2014-02-02
4224
Силы и напряжения в ветвях ремня.
4.
Силы, действующие на валы»
В ременных передачах полезная нагрузка передается силами трения, создаваемыми предварительным натяжением ремня силой F0. В состоянии покоя и в холостом ходе каждая ветвь натянута одинакова с силой F0 (рис. а). При рабочем ходе, т.е. при передаче вращающего момента М1 происходит перераспределение натяжений в ветвях ремня: натяжение в ведущей ветви* увеличивается до F1, а в ведомом уменьшается до F2 (рис. б).
 |
Рис. а Рис. б
* Ветвь ремня, набегающую на ведущий шкив, называют ведущей, а ветвь ремня, сбегающую с него – ведомой.
Из условия равновесия шкива имеем
M1 + F2d1/2 – F1d1/2 = 0
или
F1 – F2 = Ft, (1)
где 
- окружная сила, передаваемая ремнем.
При работе передачи без учета центробежных сил геометрическая длина ремня остается неизменной, т.к. дополнительное удлинение ведущей ветви компенсируется равным сокращением ведомой ветви. Поэтому сумма натяжений ветвей под нагрузкой и на холостом ходу остается постоянной:
|
|
|
F1 + F2 = 2F0 (2)
Решив совместно уравнения (1) и (2), получим
F1 = F0 + 0,5Ft
F2 = F0 – 0,5Ft
Эти уравнения устанавливают изменение натяжений F1 и F2 в зависимости от сил Ft и F0, но не вскрывают тяговой способности передачи, которая связана силой трения между ремнем и шкивом. Эта связь без учета центробежных сил установлена уравнением Эйлера:
, (3)
где е – основание натурального логарифма
f – коэффициент трения (для резинотканевых ремней f ≈ 0,35)
αс [альфа] – угол скольжения (для гарантий от пробуксовки принимают αс ≈ 0,7 α1)
Формула (3) показывает, что отношение F1 / F2, а следовательно и сила Ft зависят от угла скольжения и коэффициента трения.
При обегании ремнем шкивов в ремне возникает дополнительная сила Fν от действия центробежных сил
Fν = ρАν2
где ρ [ро] – плотность материала ремня, кг/м3
А – площадь поперечного сечения ремня, м2
Сила Fν ослабляет полезное действие предварительного натяжения F0. она отбрасывает ремень от шкива и тем самым понижает тяговую способность передачи. Однако влияние силы Fν на работоспособность передачи существенно сказывается только при ν > 25 м/с.
Таким образом, натяжение в ведущей и ведомой ветвях ремня при работе
F1 = F0 + 0,5Ft + Fν
F2 = F0 - 0,5Ft + Fν
и для холостого хода F0 + Fν
