Усилия и напряжения в ветвях ремня

Для обеспечения трения между ремнем и шкивом, в ремне после установки на шкив создают предварительное натяжение F₀. Чем больше F₀, тем выше тяговая способность передачи.

В состоянии покоя каждая ветвь ремня натянута одинаково с силой F₀. При работе передачи ведущая (набегающая) ветвь натягивается до силы F₁, а ведомая (сбегающая) ослабевает до силы F₂.

Окружная сила на шкиве:

= .

Следует отметить, что

.

Решая совместно эти уравнения, получим

, .

Рис. 21. Натяжение ветвей ремня:

а – в состоянии покоя;

б - при работе передачи.

При обегании ремнем шкивов в ремне возникает центробежная сила, которая стремится сбросить ремень со шкива:

,

где ρ - плотность материала ремня;

А - площадь сечения ремня;

V - скорость ремня.

При работе ременной передачи напряжения по длине ремня распределяются неравномерно. Эти напряжения складываются из напряжений от сил предварительного натяжения ремней, напряжения от окружной силы (так называемого полезного напряжения), напряжений от изгиба ремня на шкивах и напряжений от центробежных сил. Наибольшее суммарное напряжение возникает в поперечном сечении ремня в месте его набегания на малый шкив.

Скольжение ремня

В ременной передаче возникают два вида скольжения ремня по шкиву: упругое, неизбежное при нормальной работе передачи, и буксование - при перегрузке.

Упругое скольжение ремня происходит из-за разного натяжения прямолинейных ведущей и ведомой ветви ремня. Скорости прямолинейных ветвей V₁ и V₂ равны окружным скоростям шкивов, на которые они набегают. В связи с упругим проскальзыванием V₁ > V₂. Это явление характеризуется коэффициентом скольжения:

.

При нормальном режиме работы обычно ξ = 0,01...0,02.

Передаточное число ременной передачи с учетом проскальзывания:

.