XPB2600带齿三角带齿形同步带传动噪声的机理分析

XPB2600带齿三角带齿形同步带传动噪声的机理分析齿形同步带传动所产生的噪声主要有以下几个部分:
    1啮合冲击声
    带与同步带轮啮合时，带齿和轮齿产生撞击，从而发出声音，这部分声音是齿形同步带传动噪声中zui主要的一部分。图2表明了以冲击噪声为主的传动噪声的波形和频谱。噪声随啮合频率fZ周期性波动，在啮合周期内其峰值立即衰减，这是明显的冲击噪声特性。噪声谱中5k-13kHz的声级也较大，这主要是受带的特性频率fe的影响，聚氨酯同步带fe约lOkHz,橡胶带fe约4.2kHz。转动频率fn处的声级也较大，但由于在低频，故对声级的贡献不大。
    为了研究啮合冲击噪声的产生机理，采用每两齿缺一齿的带（图3）。这种带的声压波的形状和正常带一样有冲击声波的形状，也是每隔一段时间重复一次。由此得出结论:冲击声不是由带齿和轮齿的撞击产生的，而是由轮齿顶部（A点）与带齿根部（a点）的冲击所引起的。图4给出了不同转速的声级曲线，由图可看出冲击速度是影响啮合冲击噪声的重要因素。
    图5表明同步齿形带传动的啮合状况，为了研究轮齿顶部与带齿根部的冲击，把同步带轮作为一多边体来处理。啮合之初，多边体的顶边即轮齿顶部的A边经过一些角度撞上带。现假设带是*弹性的，且在轮的节圆位置及忽略带的横向振动。
    同时我们还注意到噪声主要来自主动轮的啮合点，从动轮比主动轮与嗓声小的原因是:带与从动轮啮合时，由于从动轮作用于带的松边，啮合点对带轮的作用力;更小，从动轮齿顶与带齿根的冲击也不似主动轮那样强，亦即:①由于带的挠曲刚度及实际冲击点a比理想带（*弹性）齿底水平LL更高一些，带的松边在b点不能构成一个a角（见图5），因此，v1将比式（4）的结果更小。②带的松边的冲击点在冲击方向上容易移动，这样也就使冲击变小和冲击声变得更柔和。
    根据上面的分析，也可看出降低啮合冲击声的基本方法就是减小带轮齿顶部与带齿根部的冲击。
  
 2带的横向振动所产生的声音
    当带轮产生周向振动的时候，XL同步带为横向振动和带轮的周向振动相互影响，相互祸合。XL同步带的横向振动为一强迫振动，激励频率为啮合频率fZ，因此，当转速接近fz和带的横向振动固有频率时，横向振动将变得很大，特别是带的张力很大以及带的根部与带轮压得很紧的时候。带的张力大横向振动变大的原因为:当张力很小时，由于挠曲刚度的作用，带与轮齿压得不紧，冲击速度也不大，同时，在横向振动方向上带的支点A的运动使带变得光滑，幅值也变小。交点的横向运动和啮合冲击作为一激励作用在系统上，因此可以认为随带的张力的增大及弯曲刚度的减小，带的横向振动变得剧烈。当横向振动在fZ处发生共振，只要固有频率不高，噪声级也不会增加太多;但是如果带的张力大，
固有频率又高，那么横向振动产生的噪声将很大，同时还诱发出其他噪声。图6表示不同转速的共振噪声曲线。图7表明了共振噪声的波形及频谱，波形几乎是fZ的正弦波;频谱表明fZ的作用远比其他频率成分更大。由于抗拉层伸长很小，质量较轻，因此，当带受到剧烈的拉伸，内部张力变大，带的横向振动固有频率也增大。
    3摩擦噪声
    同步齿形带传动产生摩擦噪声的途径有:带齿与轮齿的之间摩擦;带与挡边之间的摩擦。带齿与轮齿的摩擦噪声通常被同时发出的啮合冲击声所掩盖（见图2（a）.  7（a））;而带与挡边的摩擦噪声能清楚听到。但带与挡边的接触能减轻带轮齿顶与带齿根的冲击，也就降低了啮合冲击声，为此总声级降低。而实际传动中，考虑到带的寿命，通常不与挡边接触，因而摩擦噪声对传动噪声的影响可以忽略。
    4.由于带轮振动而产生的噪声
    5.带与带轮之间的气流噪声
    通过上述对同步齿形带传动噪声的机理分析，可得出下列结论:
    （1）在一般运转条件下，啮合冲击噪声是传动噪声中zui主要的组成部分;
    （2）啮合冲击噪声是由传动带轮的齿顶与带的齿根的冲击而引起的;
    （3）如果带的张力足够大，带的横向振动与啮合频率的共振会产生较大的噪声;
    （4）如果能消除啮合冲击噪声和带横向振动的共振噪声，那么同步齿形带传动是很安静的。