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施绍平 (江西宜春师范专科学校) 翁贤邦(上海交通大学)

1.概述

同步齿形带传动近来常用于一些机器设备之中, 这是由于它具有优良的机械性能, 且不需润滑、维修方便等特点。由于同步齿形带传动常用于一些安静场所, 因此同步带的传动噪声又会成为一个突出的问题。本文就同步齿形带传动噪声的产生机理、影响因素及降噪方法进行探讨。

2 同步齿形带传动的啮合传动原理
由图1 表明, 如果同步带的节线和带轮的节线相重合, 则能获得正确的圆运动。但仔细观察可知, 它是由圆运动和弦运动相互交替进行的啮合运动, 即一部分相当于内啮合齿轮的传动, 另一部分相当于链传动。

3.传动噪声的机理分析
同步齿形带传动所产生的噪声主要有以下几个部分:
3.1啮合冲击声
...
3.2同步带的横向振动所产生的声音
...
3.3摩擦噪声
...
3.4由于带轮振动而产生的噪声
3.5带与同步轮之间的气流噪声
...
4.影响同步齿形带传动噪声的因素
4.1带的材料和结构
...
4.2带速的影响
...
4.3带的张力的影响
...
4.4带轮的多边效应的影响
...
4.5模数的影响
...
4.6中心距的影响
...
4.7同步带宽度的影响
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4.8周节误差的影响
...
4.9啮合特性的影响
...
4.10带轮齿顶圆角对噪声的影响
...
4.11带轮结构对噪声的影响
...
5降低噪声的措施
前几部分较为详尽地分析了同步带传动噪声的产生机理和影响因素。这部分将就降低同步齿形带传动噪声的途径进行探讨。我们知道啮合冲击声为传动噪声中的最主要成分, 如果没有这部分噪声, 传动将很安静。因此要降低同步带传动噪声, 首先就要降低啮合冲击声, 下面就简单介绍几种降噪措施
(1) 改进带和带轮的材料
在4.1中已指出, 如果使带齿根或轮齿顶的材料更为柔软, 可大大改善噪声性能。

(2)用多根窄带代替一根宽带
正如4.7 指出的那样, 使用多根窄带代替一根宽带传动, 在传递相同功率的情况下, 传动将更为安静。
(3)采用较低的带速
在结构许可的情况下, 采用较低的带速对降噪很有好处。
(4)选用合理的传动结构形式
在 4.6中知道, 随中心距增大运转噪声减小, 因此在合理的情况下可适当地增加中心距。
(5)采用非圆柱形的同步带轮
非圆柱形带轮比圆柱形带轮的传动噪声约低6~10dB , 高速时更为明显。因此, 采用非圆柱形带轮可大幅度地降低噪声。
(6)适当减小同步带轮齿顶圆角半径
4.10 中讨论了圆角半径对噪声的影响, 发现圆角半径减小, 噪声也减小。这就提醒我们不使用大的圆角半径。
(7)提高带轮和同步带的制造精度
提高制造精度, 可以缓和传动过程中的振动和冲击, 降低噪声。
(8)提高同步齿形带传动的安装精度
同步带安装精度的提高, 可以缓和传动过程中的振动和冲击, 减小带的横向振动, 从而降低噪声。
6.应用
同步带传动具有传动可靠、噪声低、维护简便等特点, 自问世以来, 已广泛地用于现代机械工业, 成为重要的传动部件。在国内起步较晚, 仅在一些精度要求较高的机器设备中使用。

 

摘自【机械设计】1991 NO.4  冲击、振动和噪音  原稿PDF【同步齿形带传动的降低噪声研究

 

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