Исследование шума в зубчатых ременных передачах (ЗРП)

Другим источником возбуждения шума являются силовые причины. Силовое возбуждение шума связано с возникновением динамических усилий контактирующих зубьев ремня под действием переменной полезной нагрузки, которая приводит к увеличению звукоизлучения в передаче.

Особенностью ЗРП является то, что процесс пересопряжения зубьев в зацеплениях приводит к возникновению возмущающей силы, действующей на динамическую систему, частоты проявления которых образуют спектр частот возмущающих сил в передаче. Совпадение одной из составляющих возмущающих сил с одной или несколькими составляющими спектра собственных частот колебаний передачи приводит к появлению в частотном спектре шума резонансных зон.

На основании проведенных исследований по выявлению источников шума в ЗРП можно отметить, что главной причиной возникновения шума могут быть: технологические погрешности ремня и колес и удар зубьев ремня при входе в пазы зубьев колес. Несоосность и колебания колеса также способствуют увеличению ударной нагрузки и являются причиной того, что боковая поверхность ремня ударяется и трется о поверхности фланцев колес, вызывая при этом повышение уровня шума. Кроме того, причиной шума являются вибрации, возникающие из-за неуравновешенности и кинематической погрешности колес, а также наличия трения между контактирующими парами на дугах обхвата колес.

Исследования шума ЗРП проводились с учетом специальных кожухов, обладающих звукопоглощающими и звукоизолирующими свойствами. Спектральный состав шума в диапазоне частот – 31,5…8000 Гц найден с помощью анализатора шума типа АШ – 2М.

Исследование ЗРП модулем 3…7 мм показало, что уровень шума существенно возрастает с увеличением предварительного натяжения ремня. Однако чрезмерное повышение F₀ приводит к резкому повышению уровня шума и доходит до 90 дБ, что, по-видимому, связано с влияющим на зацепление изменением шага зубьев ремня. Аналогично при слабом натяжении F₀ наблюдается повышение шума, обусловленное хлопаньем ветвей, приводящее к возрастанию ударной нагрузки зубьев.

Также изучено влияние скорости ремня на шумообразование. При этом полученные результаты исследования показывают, как и следовало ожидать, что с увеличением скорости вращения колеса, независимо от погрешности передачи, предварительного натяжения и передаваемой нагрузки, уровень шума возрастает. Объясняется это тем, что в передаче возникает вибрация с частотой, кратной числу зубьев и скорости вращения колеса. Естественно, с увеличением скорости возрастает сила удара между зубьями ремня и колеса, что приводит к увеличению уровня шума.