3/5M650*廣角帶齒形同步帶傳動(dòng)噪聲的機(jī)理分析

  齒形同步帶傳動(dòng)所產(chǎn)生的噪聲主要有以下幾個(gè)部分:
    1嚙合沖擊聲
    帶與同步帶輪嚙合時(shí)，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(dòng)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(dòng)噪聲的波形和頻譜。噪聲隨嚙合頻率fZ周期性波動(dòng)，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(jí)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(dòng)頻率fn處的聲級(jí)也較大，但由于在低頻，故對(duì)聲級(jí)的貢獻(xiàn)不大。
    為了研究嚙合沖擊噪聲的產(chǎn)生機(jī)理，采用每?jī)升X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(shí)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(diǎn)）與帶齒根部（a點(diǎn)）的沖擊所引起的。圖4給出了不同轉(zhuǎn)速的聲級(jí)曲線(xiàn)，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(dòng)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(lái)處理。嚙合之初，多邊體的頂邊即輪齒頂部的A邊經(jīng)過(guò)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(dòng)。
    同時(shí)我們還注意到噪聲主要來(lái)自主動(dòng)輪的嚙合點(diǎn)，從動(dòng)輪比主動(dòng)輪與嗓聲小的原因是:帶與從動(dòng)輪嚙合時(shí)，由于從動(dòng)輪作用于帶的松邊，嚙合點(diǎn)對(duì)帶輪的作用力;更小，從動(dòng)輪齒頂與帶齒根的沖擊也不似主動(dòng)輪那樣強(qiáng)，亦即:①由于帶的撓曲剛度及實(shí)際沖擊點(diǎn)a比理想帶（*彈性）齒底水平LL更高一些，帶的松邊在b點(diǎn)不能構(gòu)成一個(gè)a角（見(jiàn)圖5），因此，v1將比式（4）的結(jié)果更小。②帶的松邊的沖擊點(diǎn)在沖擊方向上容易移動(dòng)，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(dòng)所產(chǎn)生的聲音
    當(dāng)帶輪產(chǎn)生周向振動(dòng)的時(shí)候，XL同步帶為橫向振動(dòng)和帶輪的周向振動(dòng)相互影響，相互禍合。XL同步帶的橫向振動(dòng)為一強(qiáng)迫振動(dòng)，激勵(lì)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(dòng)固有頻率時(shí)，橫向振動(dòng)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(shí)候。帶的張力大橫向振動(dòng)變大的原因?yàn)?當(dāng)張力很小時(shí)，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(shí)，在橫向振動(dòng)方向上帶的支點(diǎn)A的運(yùn)動(dòng)使帶變得光滑，幅值也變小。交點(diǎn)的橫向運(yùn)動(dòng)和嚙合沖擊作為一激勵(lì)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(dòng)變得劇烈。當(dāng)橫向振動(dòng)在fZ處發(fā)生共振，只要固有頻率不高，噪聲級(jí)也不會(huì)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(dòng)產(chǎn)生的噪聲將很大，同時(shí)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(xiàn)。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(zhǎng)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(dòng)固有頻率也增大。
    3摩擦噪聲
    同步齒形帶傳動(dòng)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(shí)發(fā)出的嚙合沖擊聲所掩蓋（見(jiàn)圖2（a）.  7（a））;而帶與擋邊的摩擦噪聲能清楚聽(tīng)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(jí)降低。而實(shí)際傳動(dòng)中，考慮到帶的壽命，通常不與擋邊接觸，因而摩擦噪聲對(duì)傳動(dòng)噪聲的影響可以忽略。
    4.由于帶輪振動(dòng)而產(chǎn)生的噪聲
    5.帶與帶輪之間的氣流噪聲
    通過(guò)上述對(duì)同步齒形帶傳動(dòng)噪聲的機(jī)理分析，可得出下列結(jié)論:
    （1）在一般運(yùn)轉(zhuǎn)條件下，嚙合沖擊噪聲是傳動(dòng)噪聲中zui主要的組成部分;
    （2）嚙合沖擊噪聲是由傳動(dòng)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(dòng)與嚙合頻率的共振會(huì)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(dòng)的共振噪聲，那么同步齒形帶傳動(dòng)是很安靜的。