Передаточное число ременной передачи

Выделим некоторый участок ремня длиной  в ненагруженной передаче, а затем дадим нагрузку. При прохождении ведущей ветви отмеченный участок удлинится +∆, а ведомой сократится -∆, тогда окружные скорости будут

и ,

где t - время прохождения участка. Значит скорость V₂<V₁.

где - коэффициент скольжения.

Тогда V₂=V₁(1-).

Окружные скорости

; .

Отношение тогда .

По мере роста нагрузки увеличивается ∆, а значит, возрастает разность окружных скоростей и меняется передаточное отношение. Упругое скольжение является причиной некоторого непостоянства передаточного отношения в ременной передаче. При перегрузке дуга покоя уменьшается до 0, ремень начинает скользить по всей поверхности шкива, наступает режим буксования. При этом ведомый шкив останавливается, а КПД передачи равен 0.

С Рис. 11.4 а б илы в ременной передаче

Рассмотрим два случая (рис. 11.4). В первом случае (рис. 11.4, а) нагрузка отсутствует (Т₁=0). Здесь F₀ – предварительное натяжение ремня. Во втором случае (Рис. 11.4, б) передача нагружена моментом Т₁>0. Здесь F₁ и F₂ – натяжение ведущей и ведомой ветвей. Окружная сила .

По условию равновесия шкива имеем

или (11.1).

Связь между F₀, F₁ и F₂ можно установить на основе следующих рассуждений. Геометрическая длина ремня не зависит от нагрузки и остается неизменной как в ненагруженной, так и в нагруженной передаче. Следовательно, дополнительная вытяжка ведущей ветви компенсируется сокращением ведомой. Согласно закону Гука деформация пропорциональна силе, тогда запишем

F₁=F₀+∆F, F₂=F₀ - ∆F или F₁+F₂ =2F₀. (11.2).

Из совместного решения уравнений (11.1) и (11.2) получим

, .

Последние уравнения устанавливают изменение натяжения ведущей и ведомой ветвей в зависимости от нагрузки F_t и предварительного натяжения F₀, но не вскрывают тяговой способности передачи, которая связана с величиной сил трения между ремнем и шкивом. Эта связь установлена Л. Эйлером. Он установил зависимость между F₁ и F₂ на границе буксования, то есть определил максимально допустимую величину F_t в зависимости от F₀ при условии использования полного запаса сил трения.

; ; ; , здесь f - коэффициент трения.

При круговом движении ремня со скоростью V на каждый его элемент массой d_m, расположенный в пределах угла охвата, действуют элементарные центробежные силы dF_c (рис 11.5). Действие этих сил вызывает дополнительное натяжение F_v во всех сечениях ремня.

,

где  - удельный вес ремня, g - ускорение силы тяжести, b - ширина,  - толщина ремня.

И

Рис. 11.5

з условия равновесия ремня получим.

Натяжение F_v ослабляет полезное действие предварительного натяжения F₀. Оно уменьшает величину сил трения и тем самым понижает нагрузочную способность передачи.

Нагрузка на валы и опоры

Силы натяжения ветвей ремня (за исключением F_V) передаются на валы и опоры (рис.11.6). Равнодействующая нагрузка определяется как

.

Р

Рис. 11.6

авнодействующая R в 2…3 раза больше окружной силы F_t.

Основные преимущества ременной передачи:

1. Возможность передачи момента между валами, расположенными на значительном расстоянии;

2. Плавность и бесшумность работы;

3. Предохранение механизмов от перегрузок вследствие проскальзывания;

4. Малая стоимость.

Основные недостатки ременной передачи:

1. Большие габариты;

2. Непостоянство передаточного числа вследствие проскальзывания;

3. Повышенные нагрузки на валы из-за натяжения ремня;

4. Малая долговечность;