級的貢獻(xiàn)不大。
    為了研究嚙合沖擊噪聲的產(chǎn)生機理，采用每兩齒缺一齒的帶（圖3）。這種帶的聲壓波的形狀和正常帶一樣有沖擊聲波的形狀，也是每隔一段時間重復(fù)一次。由此得出結(jié)論:沖擊聲不是由帶齒和輪齒的撞擊產(chǎn)生的，而是由輪齒頂部（A點）與帶齒根部（a點）的沖擊所引起的。圖4給出了不同轉(zhuǎn)速的聲級曲線，由圖可看出沖擊速度是影響嚙合沖擊噪聲的重要因素。
    圖5表明同步齒形帶傳動的嚙合狀況，為了研究輪齒頂部與帶齒根部的沖擊，把同步帶輪作為一多邊體來處理。嚙合之初，多邊體的頂邊即輪齒頂部的A邊經(jīng)過一些角度撞上帶。現(xiàn)假設(shè)帶是*彈性的，且在輪的節(jié)圓位置及忽略帶的橫向振動。
    同時我們還注意到噪聲主要來自主動輪的嚙合點，從動輪比主動輪與嗓聲小的原因是:帶與從動輪嚙合時，由于從動輪作用于帶的松邊，嚙合點對帶輪的作用力;更小，從動輪齒頂與帶齒根的沖擊也不似主動輪那樣強，亦即:①由于帶的撓曲剛度及實際沖擊點a比理想帶（*彈性）齒底水平LL更高一些，帶的松邊在b點不能構(gòu)成一個a角（見圖5），因此，v1將比式（4）的結(jié)果更小。②帶的松邊的沖擊點在沖擊方向上容易移動，這樣也就使沖擊變小和沖擊聲變得更柔和。
    根據(jù)上面的分析，也可看出降低嚙合沖擊聲的基本方法就是減小帶輪齒頂部與帶齒根部的沖擊。
2帶的橫向振動所產(chǎn)生的聲音
    當(dāng)帶輪產(chǎn)生周向振動的時候，XL同步帶為橫向振動和帶輪的周向振動相互影響，相互禍合。XL同步帶的橫向振動為一強迫振動，激勵頻率為嚙合頻率fZ，因此，當(dāng)轉(zhuǎn)速接近fz和帶的橫向振動固有頻率時，橫向振動將變得很大，特別是帶的張力很大以及帶的根部與帶輪壓得很緊的時候。帶的張力大橫向振動變大的原因為:當(dāng)張力很小時，由于撓曲剛度的作用，帶與輪齒壓得不緊，沖擊速度也不大，同時，在橫向振動方向上帶的支點A的運動使帶變得光滑，幅值也變小。交點的橫向運動和嚙合沖擊作為一激勵作用在系統(tǒng)上，因此可以認(rèn)為隨帶的張力的增大及彎曲剛度的減小，帶的橫向振動變得劇烈。當(dāng)橫向振動在fZ處發(fā)生共振，只要固有頻率不高，噪聲級也不會增加太多;但是如果帶的張力大，
固有頻率又高，那么橫向振動產(chǎn)生的噪聲將很大，同時還誘發(fā)出其他噪聲。圖6表示不同轉(zhuǎn)速的共振噪聲曲線。圖7表明了共振噪聲的波形及頻譜，波形幾乎是fZ的正弦波;頻譜表明fZ的作用遠(yuǎn)比其他頻率成分更大。由于抗拉層伸長很小，質(zhì)量較輕，因此，當(dāng)帶受到劇烈的拉伸，內(nèi)部張力變大，帶的橫向振動固有頻率也增大。
    3摩擦噪聲
    同步齒形帶傳動產(chǎn)生摩擦噪聲的途徑有:帶齒與輪齒的之間摩擦;帶與擋邊之間的摩擦。帶齒與輪齒的摩擦噪聲通常被同時發(fā)出的嚙合沖擊聲所掩蓋（見圖2（a）.  7（a））;而帶與擋邊的摩擦噪聲能清楚聽到。但帶與擋邊的接觸能減輕帶輪齒頂與帶齒根的沖擊，也就降低了嚙合沖擊聲，為此總聲級降低。而實際傳動中，考慮到帶的壽命，通常不與擋邊接觸，因而摩擦噪聲對傳動噪聲的影響可以忽略。
    4.由于帶輪振動而產(chǎn)生的噪聲
    5.帶與帶輪之間的氣流噪聲
    通過上述對同步齒形帶傳動噪聲的機理分析，可得出下列結(jié)論:
    （1）在一般運轉(zhuǎn)條件下，嚙合沖擊噪聲是傳動噪聲中zui主要的組成部分;
    （2）嚙合沖擊噪聲是由傳動帶輪的齒頂與帶的齒根的沖擊而引起的;
    （3）如果帶的張力足夠大，帶的橫向振動與嚙合頻率的共振會產(chǎn)生較大的噪聲;
    （4）如果能消除嚙合沖擊噪聲和帶橫向振動的共振噪聲，那么同步齒形帶傳動是很安靜的。