In modernen mechanischen Übertragungssystemen Synchrone Zahnriemen werden aufgrund ihrer hohen Effizienz, Präzision und Rutschfestigkeit häufig in verschiedenen Präzisionsübertragungsszenarien eingesetzt. Allerdings war das Lärmproblem im Übertragungssystem schon immer eine große technische Herausforderung. Um die Geräusche des Zahnriemengetriebes wirksam zu reduzieren, kommt der Auslegung und Optimierung der Getriebestruktur eine besondere Bedeutung zu.
Die Optimierung des Übersetzungsverhältnisses und des Scheibendurchmessers ist der entscheidende Einflussfaktor auf die Geräuschentwicklung des Zahnriemengetriebes. Durch die richtige Einstellung der Zahnbreite und die Reduzierung des Übersetzungsverhältnisses kann das Übertragungsdrehmoment effektiv reduziert und dadurch die Geräuschentwicklung verringert werden. Gleichzeitig kann durch die Vergrößerung des Riemenscheibendurchmessers auch die Spannung des Synchronriemens wirksam verringert werden, wodurch das Übertragungsdrehmoment und die Geräuschentwicklung weiter reduziert werden. Dies liegt daran, dass durch die Vergrößerung des Riemenscheibendurchmessers die Kontaktfläche zwischen Riemen und Riemenscheibe vergrößert wird, wodurch ein sanfterer Eingriff erreicht und die durch den Eingriff verursachten Geräusche reduziert werden.
Die Optimierung des Zahnformdesigns wirkt sich auch direkt auf die Geräuschentwicklung aus. Die Verwendung eines Designs mit kleiner Teilung kann die Kontaktspannung der Zahnoberfläche effektiv reduzieren und Vibrationsgeräusche reduzieren. Darüber hinaus kann durch die Änderung des Zahnwinkels, um den Zahnoberflächenkontakt gleichmäßiger zu gestalten, auch der Lärm deutlich reduziert werden. Das Design gebogener Zähne oder geneigter Zähne kann die Kontaktspannung der Zahnoberfläche verteilen und die Übertragung von Vibrationsenergie reduzieren, wodurch Geräusche effektiv reduziert werden. Diese Zahnkonstruktionsstrategien zielen darauf ab, den Eingriffsprozess zwischen Riemen und Riemenscheibe zu optimieren und die durch einen schlechten Eingriff verursachten Geräusche zu reduzieren.
Bei der Übertragung der gleichen Leistung kann durch die Verwendung mehrerer schmaler Riemen anstelle eines einzelnen breiten Riemens das Übertragungsgeräusch deutlich reduziert werden. Dies liegt daran, dass die Eingriffspunkte mehrerer schmaler Riemen verteilt sind, wodurch der Trittschall, der durch den Einzelpunkteingriff entsteht, reduziert wird. Gleichzeitig wird die Vibrationsenergie des Schmalbandes besser verteilt und absorbiert, wodurch die Geräuschausbreitung verringert wird.
Der Einsatz nichtzylindrischer Riemenscheiben ist ebenfalls eine wirksame Strategie zur Reduzierung von Getriebegeräuschen. Im Vergleich zu herkömmlichen zylindrischen Riemenscheiben kann das Profildesign nichtzylindrischer Riemenscheiben die Kontaktspannung der Zahnoberfläche gleichmäßiger verteilen und die durch Spannungskonzentration verursachten Geräusche reduzieren. Darüber hinaus können nichtzylindrische Riemenscheiben den Eingriffszustand zwischen Riemen und Riemenscheibe verbessern und so den Übertragungsprozess reibungsloser gestalten.
Eine ordnungsgemäße Vergrößerung des Achsabstands kann auch dazu beitragen, Übertragungsgeräusche zu reduzieren. Mit zunehmendem Achsabstand wird die Relativbewegung zwischen Riemen und Riemenscheibe gleichmäßiger, wodurch die durch die Relativbewegung verursachten Geräusche reduziert werden. Gleichzeitig kann durch die Vergrößerung des Achsabstands auch die Spannungsschwankung des Riemens während des Übertragungsvorgangs verringert werden, wodurch die Geräuschentwicklung weiter reduziert wird.