חגורות שטוחות: פתרון בעיות

חגורות שטוחות הן חיוניות ביישומים תעשייתיים רבים מכיוון שהן עוזרות להעביר כוח מגלגלת אחת לאחרת. מושג הכוחות והמומנטים משמש לקביעת המומנט המרבי על גלגלת. לדוגמה, חשבו על חגורה שטוחה העוטפת שתי גלגלות, A ו-B, עם רדיוסים של 30 ס"מ ו-10 ס"מ, בהתאמה. הזווית בין החגורה לאופקי היא 20 מעלות בגלגלות. כאשר הגלגלת B מסתובבת עם כיוון השעון ומניעה את הגלגלת A, מתח T₂ נגרם בקצה אחד של הרצועה, בעוד מתח T₁ נוצר באחר.

זווית המגע בין חגורה למשטח, β,  חייב להיות מחושב כדי לקבוע את המומנט המקסימלי. זווית זו מתקבלת מהגיאומטריה של המערכת ונמצאת כ-140 מעלות. כתוצאה מכך, זווית המגע בין חגורה למשטח ברדיאנים, יחד עם ערך מקדם החיכוך הסטטי, 0.4, מוחלפת בביטוי למתחי החגורה.

בהתחשב בכך שהמתח המרבי המותר T₂ הוא 1000 N, הערך המחושב של T₁ הוא 376.93 N. כאשר הגלגלת B מסתובבת עם כיוון השעון, נוצר הפרש מתח בגלגלתB, ויוצר רגע בגלגלת A. בהתחשב בתרשים גוף חופשי עבור גלגלת A, ה ניתן להחיל את המצב של מומנט שיווי משקל.

ערכי הרדיוס והמתח מוחלפים כדי לקבל את המומנט המקסימלי של 186.921 ננומטר.