Напрежения на ремъка и изчисляване на ремъчно предаване
Напрежение на колана
Характеристика на напрежението на задвижващия ремък
Разграничават се следните видове напрежения на ремъка: напрежение на напрежение, ефективно напрежение, напрежение при огъване на ремъка и центробежно напрежение.
Взети заедно, всички тези напрежения причиняват общи напрежения в колана, които се разпределят неравномерно по дължината на колана по време на работа на ремъчното задвижване (виж фиг. 1) .
Напрежение за обтягане на колана
Напрежението σ0 възниква от необходимостта от предварително опъване на ремъка, за да се осигури сцеплението му с ролките поради силите на триене. Следователно в покой или на празен ход, всеки клон на ремъка е опънат със сила F0, следователно,
σ0 = F0/A, където A е площта на напречното сечение на колана .
Полезно напрежение
Съотношението на периферната сила (полезен товар) Ft към площта на напречното сечение на лентата се нарича полезно напрежение σt (на фиг. 1 полезното напрежение е подчертано в синьо):
Тъй като Ft = F1 - F2, полезното напрежение σt е разликата между напреженията в задвижващите и задвижваните клони на ремъка по време на работния ход при ниска скорост (докато се повлияе влиянието на центробежните сили), т.е.
Напреженията σ1 във водещия и σ2 в задвижваните разклонения от силите F1 и F2, като се вземат предвид предварително направените дефиниции, могат да бъдат изчислени по формулите:
Стойността σt определя тяговата способност на ремъчното задвижване.
Напрежение при огъване в колана
Напрежението на огъване σi (напреженията на огъване са подчертани в червено на фиг. 1) възниква в ремъка, когато се огъва около ролките. На местата, където коланът се движи върху ролките и коланът се оттича, няма внезапни скокове на напрежение (виж фиг. 1), тъй като радиусът на кривината на колана се променя постепенно.
Според закона на Хук σi = εE, където ε = ymax/r е относителното удължение на влакната от външната страна на колана по време на огъване.
Според фиг ... ymax = 0,5δ и r = 0,5 (d + δ) ≈ 0,5d .
Тогава
където δ е дебелината на лентата; E - модул на надлъжна еластичност на материала на колана; d - прогнозен диаметър на ролката.
От формула (3) следва, че най-голямото напрежение на огъване в лентата се появява на малка ролка с диаметър d1 (виж фиг. 1). Обикновено, поради съображения за компактност, предаването има тенденция да приема малки стойности на d1. В този случай обаче възникват големи огъващи напрежения σ, които могат да бъдат няколко пъти по-високи от всички други напрежения.
На практика стойността на напрежението на огъване на ремъка σi е ограничена до минимално допустимата стойност за всеки тип колан от диаметъра на малката (обикновено задвижваща) ролка d1 .
Напрежението при огъване, променящо се в нулев цикъл, е основната причина за повреда на умората на ремъка. Това не влияе върху тяговата способност на ремъчното задвижване.
Центробежен стрес
По време на работата на трансмисията участъците на колана, огъващи се около ролките, извършват криволинейно движение по дъга на кръг. В резултат на това върху тях действат центробежни сили, причиняващи съответните напрежения в колана.
Напрежението от центробежната сила σv (на фиг. 1 напрежението от центробежната сила е подчертано в зелено) може да се определи по формулата:
Общо напрежение на колана
Най-голямото напрежение в колана се определя като сумата от напреженията от всеки фактор на сила, който ги причинява:
Напрежението при огъване обикновено е значително по-високо от всички останали компоненти на най-голямото (общо) напрежение в колана.
Максималното напрежение действа в напречното сечение на колана в мястото на неговото задвижване върху малката ролка и запазва стойността си по цялата дъга на остатъка αп1 (виж фиг. 1) .