¿Qué es una transmisión por correa (correa trapezoidal)? Dibujo Tipo propósito y composición de la transmisión por correa.

Transmisión por correa (Fig. 4.58, a) consta de poleas motrices y conducidas conectadas por una correa (correas) colocadas sobre las poleas con tensión. La rotación de la polea motriz se transmitirá a la polea conducida debido a la fricción desarrollada entre la polea motriz.

Arroz. 458

correa y poleas o engranajes (transmisión por correa dentada).

Ventajas: la capacidad de realizar transmisiones entre ejes ubicados a una distancia considerable; funcionamiento suave y silencioso; la protección contra sobrecarga está asociada con la capacidad de la correa para transmitir solo una determinada carga, por encima de la cual se produce el deslizamiento (deslizamiento) de la correa y la polea; Bajo costo y facilidad de cuidado de la transmisión.

Defectos: grande dimensiones; inconstancia de la relación de transmisión debido al deslizamiento de la correa; mayores fuerzas de presión sobre los ejes y cojinetes, ya que la tensión total de las ramas de la correa es significativamente mayor que la fuerza de transmisión circunferencial; baja durabilidad de las correas y necesidad de protegerlas del aceite; la necesidad de dispositivos tensores de correas.

En la mayoría de los casos, las transmisiones por correa se utilizan para transmitir potencias de 0,3 a 50 kW: la eficiencia para una transmisión por correa plana es = 0,96 y para una transmisión por correa trapezoidal es = 0,95.

Según la forma de la sección transversal, las correas de transmisión por fricción se dividen en correas planas (Fig. 4.586), correas trapezoidales (Fig. 4.58, c), correas poli-V (Fig. 4.58, GRAMO), redondo (figura 4.58, mi) y etc.

En consecuencia, según la forma de la sección transversal de la correa, se distinguen las transmisiones por correa plana, por correa trapezoidal, por correa poli-V y por correa redonda.

Materiales y diseños de cinturones. La correa de transmisión debe tener una determinada capacidad de tracción (la capacidad de transmitir una carga determinada sin deslizarse) y la durabilidad requerida. La capacidad de tracción de la correa está garantizada por su fiable adherencia a las poleas, que está determinada por el alto coeficiente de fricción entre ellas. La durabilidad de una correa depende de las tensiones de flexión que se producen en ella y de la frecuencia de los ciclos de carga. Pero existen varios tipos de cinturones según el material y el diseño.

Cinturones planos. Los cinturones planos estándar incluyen tela cauchutada, cuero, algodón y lana de tejido sólido. Los extremos de las correas planas se pueden unir (mediante costura, pegado, clips metálicos) y en transmisiones de alta velocidad se utilizan correas sin costura (sin fin).

Correas trapezoidales. Se fabrican en tres tipos: sección normal, estrecha y ancha para variadores. Las correas de sección normal son las principales en la ingeniería mecánica en general. Según GOST, estos cinturones se fabrican en siete secciones de diferentes tamaños: O, A, B, C, D, D y E. Permitido velocidad máxima para perfiles O, A, B, C - hasta 25 m/s, para D, D y E - hasta 30 m/s. Las secciones de la correa aumentan de O a E. Las correas trapezoidales son las que reciben más aplicación amplia en la industria.

correas acanaladas. Son similares en diseño a los de cuña. En su parte plana delgada (ver Fig. 4.58 y 4.59, A) Se coloca un cordón de alta resistencia de viscosa, fibra de vidrio o lavsan y varias capas de tela colocadas en diagonal, otorgando al cinturón una mayor rigidez lateral. Las transmisiones por correas en V son las más compactas de todas las transmisiones por correa y pueden funcionar a velocidades v≤ 40 m/s.

Correas dentadas (Figura 4.59, b). Combinan las ventajas de las correas planas y las correas dentadas. En la superficie de trabajo de las correas se hacen protuberancias (dientes), que encajan con las protuberancias (dientes) de las poleas. Las correas dentadas se instalan sin pretensado. Funcionan silenciosamente sin patinar y tienen una relación de transmisión constante. Comparado con lo habitual

Arroz. 4.59

Con la nueva transmisión por correa de fricción, las transmisiones por correa dentada son mucho más compactas y tienen mayor eficiencia.

Materiales y diseños de poleas. Las poleas de transmisión por correa están hechas de hierro fundido, acero, aleaciones ligeras, plásticos y madera. La parte exterior de la polea, sobre la que se montan las correas, se llama llanta, y la parte central, que encaja en el eje, se llama cubo. La llanta está conectada al buje mediante un disco o radios.

Cinemática, geometría y fuerzas en transmisiones por correa. El diagrama de carga de la correa se muestra en la Fig. 4,60, donde es el ángulo de la correa que rodea la polea; A– distancia interaxial – arco de deslizamiento en el que se observa deslizamiento elástico;

Fuerza de tensión de la rama principal 3 correa que sale de la polea conducida 2 Durante la operación de transmisión, se aplica más fuerza de tensión a la rama impulsada. 1, corriendo hacia la polea conducida 2. De la distribución de fuerzas en las secciones transversales de la correa se deduce que en la polea motriz 1 la fuerza de tensión disminuye gradualmente, y en el conducido 2 – aumenta. Las diferentes tensiones de las ramas motriz y conducida de la correa provocan un deslizamiento elástico de la correa sobre las poleas.

Velocidades circunferenciales (m/s) del vehículo circulante y conducido v 2 poleas están determinadas por las fórmulas.

donde es la velocidad de rotación, rpm es el diámetro de la ιésima polea, mm.

Debido al deslizamiento elástico de la correa sobre las poleas de la polea motriz, la velocidad periférica es mayor que la velocidad periférica de la conducida:

Arroz. 4.60

¿Dónde está el coeficiente de deslizamiento elástico? El deslizamiento elástico se encuentra dentro y aumenta al aumentar la carga.

La relación de transmisión de la transmisión por correa, teniendo en cuenta el deslizamiento, se determina de la siguiente manera:

Normalmente, la relación de transmisión se elige para que no sea superior a 4-5. Diámetro de la polea más pequeña de la transmisión por correa plana, donde es la potencia, kW, la velocidad de rotación de la polea impulsora, rpm.

El diámetro de la polea más grande para transmisiones por correa plana y en V es . Ángulo de envoltura de la correa alrededor de una polea más pequeña

¿Dónde está la distancia al centro de transmisión, mm?

Se recomienda utilizarlo para transmisiones por correa plana y por correa trapezoidal. A medida que disminuye, disminuye la adherencia de la polea a la correa. Distancia al centro de la transmisión por correa A determinado por el diseño de la máquina o su accionamiento,

Longitud de la correa de transmisión calculada l armonizado con los estándares de cinturones.

La fuerza circunferencial sobre las poleas está determinada por la carga transmitida, N:

donde es el par de diseño, II ∙ m es el diámetro de la polea, mm.

La fuerza circunferencial es igual a la diferencia de tensión entre las ramas del cinturón.

Para un funcionamiento normal, es necesario asegurar el pretensado de la correa.

donde L es el área de la sección transversal de la correa de transmisión por correa plana o el área de la sección transversal de todas las correas de transmisión por correa trapezoidal es la tensión normal del pretensado de la correa; Con el crecimiento, aumenta la capacidad de carga de la transmisión.

La pretensión de la correa se toma para correas planas estándar MPa; para correas trapezoidales estándar MPa; para correas de poliamida MPa.

La suma de las tensiones de las ramas motriz y conducida de la correa.

Del sistema de dos ecuaciones (4.86) y (4.87) obtenemos las expresiones

La carga transmitida depende de la fuerza de fricción entre la correa y la polea. Esta conexión en el valor máximo que excluye el deslizamiento se determina mediante la fórmula de Euler:

donde está el coeficiente de fricción; es el ángulo entre las ramas del cinturón.

Las mayores tensiones se producen en el ramal de la correa de transmisión. voltaje normal en el cinturón por la acción de la fuerza

Cinturón de conducir Se llama mecanismo cinemático que transmite energía mediante una conexión flexible mediante la fricción entre una correa y una polea.

Componentes cinturón de conducir Son las poleas motriz y conducida ubicadas a cierta distancia entre sí, que están enrolladas alrededor de una correa de transmisión especial.

Nivel carga transmitida en cinturón de conducir Depende de factores como la tensión de la correa, el coeficiente de fricción y el ángulo de envoltura de la polea.

transmisiones por correa

transmisiones por correa hay varios tipos y se clasifican según la forma de la sección transversal del cinturón. Según este criterio, los expertos distinguen entre transmisiones por correa redonda, por correa trapezoidal y por correa plana. Al mismo tiempo, las correas planas y en forma de V son las más comunes en tecnología.

La principal ventaja de las correas planas es que su tensión en los lugares de contacto con las poleas es mínima, y ​​las correas en V es que, por su perfil, se caracterizan por una mayor capacidad de tracción. En cuanto a las correas redondas, se pueden encontrar con mayor frecuencia en máquinas y mecanismos de tamaño relativamente pequeño, por ejemplo, instrumentos, máquinas de escritorio, equipos para las industrias alimentaria y de la confección.

Ventajas y desventajas de las transmisiones por correa.

Las principales ventajas que tiene transmisiones por correa, son los siguientes: diseño sencillo y bajo coste; la capacidad de asegurar la transmisión del par a largas distancias; Facilidad de operación y mantenimiento; Funcionamiento sin golpes y funcionamiento suave.

Al mismo tiempo, las transmisiones por correa también tienen toda la linea desventajas, que incluyen: tamaños relativamente grandes que no permiten su uso en varios casos; fragilidad cuando se usa en mecanismos de alta velocidad; la imposibilidad de asegurar una relación de transmisión constante debido al deslizamiento de la correa; cargas pesadas sobre soportes y ejes.

También hay que destacar que la fiabilidad transmisiones por correa significativamente menor que en transmisiones de otros tipos, ya que no se excluyen y ocurren con bastante frecuencia roturas de correas y saltos de las poleas. Por este motivo, las transmisiones por correa requieren más atención en términos de mantenimiento y deben ser monitoreadas constantemente.

Tipos de transmisiones por correa plana

Dependiendo de la ubicación de los ejes de las poleas, así como de su finalidad, las transmisiones por correas planas se dividen en los siguientes tipos: engranajes abiertos, engranajes con poleas escalonadas, engranajes transversales y engranajes con rodillo tensor.

Los engranajes abiertos se caracterizan por tener ejes paralelos y el hecho de que las poleas giran en la misma dirección.

Las transmisiones con poleas escalonadas brindan la capacidad de cambiar la velocidad angular de rotación del eje impulsado a una velocidad constante del eje impulsor.

En los engranajes transversales, las poleas giran en direcciones opuestas y sus ejes son paralelos.

Los engranajes con rodillo tensor proporcionan tensión a la correa en modo automatico y aumentar el ángulo de envoltura de una polea con un diámetro pequeño.

Los principales materiales para la fabricación de correas planas son el cuero, la lana, los tejidos engomados y de algodón, y pueden tener diferentes anchos. Cuáles se utilizan en cada caso concreto depende de la finalidad del cinturón y de las condiciones de su funcionamiento. Además, también es importante la carga que experimentará la correa durante el funcionamiento de la transmisión.

El diseño de una transmisión por correa plana es relativamente simple y puede usarse con éxito cuando está alto; características de velocidad Mecanismos cinemáticos y grandes distancias entre ejes de poleas.

transmisión por correa trapezoidal

La característica principal de una transmisión por correa trapezoidal es que su correa de transmisión tiene una sección transversal trapezoidal con un ángulo de perfil igual a 40°. En comparación con una correa plana, es capaz de transmitir fuerzas de tracción bastante grandes, sin embargo Eficiencia es significativamente menor.

La función principal de cualquier Correa de transmisión- Esta es la transmisión de la fuerza de tracción y, por lo tanto, debe ser fuerte, resistente al desgaste, duradera, proporcionar una buena adherencia a las poleas y, al mismo tiempo, ser relativamente económica.

El principal ámbito de uso de las transmisiones por correa trapezoidal son las máquinas y mecanismos con pequeñas distancias entre centros y grandes relaciones de transmisión. En este caso, los ejes del eje suelen estar situados en el plano vertical.

Correas dentadas

Las correas dentadas suelen estar hechas de un material sintético moderno y duradero, como la poliamida. Combinan con bastante éxito las ventajas de los engranajes y las correas planas.

Estas correas tienen pequeños salientes en sus superficies de trabajo, que durante el funcionamiento encajan en pequeños huecos ubicados en las poleas. Son muy adecuados para aquellos engranajes que transmiten rotación a altas velocidades, y la distancia entre ejes es pequeña.

Poleas

Para transmisiones por correa plana, la forma más preferida de superficie de trabajo que tiene la polea es superficie lisa, teniendo cierta convexidad. En el caso de las correas trapezoidales, sus superficies de trabajo son las superficies laterales de las poleas. Las poleas están fabricadas con materiales como acero, plásticos, aleaciones de aluminio y hierro fundido.

Transmisión mecánica del movimiento de rotación mediante una correa de transmisión tensada lanzada sobre poleas montadas sobre ejes. Hay transmisiones por correa plana, cuña y redonda, así como transmisiones por correa dentada... Gran diccionario enciclopédico

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Uno de los tipos más antiguos de transmisión de potencia, que utiliza correas y poleas de transmisión. Su diagrama más simple se muestra en la figura: se fijan dos ejes al marco; Llevan poleas (en cojinetes) sobre las que se tensa la correa de transmisión. Cinturón… … Enciclopedia de Collier

Sirve para la transmisión de rotación. movimiento mediante poleas, asegurado. en los ejes y en la correa de transmisión. Hay transmisiones por correa plana, cuña y redonda, así como transmisiones por correa dentada. R. p. son comunes en unidades con. X. máquinas, generadores eléctricos... Gran Diccionario Politécnico Enciclopédico

Correaje- mecanismo de correa Mecanismo en el que la transformación del movimiento se produce mediante el contacto de la correa con la polea. Código IFToMM: Sección: ESTRUCTURA DE MECANISMOS... Teoría de mecanismos y máquinas.

transmisión por correa síncrona- una transmisión compuesta por una correa síncrona y al menos dos poleas síncronas; la potencia o la rotación se transmite mediante el acoplamiento de los dientes de la correa con los dientes de la polea [GOST 28500 90 (ISO 5288 82)] EN transmisión por correa síncrona Un sistema compuesto por un... ... Guía del traductor técnico

Y; y. 1. para transmitir transmitir. P. orden. P. mensajes telefónicos. P. conocimiento y experiencia. P. óperas en radio, en televisión. P. bastón de relevo. P. pensamientos a distancia. P. propiedad de la tierra. Recibir el balón del pase de un defensor. 2. Esto o aquello... ... diccionario enciclopédico

Transmisión- un mecanismo para transmitir movimiento, generalmente con conversión de velocidad y un cambio correspondiente en el par. Con la ayuda de la transmisión, se resuelven las siguientes tareas: reducir (con menos frecuencia aumentar) la velocidad... ... Diccionario enciclopédico de metalurgia

transmisión- Y; y. ver también transferir, transferir 1) para transferir transferir. Transmisión de una orden. Enviando mensajes telefónicos... Diccionario de muchas expresiones.

La mecánica automotriz incluye una cantidad bastante grande de mecanismos que transmiten diversos movimientos de rotación o traslación a otros dispositivos. Uno de esos dispositivos es transmisión por correa trapezoidal. En este artículo intentaremos contarte con el mayor detalle posible qué es, por qué es necesario y cómo funciona.

¿Qué es y cómo funciona una transmisión por correa trapezoidal?

Una transmisión por correa es un método para transmitir energía mecánica giratoria desde su fuente a otro mecanismo. EN en este caso, dicha energía es el par. Cualquier transmisión por correa consta de una correa y al menos dos poleas.

La correa, por regla general, está hecha de caucho que ha sido sometido a un tratamiento especial, lo que le permite soportar tensiones mecánicas, tensiones y algunas desviaciones térmicas no demasiado fuertes. Hay muchos tipos de transmisiones por correa, pero nos centraremos en la opción más común: la correa trapezoidal, que se ha generalizado bastante en la industria del automóvil.

La transmisión por correa trapezoidal se compone de una correa en V y sus correspondientes poleas. La polea de la correa trapezoidal es un disco de metal con ramas especiales alrededor de la circunferencia destinadas a la propia correa. El cinturón, a su vez, tiene dos versiones: Correa dentada o suave.

Inicialmente, un cinturón de este tipo accionaba una gran cantidad de mecanismos diferentes de automóviles. El generador y la bomba de agua siguen siendo los principales hasta el día de hoy. En camiones y muchos otros autos modernos Con la ayuda de dicha correa, se accionan compresores de aire especiales para amplificadores. sistema de frenos auto.

La característica principal de la polea de correa trapezoidal debe ser una ranura especial para la correa. Sin él, este cinturón simplemente saltará del mecanismo, ya que es relativamente delgado. Este enfoque permite reducir el espacio ocupado por la transmisión por correa reduciendo sus dimensiones.

Las dimensiones de las poleas dependen de la relación de transmisión. Si la marcha está bajando, entonces la polea motriz debe ser más pequeña que la conducida y viceversa.

El cinturón debe tener cierta suavidad en diferentes las condiciones climáticas. Dado que el automóvil está diseñado para su uso en invierno y verano, el cinturón no debe perder sus propiedades elásticas bajo ninguna circunstancia. El uso de cualquier otra correa en una transmisión por correa trapezoidal es inaceptable.

Vídeo - Dispositivo de transmisión por correa - poleas y correas

Ventajas y desventajas de la transmisión por correa.

Como todo mecanismo, la transmisión por correa también tiene sus ventajas y desventajas, todas las cuales, lamentablemente, no se pueden solucionar, lo que permite utilizar este mecanismo sólo en determinadas actividades.

Ventajas:

  • Suavidad mejorada. Dado que el caucho tiene suficiente elasticidad, esto le permite reducir las cargas de impacto y reducir las vibraciones que se producen.
  • Posibilidad de instalación incorrecta de poleas.. El cinturón elástico permite una ligera distorsión, lo que no afectará trabajo general mecanismo. Es por eso que esta transmisión tiene la capacidad de cambiar la relación de transmisión sobre la marcha y se usa tan ampliamente en las cajas de cambios CVT.
  • Ningun ruido. Las transmisiones por correa siempre y en todas partes han sido famosas por su ausencia de ruido. Esto obligó a los desarrolladores del VAZ 2105 a lanzarlo con transmisión por correa de distribución.
  • Ausencia total de sobrecargas. El hecho es que el cinturón puede deslizarse durante su funcionamiento, lo que reduce la carga sobre el mecanismo y protege del desgaste las costosas partes metálicas del dispositivo. Por ejemplo, si la rotación es demasiado rápida cigüeñal, no recibe el mismo par, sino que gira a su propia velocidad obtenida inicialmente, ya que al aumentar la tracción, la correa comienza a deslizarse respecto a la segunda polea. Además, en los motobloques, la transmisión por correa se utiliza como transmisión por embrague, ya que funciona de manera mucho más suave y uniforme.
  • Conveniencia económica. El hecho es que las poleas y correas son bastante económicas y no es necesario reemplazarlas con mucha frecuencia. Quizás la transmisión por correa sea la más económica de todas.
  • No es necesario lubricar la transmisión por correa.. Además, la lubricación afectará negativamente el funcionamiento de la correa, ya que comenzará a patinar con más frecuencia y no podrá transmitir el par requerido.
  • Si la correa se daña, simplemente sale despedida del mecanismo sin consecuencias, a diferencia de una cadena, que rompe todo lo que “cabe”.
  • en una distancia bastante grande. Además, algunos cinturones tienen la capacidad de estirarse, lo que los hace aún más suaves con el tiempo.

Defectos:

  • Las poleas de transmisión por correa tienen mucho tamaño más grande que las poleas de cualquier otro engranaje. Lo hace este diseño Demasiado grande, aunque la carga en ambos tipos de engranajes es absolutamente la misma.
  • Baja resistencia de la correa y desgaste acelerado. Al volver a apretarla, la correa se calienta constantemente y se rompe, lo que provoca que el mecanismo se detenga.
  • Violación de la relación de transmisión debido al deslizamiento de la correa con respecto a otras poleas. Este problema prácticamente no existe en la versión con correa dentada.
  • La necesidad de dispositivos adicionales: un dispositivo tensor de correa, dispositivos que amortiguan las vibraciones y sujetan la correa en las ranuras.
  • Capacidad de carga demasiado baja.

Eso es todo lo que es una transmisión por correa trapezoidal. En la ingeniería mecánica moderna desempeña un papel importante, por lo que no debe subestimarse.

Llamaremos transmisión a un dispositivo destinado a transferencias energía de un punto del espacio a otro, situado a cierta distancia del primero.

Según el tipo de energía transmitida, las transmisiones se dividen en mecánicas, eléctricas, hidráulicas, neumáticas, etc. En la asignatura de piezas de máquinas se estudian principalmente las transmisiones mecánicas.

Una transmisión mecánica es un dispositivo (mecanismo, unidad) diseñado para transmitir la energía del movimiento mecánico, generalmente con la transformación de su cinemática y parámetros de potencia y, a veces, el tipo de movimiento en sí.

Las más extendidas en tecnología son las transmisiones de movimiento de rotación, a las que se presta especial atención en el curso de las piezas de la máquina (en adelante, el término transmisión significa, a menos que se especifique lo contrario, la transmisión de movimiento de rotación).

Clasificación de transmisiones mecánicas de movimiento rotacional:

1. Según el método de transmisión del movimiento desde eje de entrada por el día libre:

1.1. Transmisión de engranajes:

1.1.1. con contacto directo de cuerpos de rotación: engranaje, tornillo sin fin, tornillo;

1.1.2. con conexión flexible - cadena, correa dentada.

1.2. Engranajes de fricción:

1.2.1. con contacto directo de cuerpos de rotación - friccional;

1.2.2. con conexión flexible - cinturón.

2. Según la posición relativa de los ejes en el espacio:

2.1. con ejes de ejes paralelos - dentados ruedas cilíndricas, fricción con rodillos cilíndricos, cadena;

2.2. con ejes de eje que se cruzan: engranaje y fricción cónicos, fricción frontal;

2.3. con ejes que se cruzan - engranaje - tornillo y conoide, tornillo sin fin, fricción frontal con rodillo desplazado.

3. Según la naturaleza del cambio en la velocidad angular del eje de salida en relación con la entrada: reduciendo (bajando) y multiplicando (aumentando).

4. Por la naturaleza del cambio en la relación de transmisión (número): marcha con constante (inmutable) relación de transmisión y transmisiones con una relación de transmisión variable (cambiable en magnitud, dirección o ambas).

5. Según la movilidad de ejes y ejes: transmisiones con ejes de eje fijo - ordinarias (cajas de velocidad, cajas de cambios), transmisiones con ejes de eje móviles (engranajes planetarios, variadores con rodillos giratorios).

6. Por el número de etapas de conversión de movimiento: una, dos, tres y varias etapas.

7. Por diseño: cerrado y abierto (sin marco).

Las principales características de la transmisión necesarias para su cálculo y diseño son la potencia y las velocidades de rotación en los ejes de entrada y salida. Alfiler,P fuera,ganar,sin. En los cálculos técnicos, generalmente se utilizan frecuencias de rotación del eje en lugar de velocidades angulares. norte en Y n fuera. Relación entre velocidad norte(dimensión generalmente aceptada 1/min) y velocidad angular w(dimensión en el sistema SI 1/s) se expresa de la siguiente manera:



La relación entre la potencia en el eje de transmisión de salida P (potencia útil) y la potencia P suministrada al eje de entrada (gastada) generalmente se denomina coeficiente acción útil(eficiencia):

La relación entre la potencia perdida en el mecanismo (máquina) (P entrada - P salida) y su potencia de entrada se denomina coeficiente de pérdida, que se puede expresar de la siguiente manera:

Por tanto, la suma de eficiencia y pérdidas es siempre igual a la unidad:

Para transmisión multietapa incluyendo k etapas conectadas en serie, la eficiencia global es igual al producto de la eficiencia de las etapas individuales:

Por eso Eficiencia de la máquina que contenga un número de engranajes secuenciales siempre será menor que la eficiencia de cualquiera de estos engranajes.

Los indicadores de potencia de transmisión se determinan mediante fórmulas conocidas de la teoría de mecanismos y máquinas (TMM):

fuerza que actúa a lo largo de la línea de movimiento sobre una parte que se mueve traslacionalmente (por ejemplo, sobre el control deslizante de un mecanismo de manivela-deslizador) F=P/v, Dónde PAG- energía suministrada a esta parte, y v- su velocidad;

Asimismo, el momento que actúa sobre cualquiera de los ejes de transmisión (caja de cambios, caja de cambios, transmisión), T=P/p, Dónde PAG- potencia suministrada a este eje, y w- la velocidad de su rotación. Utilizando la relación (2.1), obtenemos una fórmula que relaciona el par, la potencia y la velocidad de rotación:

Velocidad circunferencial (tangencial) en cualquier punto de un elemento giratorio (rueda, polea, eje) que se encuentra sobre el diámetro D de este elemento será igual a:

En este caso, la fuerza tangencial (circunferencial o tangencial) se puede calcular mediante la siguiente fórmula:

La relación de transmisión es la relación entre la velocidad del eslabón de entrada y la velocidad del eslabón de salida, que para el movimiento de rotación se expresará de la siguiente manera:

donde el signo superior (más) corresponde al mismo sentido de rotación de los eslabones de entrada y salida (ejes), y el signo inferior - contador.

Sin embargo, en los cálculos técnicos (especialmente en los cálculos de fuerza), la dirección de rotación a menudo no tiene de importancia decisiva, ya que no determina las cargas que actúan en la transmisión. En tales cálculos, se utiliza la relación de transmisión, que es el valor absoluto de la relación de transmisión:

En una transmisión multietapa con disposición secuencial. k etapas (que se observa con mayor frecuencia en tecnología), la relación de transmisión y la relación de transmisión están determinadas por las siguientes expresiones:

Entre las muchas transmisiones de movimiento de rotación, las que tienen un diseño bastante simple (en términos de diseño) son las transmisiones con una conexión flexible, cuyo principio de funcionamiento se basa en el uso de fuerzas de fricción o engranajes: estas son transmisiones por correa .

Una transmisión por correa (Fig. 2.1) consta de dos o más poleas montadas en ejes involucrados en la transmisión del movimiento de rotación y una conexión flexible llamada correa, que cubre las poleas con el fin de transmitir el movimiento desde la polea motriz a la conducida. (o impulsado) e interactúa con ellos a través de fuerzas de fricción o engranajes.

Dedicaremos la parte principal de la conferencia a las transmisiones por correa de fricción, por lo tanto, a continuación, bajo el término transmisión por correa, a menos que se especifique lo contrario, entenderemos simplemente una transmisión por fricción.

Las transmisiones por correa son el tipo de transmisión más antiguo y sencillo. Estas transmisiones todavía se utilizan ampliamente en la actualidad; se utilizan ampliamente en etapas de accionamiento de alta velocidad (transfiriendo la rotación de los motores eléctricos a los mecanismos posteriores). En los motores de combustión interna MGKM, las transmisiones por correa se utilizan para accionar unidades auxiliares (ventilador, bomba del sistema de refrigeración por agua, generador eléctrico), y la transmisión por correa dentada se utiliza en algunos motores de auto para accionar el mecanismo de distribución de gas.

Ventajas de las transmisiones por correa: 1. Simplicidad de diseño y bajo costo. 2. Posibilidad de transmitir movimiento a distancias bastante grandes (hasta 15 m). 3. Capacidad para trabajar con altas velocidades rotación de poleas. 4. Funcionamiento suave y silencioso. 5. Suavizado de vibraciones de torsión y golpes debido a la elasticidad elástica de la correa. 6. Proteger los mecanismos de sobrecarga debido al deslizamiento de la correa bajo cargas excesivas.

Desventajas de las transmisiones por correa: 1. Dimensiones relativamente grandes. 2. Baja durabilidad de los cinturones. 3. Grandes cargas laterales transmitidas a los ejes y sus cojinetes. 4. Impermanencia relación de transmisión debido al deslizamiento de la correa. 5. Alta sensibilidad de la transmisión a la entrada de líquidos (agua, combustible, aceite) en las superficies de fricción.

Clasificación de transmisiones por correa:

1. Según la forma de la sección transversal del cinturón: cinturon plano(la sección transversal del cinturón tiene la forma de un rectángulo plano alargado, Fig. 2.1.a); correa trapezoidal(sección transversal del cinturón en forma de trapezoide, Fig. 2.1.b); correa poli V(el exterior de la correa tiene una superficie plana y la superficie interior de la correa, que interactúa con las poleas, está equipada con crestas longitudinales realizadas en sección transversal en forma de trapezoide, Fig. 2.1.d); cinturón redondo(la sección transversal del cinturón tiene forma de círculo, Fig. 2.1.c); cinturón de engranajes(la superficie interior de la correa plana, en contacto con las poleas, está equipada con protuberancias transversales que encajan en las cavidades correspondientes de las poleas durante la operación de transmisión).

2. Según la posición relativa de los ejes y la correa: con ejes geométricos paralelos de los ejes y una correa que cubre las poleas en una dirección - abierto transmisión (las poleas giran en una dirección); con ejes paralelos y una correa que cubre las poleas en direcciones opuestas - cruz transmisión (las poleas giran en direcciones contrarias); los ejes del eje se cruzan en un cierto ángulo (normalmente 90°) – semicruz transmisión.

3. Según el número y tipo de poleas utilizadas en la transmisión: con polea simple ejes; Con doble polea un eje, una de cuyas poleas está loca; con ejes que transportan poleas escalonadas para cambiar la relación de transmisión (para el ajuste gradual de la velocidad del eje impulsado).

4. Por el número de ejes cubiertos por una correa: dos ejes, tres-, cuatro- Y multieje transmisión.

5. Según la presencia de rodillos auxiliares: sin rodillos auxiliares, con tensión rodillos; Con guías rodillos.

Arroz. 2.2. Geometría de transmisión por correa abierta.

Consideremos las relaciones geométricas en una transmisión por correa usando el ejemplo de una transmisión por correa plana abierta (Fig. 2.2). Distancia central A– esta es la distancia entre los ejes geométricos de los ejes en los que se instalan poleas con diámetros re 1(él suele ser el líder) y re 2(polea conducida). Al calcular las transmisiones por correas trapezoidales para las poleas motrices y conducidas, se utilizan los diámetros calculados. d р1 Y d р2. El ángulo entre las ramas de la correa que cubre las poleas es 2g y el ángulo de cobertura de la polea pequeña (impulsora) por la correa (el ángulo en el que la correa toca la superficie de la polea) un 1. Como puede verse en el dibujo (Fig. 2.2), el medio ángulo entre las ramas será

y como este ángulo suele ser pequeño, en muchos cálculos la aproximación es aceptable g » cantar, eso es

Usando esta suposición, el ángulo de cobertura de la polea pequeña por la correa se puede representar de la siguiente forma

en medida de radianes, o

en grados.

La longitud de la correa con los parámetros de transmisión conocidos mencionados anteriormente se puede calcular mediante la fórmula

Sin embargo, muy a menudo los cinturones se fabrican en forma de un anillo cerrado de una longitud conocida (estándar). En este caso, es necesario aclarar la distancia entre centros para una longitud de cinturón determinada.

Para garantizar la estabilidad de funcionamiento, generalmente se adoptan transmisiones.

para cinturón plano,

y para cuña – ,

Dónde hp– altura de la sección transversal de la correa (grosor de la correa).

Durante el funcionamiento de la transmisión, la correa pasa alrededor de las poleas motriz y conducida; cuanto más corta sea la correa (más pequeña LP) y cuanto más rápido se mueve (mayor es su velocidad vp), más a menudo su superficie de trabajo entra en contacto con la superficie de las poleas y más intensamente se desgasta. Por lo tanto la actitud Vp/Lp(su dimensión en el sistema SI es c -1) caracteriza la durabilidad de la correa en las condiciones de funcionamiento dadas: cuanto mayor sea el valor de esta relación, menor, en igualdad de condiciones, será la durabilidad de la correa. Generalmente tomado

para correas planas V p / L p = (3…5) s-1,

para cuñas - V p / L p = (20…30) s-1.

Relaciones de poder en la transmisión por correa. Una condición necesaria funcionamiento normal de cualquier transmisión por fricción, incluidos los de correa, es la presencia de fuerzas de presión normales entre las superficies de fricción. En una transmisión por correa, estas fuerzas sólo pueden generarse pretensando la correa. Cuando la transmisión no está funcionando, las fuerzas de tensión de ambas ramas serán las mismas (las denotamos F 0, como en la Fig. 2.3.a). Durante el funcionamiento de la transmisión, el ramal de la correa que pasa por esta polea, debido a la fricción de la polea motriz sobre la correa, recibe una tensión adicional (denotamos la fuerza de tensión de este ramal F 1), mientras que la segunda rama de la correa, que desciende de la polea motriz, está algo debilitada (denotamos su fuerza de tensión F 2, ver fig. 2.3.b). Entonces, obviamente, la fuerza circunferencial que transmite la carga de trabajo es , pero por otro lado, como para cualquier transmisión de rotación (ver (2.8)), y para las ramas de la correa que se mueven traslacionalmente podemos escribir , donde PAG– potencia de transmisión, y vp velocidad promedio de la correa. La tensión total de las ramas de la correa permanece sin cambios, tanto en la marcha de trabajo como en la de no trabajo. Pero según la fórmula de Euler para una correa que cubre una polea, ¿dónde está la base del logaritmo natural ( mi" 2,7183), F– coeficiente de fricción estática (coeficiente de adherencia) entre los materiales de la correa y la polea (Tabla 2.1), a– el ángulo de cobertura de la polea por la correa (definido anteriormente).

Teniendo en cuenta las consideraciones anteriores y utilizando relaciones conocidas, no es difícil obtener una dependencia para calcular el valor óptimo de las fuerzas de pretensado de la correa.

y de este último, expresando la fuerza de tracción sobre la polea motriz de acuerdo con (2.8), obtenemos

¿Dónde están los índices? 1 » indicar parámetros relacionados con la polea motriz. Si el valor de la pretensión de la correa se hace menor que el presentado en la expresión (2.19), entonces la correa se deslizará (deslizará) y la potencia transmitida al eje de salida disminuirá a un valor correspondiente al valor real de la tensión previa de la correa. fuerza de pretensión. Si las fuerzas de pretensado de las ramas son mayores que el valor óptimo requerido para transmitir una potencia determinada, entonces aumentará la proporción relativa de potencia gastada en el deslizamiento elástico de la correa a lo largo de las poleas, lo que también conducirá a una disminución de la potencia. en el eje de salida de la transmisión, es decir, a una disminución de su eficiencia.

De manera similar, la fuerza de tensión de la rama principal será

La relación entre la diferencia en las fuerzas de tensión en las ramas de la correa de una transmisión en funcionamiento y la suma de estas fuerzas se denomina coeficiente de tracción (j)..

Tabla 2.1 Coeficientes de adherencia y coeficiente de tracción para algunos materiales de correa en una polea de acero.

El coeficiente de tracción caracteriza la calidad de la transmisión. Su valor óptimo se puede encontrar fácilmente usando la expresión (2.18),

Como se puede ver en la última expresión. el valor óptimo del coeficiente de tracción no depende ni de la potencia transmitida ni de la pretensión de la correa, sino sólo de las propiedades del par de materiales de fricción a partir de los cuales están hechas la correa y la polea, y de los parámetros de diseño. de la transmision. Valores numéricos j 0 para correas hechas de diversos materiales y el ángulo de cobertura de la polea motriz de acero por la correa igual a 180° se presentan en la tabla. 2.1.

Cinemática de transmisión por correa. Como se muestra arriba, la fuerza de tensión de la rama principal de la correa excede significativamente la fuerza de tensión de la rama libre ( F1 >F2). De ello se deduce que el alargamiento de cada elemento individual del cinturón cambia dependiendo de en qué rama del cinturón se encuentre este elemento. este momento el tiempo llega. Un cambio en esta parte elemental de la correa sólo puede ocurrir durante su movimiento a lo largo de las poleas. Al mismo tiempo, al pasar por la polea motriz (al pasar de la rama principal a la libre), esta parte elemental se acorta, y al pasar por la polea conducida (al pasar de la rama libre de la correa a su polea motriz) rama) se alarga. Cambiar la longitud de la parte de la correa en contacto con la superficie de la polea sólo es posible con su deslizamiento parcial. Las consideraciones anteriores nos permiten formular dos consecuencias más importantes de la carga desigual de las ramas motriz e inactiva de la correa:

El funcionamiento de una transmisión por correa sin que la correa se deslice a lo largo de la superficie de trabajo de las poleas es imposible.

Las velocidades de movimiento de las ramas motriz y libre de la correa son diferentes y, por lo tanto, las velocidades de las superficies de trabajo de las poleas motriz y conducida también son diferentes.

La velocidad periférica de la superficie de trabajo de la polea motriz es siempre mayor que la velocidad periférica de la polea conducida ( V1 > V2).

La relación entre la diferencia entre las velocidades periféricas en la superficie de trabajo de las poleas motriz y conducida y la velocidad de la polea motriz se llama coeficiente de deslizamiento de la transmisión (x).

donde esta el indice" 1 "corresponde al principal, y al índice " 2 - a las poleas conducidas.

Expresando en (2.23) las velocidades lineales (tangenciales) de las superficies de trabajo de las poleas a través de la velocidad angular y su radio, es fácil obtener una expresión que determine la relación de transmisión de la transmisión por correa a través de sus parámetros de diseño:

1 zona donde 0 £ j £ j 0, esta área se llama zona de deslizamiento elástica;

2 zona, donde j 0 £ j £ j máx., la llaman zona de deslizamiento parcial;

3 zona, donde j > j máx, esta área se llama zona de deslizamiento completa.

En la zona de deslizamiento elástico, el coeficiente de deslizamiento aumenta linealmente al aumentar el coeficiente de tracción, al mismo tiempo que aumenta la eficiencia de transmisión, alcanzando un valor máximo en el valor óptimo del coeficiente de tracción; j 0. Un aumento adicional del coeficiente de tracción conduce a un deslizamiento parcial de la correa, el coeficiente de deslizamiento aumenta de forma no lineal y mucho más intensa en comparación con la zona 1, y la eficiencia también disminuye de forma no lineal e intensa. Cuando el coeficiente de empuje alcanza el valor jmax el engranaje patina completamente (la polea conducida se detiene), la cantidad de deslizamiento se vuelve igual a uno, y la eficiencia cae a cero.

El análisis presentado anteriormente muestra que la región más favorable para la operación de la transmisión es la región de coeficientes de tracción adyacente a su valor óptimo, ya que es en esta región donde la transmisión tiene la máxima eficiencia. En este caso, la magnitud del deslizamiento elástico para diferentes tipos correas está entre 1...2%, y la eficiencia de la transmisión con correa plana se puede considerar igual a 0,95...0,97, correa trapezoidal o correa poli-V - 0,92...0,96.

Tensión de la correa. Las tensiones que surgen en la rama motriz de la correa por la acción de cargas de trabajo se pueden determinar fácilmente dividiendo (2.20) por el área de la sección transversal de la correa. a r,

Además de las tensiones operativas causadas por la pretensión de la correa y la fuerza de tracción involucrada en la transmisión de potencia desde la polea motriz a la conducida, surgen dos tipos más de tensiones adicionales en la correa: flexión y centrífuga.

Las tensiones de flexión surgen cuando la correa se dobla al doblarse alrededor de las poleas, mientras que mayor valor La tensión de flexión corresponde a un radio de flexión más pequeño, es decir, las tensiones de flexión máximas se producen en la correa cuando gira alrededor de la polea más pequeña (generalmente la motriz). Teniendo esto último en cuenta, a partir de las fórmulas de resistencia de los materiales obtenemos

Dónde mi– módulo de elasticidad del material de la correa (ver Tabla 2.3), y 0– distancia desde la capa neutra hasta la fibra exterior (estirada) del cinturón, re 1– diámetro de la polea de transmisión más pequeña. Tomando para cinturón plano y0 = d/2, Dónde d- espesor de la correa y para una correa trapezoidal - y 0 = (0,25…0,38)h, Dónde h– espesor de la correa, obtenemos:

para cinturón plano

y para correa trapezoidal

Por tanto, las tensiones de flexión son proporcionales al espesor de la correa e inversamente proporcionales al diámetro de la polea más pequeña que opera en la transmisión.

La parte de la correa adyacente a la polea está involucrada en movimiento circular, lo que hace que sobre él actúen fuerzas centrífugas, provocando tensiones de tracción en la correa. La tensión de las fuerzas centrífugas se puede calcular utilizando la relación simple

Dónde r - densidad media material del cinturón, y vr– velocidad media de movimiento de la correa que pasa alrededor de la polea.

expresando la velocidad de la correa en términos de la frecuencia de rotación y el diámetro de la polea más pequeña, obtenemos

Como vemos, las tensiones provocadas en la correa por la acción de las fuerzas centrífugas dependen cuadráticamente tanto de la velocidad de rotación de la polea más pequeña como de su diámetro.

En el lado exterior de la correa, los tres tipos de tensiones mencionados son de tracción y, por tanto, se suman. Por tanto, las tensiones máximas de tracción en la correa

El análisis de engranajes reales muestra que las tensiones de flexión arena y de la acción de las fuerzas centrífugas. sc generalmente comparable y a menudo incluso mayor en magnitud que el voltaje de la carga de trabajo s p . Se debe tener en cuenta que un aumento de s no contribuye a un aumento de la capacidad de tracción de la transmisión; por el contrario, estas tensiones, que cambian periódicamente, sí lo son; razón principal desgaste por fatiga de las correas .

Cálculo de transmisiones por correa. Basado en la teoría general de las transmisiones por correa y datos experimentales. En este caso, la fórmula de Euler y la dependencia (2.31) no se utilizan directamente, y la influencia de tensiones adicionales arena Y sc La durabilidad de la transmisión se tiene en cuenta al elegir sus parámetros geométricos ( a , re 1 , a etc.) y tensiones admisibles 0 Y , utilizado en el cálculo.

En los cálculos de diseño, el diámetro de la polea pequeña. re 1 se puede estimar utilizando la fórmula M.A. modificada. Saverin

¿Dónde está el par? T 1 V Nuevo Méjico , diámetro de polea pequeño re 1 V milímetros , y el coeficiente empírico kd para varios tipos de engranajes se presenta en la tabla. 2.4. El diámetro calculado de la polea pequeña se incrementa al tamaño lineal estándar más grande más cercano.

Dónde Pie– fuerza circunferencial transmitida por el cinturón, N; sft– tensión útil calculada, MPa; b Y d- ancho y espesor del cinturón, mm. En este caso, el voltaje útil permitido se determina basándose en datos experimentales obtenidos durante una prueba de correa estándar, con la introducción de correcciones para la ubicación espacial del engranaje, el ángulo de agarre en la polea pequeña y la velocidad de la correa (reducción de adherencia fuerzas centrífugas), al modo de funcionamiento de la transmisión.

Normalmente, dicho cálculo supone una vida útil mínima de la transmisión (correa) de 2000 horas. Sin embargo, se ha establecido experimentalmente que no es posible establecer un límite ilimitado de resistencia a la correa y la vida útil de la correa, expresada en números. de carreras a lo largo de la vida útil norte , está asociado al voltaje más alto, calculado a partir de la dependencia (2.31), por la relación

Teniendo en cuenta el número de recorridos de la cinta por segundo en condiciones de carga constante y tu » 1 (a = 180° ), no es difícil obtener una expresión para determinar la vida útil de la correa. T0 en horas de trabajo

Dónde z w– el número de poleas alrededor de las cuales se dobla la correa. Se obtuvieron las fórmulas (2.34) y (2.35) para el diámetro de una polea pequeña. D 1 = 200 mm , tu » 1 (pequeño ángulo de polea a = 180° ) Y s 0 = 1,2 MPa. Valores de coeficientes experimentales. C Y metro para algunos tipos de cinturones se presentan en la tabla. 2.5.

Características del diseño, funcionamiento y cálculo de transmisiones por correas trapezoidales y poli-V. Las correas trapezoidales tienen una sección transversal trapezoidal y las correas poli-V tienen una parte de trabajo en forma de cuñas articuladas en la base (Fig. 2.5). El ángulo de cuña para ambos tipos de correas es el mismo y es de 40°. En las poleas de dicha transmisión, se hacen ranuras correspondientes a la sección transversal de la parte de trabajo de la correa, llamadas corrientes. Los perfiles de las correas y las ranuras de las poleas hacen contacto solo con las superficies laterales (de trabajo) (Fig. 2.6). En las transmisiones por correas trapezoidales, para reducir las tensiones de flexión, se suele utilizar un conjunto de varias correas (2...6) que funcionan en paralelo sobre un par de poleas. dimensiones de la sección correas trapezoidales estandarizado (GOST 1284.1-89, GOST 1284.2-89, GOST 1284.3-89). La norma prevé 7 correas de sección normal (Z, A, B, C, D, E, E0), en las que b 0 /h»1.6, y 4 – sección estrecha (YZ, YA, YB, YC), en la que b0/h»1,25. Los cinturones están fabricados en forma de anillo cerrado, por lo que su longitud también está estandarizada.

Por lo tanto, la correa y la polea forman un par cinemático de cuña, para el cual el coeficiente de fricción reducido F* expresado por dependencia

Dónde F– coeficiente de fricción entre las superficies de contacto de la correa y la polea, y j- el ángulo entre las superficies de trabajo laterales del cinturón. Después de sustituir el valor real del ángulo en (2.36) j entendemos eso f*=2,92 f, es decir, con el mismo diámetro de la polea motriz, la capacidad de carga de una transmisión por correa trapezoidal será aproximadamente tres veces mayor que la de una transmisión por correa plana. Por lo tanto, si en transmisiones por correa plana se recomienda el ángulo de cobertura de una polea más pequeña. a ³ 150°, luego en correas trapezoidales - a ³ 120° e incluso está permitido a = 75…80°. Esta última circunstancia permite el uso de 1 correa para transmitir el movimiento de rotación de una transmisión a varias poleas conducidas (por ejemplo, en motores de combustión interna para automóviles se utiliza una transmisión por correa con una correa para la bomba de agua en el sistema de refrigeración, el generador eléctrico y el ventilador).

El cálculo del diseño de las transmisiones por correa trapezoidal se realiza de forma bastante sencilla mediante el método de selección, ya que los estándares indican la potencia transmitida por una correa con un determinado diámetro de diseño de la polea más pequeña y una velocidad media conocida de la correa o frecuencia de rotación de la polea.

La conferencia presentada, al igual que la anterior, consta de dos partes, la primera de las cuales está dedicada a cuestiones generales de diseño de transmisiones mecánicas. Esta parte de la conferencia presenta los principales parámetros que caracterizan cualquier transmisión mecánica, y se muestra la conexión entre ellos.

La segunda parte de la conferencia describe las bases teóricas para calcular las transmisiones por correa, sus formas geométricas, cinemáticas y características de potencia, se presentan las relaciones que vinculan entre sí varios parámetros de las transmisiones por correa. Puede encontrar información más completa sobre las transmisiones por correa en la literatura técnica y educativa.

1. ¿Qué dispositivo se puede llamar transmisión mecánica?

2. ¿Cuáles son los principales parámetros que caracterizan la transmisión mecánica?

3. ¿Cuál es la diferencia entre relación de transmisión y relación de transmisión?

4. ¿Qué significa coeficiente de eficiencia, coeficiente de pérdida, cuál es su suma?

5. ¿Cuál es la diferencia entre velocidad angular y velocidad de rotación, en qué unidades se miden?

6. ¿Cómo se relacionan los parámetros de velocidad y carga del movimiento rectilíneo y rotacional?

7. ¿Cómo se relacionan la fuerza tangencial y el par creado por ella?

8. ¿Cómo se llama una transmisión por correa?

9. ¿Qué tipos de correas se utilizan en las transmisiones por correa?

10. Nombra los principales parámetros geométricos de la transmisión por correa.

11. ¿Cuáles son las relaciones entre las fuerzas de tensión de las ramas de la correa en una transmisión por correa, cuando el engranaje no está funcionando, durante el funcionamiento?

12. ¿Qué caracteriza el coeficiente de tracción de una transmisión por correa?

13. ¿Qué indicadores de la transmisión por correa afectan directamente el coeficiente de tracción óptimo?

14. ¿Qué caracteriza el coeficiente de deslizamiento de una transmisión por correa?

15. ¿Cómo determinar el valor exacto de la relación de transmisión por correa?

16. ¿Cómo cambian el coeficiente de deslizamiento y la eficiencia al aumentar el coeficiente de empuje?

17. ¿Qué fuerzas crean tensión en la correa durante el funcionamiento de la transmisión por correa?

18. ¿Qué procesos que ocurren en la correa durante la operación de la transmisión son responsables de su desgaste por fatiga?

19. ¿Cómo se realiza el cálculo del diseño de una transmisión por correa plana?

20. ¿Con qué criterio se realiza el cálculo de verificación de la transmisión por correa?

21. ¿Cuáles son las características principales de la sección transversal de las correas trapezoidales y poli-V?

22. ¿Por qué la transmisión por correa trapezoidal tiene una mayor capacidad de carga en comparación con la transmisión por correa plana?

23. ¿Con qué criterios se realiza el cálculo del diseño de una transmisión por correa trapezoidal?