Силы и напряжения в ремнях

В покое или на холостом ходу ветви ремня натянуты одинаково. При передаче крутящего момента Т₁ натяжения в ветвях перераспределяются: ведущая ветвь натягивается до силы F₁, а натяжение ведомой ветви уменьшается до F₂ (рис.8). Для создания трения ремень надевают с предварительным натяжениемF_o.

Суммарное натяжение ветвей при работе остаётся постоянным:

. (12)

Рис.8. Силы в работающей ременной передаче

Обозначим ,

где - полезная окружная сила на шкиве.

Таким образом, получаем систему двух уравнений c тремя неизвестными:

(13)

Уравнения (13) устанавливают изменение натяжения ветвей в зависимости от полезной окружной нагрузки F_t, но не показывают тяговую способность передачи, которая связана с силой трения между ремнём и шкивом. Такая связь установлена Л.Эйлером с помощью дифференциального анализа:

,

, (14)

.

Уравнения (14) устанавливают связь натяжения ремней с полезной окружной нагрузкой F_t , коэффициентом трения f и углом обхвата α. Здесь - основание натурального логарифма.

При круговом движении ремня на него действует центробежная сила ,

где - плотность материала ремня;

А - площадь сечения ремня;

- окружная скорость.

Центробежная сила стремится оторвать ремень от шкива и тем самым понижает нагрузочную способность передачи.