同步齒形帶傳動的降低噪聲研究

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同步齒形帶傳動的降低噪聲研究【詳細參考原稿】

施紹平（江西宜春師范專科學校）翁賢邦（上海交通大學）
1.概述
同步齒形帶傳動近來常用于一些機器設備之中, 這是由于它具有優良的機械性能, 且不需潤滑、維修方便等特點。由于同步齒形帶傳動常用于一些安靜場所, 因此同步帶的傳動噪聲又會成為一個突出的問題。本文就同步齒形帶傳動噪聲的產生機理、影響因素及降噪方法進行探討。
2 同步齒形帶傳動的嚙合傳動原理
由圖1 表明, 如果同步帶的節線和帶輪的節線相重合, 則能獲得正確的圓運動。但仔細觀察可知, 它是由圓運動和弦運動相互交替進行的嚙合運動, 即一部分相當于內嚙合齒輪的傳動, 另一部分相當于鏈傳動。
3.傳動噪聲的機理分析
同步齒形帶傳動所產生的噪聲主要有以下幾個部分：
3.1嚙合沖擊聲
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3.2同步帶的橫向振動所產生的聲音
...
3.3摩擦噪聲
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3.4由于帶輪振動而產生的噪聲
3.5帶與同步輪之間的氣流噪聲
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4.影響同步齒形帶傳動噪聲的因素
4.1帶的材料和結構
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4.2帶速的影響
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4.3帶的張力的影響
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4.4帶輪的多邊效應的影響
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4.5模數的影響
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4.6中心距的影響
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4.7同步帶寬度的影響
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4.8周節誤差的影響
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4.9嚙合特性的影響
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4.10帶輪齒頂圓角對噪聲的影響
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4.11帶輪結構對噪聲的影響
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5降低噪聲的措施
前幾部分較為詳盡地分析了同步帶傳動噪聲的產生機理和影響因素。這部分將就降低同步齒形帶傳動噪聲的途徑進行探討。我們知道嚙合沖擊聲為傳動噪聲中的最主要成分, 如果沒有這部分噪聲, 傳動將很安靜。因此要降低同步帶傳動噪聲, 首先就要降低嚙合沖擊聲, 下面就簡單介紹幾種降噪措施
（1）改進帶和帶輪的材料
在4.1中已指出, 如果使帶齒根或輪齒頂的材料更為柔軟, 可大大改善噪聲性能。
（2）用多根窄帶代替一根寬帶
正如4.7 指出的那樣, 使用多根窄帶代替一根寬帶傳動, 在傳遞相同功率的情況下, 傳動將更為安靜。
（3）采用較低的帶速
在結構許可的情況下, 采用較低的帶速對降噪很有好處。
（4）選用合理的傳動結構形式
在 4.6中知道, 隨中心距增大運轉噪聲減小, 因此在合理的情況下可適當地增加中心距。
（5）采用非圓柱形的同步帶輪
非圓柱形帶輪比圓柱形帶輪的傳動噪聲約低6~10dB , 高速時更為明顯。因此, 采用非圓柱形帶輪可大幅度地降低噪聲。
(6)適當減小同步帶輪齒頂圓角半徑
4.10 中討論了圓角半徑對噪聲的影響, 發現圓角半徑減小, 噪聲也減小。這就提醒我們不使用大的圓角半徑。
(7)提高帶輪和同步帶的制造精度
提高制造精度, 可以緩和傳動過程中的振動和沖擊, 降低噪聲。
（8）提高同步齒形帶傳動的安裝精度
同步帶安裝精度的提高, 可以緩和傳動過程中的振動和沖擊, 減小帶的橫向振動, 從而降低噪聲。
6.應用
同步帶傳動具有傳動可靠、噪聲低、維護簡便等特點, 自問世以來, 已廣泛地用于現代機械工業, 成為重要的傳動部件。在國內起步較晚, 僅在一些精度要求較高的機器設備中使用。

摘自【機械設計】1991 NO.4 沖擊、振動和噪音原稿PDF【同步齒形帶傳動的降低噪聲研究】