5. Силы в ветвях ремня

В ременных передачах полезная нагрузка передается силами трения, создаваемыми предварительным натяжением ремня силой F0.

В состоянии покоя и при холостом ходе каждая ветвь натянута одинаково с силой F0 (рис.5, а). При рабочем ходе, т.е. при передаче

вращающего момента T происходит перераспределение натяжений в ветвях ремня: натяжение ведущей ветви (набегающей на ведущий шкив) увеличивается до F^, а ведомой (сбегающей с ведущего шкива) уменьшается до (рис.5, б). Из условия равновесия шкива:

T

(116)

+ F2d₁/2- F₁d₁/2 = 0,

и

(1.17)

ли

^F

где

- ^F2 = ^Ft ^,

F_t = 2T / d^- окружная сила, передаваемая ремнем.

П

(1.18)

ведомая

ветвь

Рис. 5

ведущая

ветвь

ри работе передачи без учета центробежнь х сил геометрическая длина ремня остается неизменной, так как дополниельное удлинение ведущей ветви компенсируется равным сокращением ведомой ветви. Поэтому сумма натяжений ветвей под нагрузкой и на холостом ходу остается постоянной:

^F1 + ^F2 = ^{2 F}₀

Р

(1.19)

ешив совместно уравнения (1.17) и (1.18) получим

F₁ = F₀ + 0.5F_t; F₂ = f₀ -0.5F_t.

Эти уравнения устанавливают изменение натяжений F и в

зависимости от сил F_t и Fj , но не вскрывают тяговой способности передачи,

которая связана силой трения между ремнем и шкивом. Эта связь без учета центробежных сил у с^ановлена уравнением Л. Эйлера, выведенному для нерастяжимой нити, скользящей по цилиндру:

(1.20)

где e - о 'нование натурального логарифма; f - коэффициент трения (для резинотканевых ремней f » 0.35) a_с- угол скольжения (для гарантий от пробуксовки принимают а _с» 0.7 а^. Формула (1.20) показывает, что отношение Fi / F2, а, следовательно, и сила Ft зависят от угла скольжения и

коэффициента трения. Нетрудно установить, что увеличение значений f и а_с

благоприятно отражается на работе передачи. Эти выводы приняты за основу при создании конструкций клиноременной передачи и передачи с натяжным роликом. В первой передаче использован принцип искусственного повышения трения путем заклинивания ремня в канавках шкива. Во второй - увеличивают угол обхвата а установкой натяжного ролика.

При обегании ремнем шкивов в ремне возникает дополнительная сила натяжения Fy от действия центробежных сил

F_V = рАУ² , (1.21)

где р - плотность материала ремня, кг/м ; А - площадь поперечного сечения ремня, м². Значения плотности ремней р: прорезиненных кордошнуровых и

33

тканевых, и клиновых 1100-1200 кг/м , хлопчатобумажных 900^ 1000 кг/м , кожаных 1000 ^ 1100 кг/м . Сила F_V ослабляет полезное действие

предварительного натяжения F0. Она отбрасывает ремень от шкива и тем

самым понижает тяговую способность передачи. Однако влияние силы F_V на

работоспособность передачи существенно сказывается только при V > 20м/с.

Таким образом, натяжение в ведущей и ведомой ветвях ремня при работеF1 = F0 + 0.5F_t + F_y ,F₂ = F0 - 0.5F_t + Fy и для холостого хода F0 + Fy.