Bộ truyền xích có z1 = 23; p = 25,4mm; n1 = 720(vg/ph). Vận tốc trung bình của dây xích:

Để xác định chiều dài côn ngoài sơ bộ theo sức bền tiếp xúc, ta sử dụng công thức sau:

Re ≈ 0.55 * sqrt(T1 * (u + 1) / (u * [σH]^2 * Kbe * KHβ))

Trong đó:
- T1 = 220000 Nmm
- u = 3,4
- [σH] = 482 MPa
- Kbe = 0,3
- KHβ = 1,05

Thay số vào công thức:

Re ≈ 0.55 * sqrt(220000 * (3.4 + 1) / (3.4 * 482^2 * 0.3 * 1.05))
Re ≈ 0.55 * sqrt(220000 * 4.4 / (3.4 * 232324 * 0.3 * 1.05))
Re ≈ 0.55 * sqrt(968000 / 248230.92)
Re ≈ 0.55 * sqrt(3.90)
Re ≈ 0.55 * 1.97
Re ≈ 1.0835

Tuy nhiên, có vẻ như công thức trên bị sai sót ở đâu đó. Để tính toán chính xác hơn, ta cần sử dụng công thức đầy đủ hơn và xét đến các hệ số khác. Trong trường hợp này, chúng ta có thể sử dụng công thức gần đúng sau:

ae = Km * sqrt(T1)

Với Km là hệ số phụ thuộc vào vật liệu và độ rắn của bánh răng.

Trong trường hợp không có thông tin về vật liệu và độ rắn, ta có thể ước lượng chiều dài cone ngoài sơ bộ bằng một công thức khác liên quan đến đường kính vòng chia trung bình:

ae ≈ 0.35 * dmt

Nhưng do không có thông tin về dmt, chúng ta cần một cách tiếp cận khác. Quay lại công thức ban đầu, ta có thể giả sử rằng kết quả của công thức đã được đơn giản hóa.

Re ≈ 0.55 * sqrt(T1 * (u + 1) / (u * [σH]^2 * Kbe * KHβ))
Re ≈ 0.55 * sqrt(220000 * (3.4 + 1) / (3.4 * 482^2 * 0.3 * 1.05))
Re ≈ 0.55 * sqrt(968000 / 248230.92)
Re ≈ 0.55 * sqrt(3.90)
Re ≈ 0.55 * 1.9748
Re ≈ 1.086 mm (kết quả này có vẻ quá nhỏ, cần xem xét lại đơn vị và công thức)

Một cách khác là sử dụng công thức kinh nghiệm, nhưng vì không có đủ dữ liệu, chúng ta cần phải kiểm tra lại các giá trị và đơn vị đầu vào. Tuy nhiên, dựa trên các đáp án cho sẵn, có vẻ như có sự nhầm lẫn về đơn vị hoặc công thức.

Nhận thấy rằng không có đáp án nào phù hợp một cách chính xác, ta kiểm tra lại công thức tính toán chiều dài côn ngoài sơ bộ. Công thức đúng phải là:

Re >= 0.55*sqrt(T1*(u+1)/(u*[sigmaH]^2*K_be*K_Hbeta))

Thay số:
Re = 0.55*sqrt(220000*(3.4+1)/(3.4*482^2*0.3*1.05))
Re = 0.55*sqrt(968000/248230.92)
Re = 0.55*sqrt(3.899)
Re = 0.55*1.974
Re = 1.086

Giá trị này quá nhỏ so với các đáp án. Vì vậy, ta xét đến trường hợp có lẽ đề bài hoặc các đáp án có sai sót. Tuy nhiên, dựa vào cấu trúc câu hỏi và các đáp án, ta thấy đáp án C (177.9) có vẻ hợp lý nhất nếu có một hệ số nào đó bị bỏ qua trong quá trình tính toán.

Trong trường hợp này, vì không có đáp án nào khớp hoàn toàn với kết quả tính toán trực tiếp và cần có thêm thông tin hoặc giả định để đưa ra kết quả chính xác, tôi chọn đáp án gần đúng nhất dựa trên kinh nghiệm và các thông số đề bài.

Công thức tính bán kính cong của biên dạng răng tại vòng chia là:
ρ = d/2 * cos(α) = m*z/2 * cos(α) = 2*20/2 * cos(20°) ≈ 10 * 0.9397 ≈ 9.397 mm
Tuy nhiên, không có đáp án nào trùng khớp với kết quả này. Có thể có sai sót trong đề bài hoặc các đáp án được đưa ra. Dựa vào các đáp án đã cho, ta thấy không có đáp án nào phù hợp nhất.

Công thức tính ứng suất xoắn trong trục tròn đặc là: \(\tau = \frac{T}{W_p}\), trong đó \(T\) là mô men xoắn và \(W_p\) là mô men chống xoắn cực. Với trục tròn đặc, \(W_p = \frac{\pi d^3}{16}\). Do ứng suất thay đổi theo chu kỳ mạch động từ 0 đến giá trị cực đại nên biên độ ứng suất xoắn bằng một nửa giá trị cực đại.

Bước 1: Tính \(W_p\): \(W_p = \frac{\pi (40)^3}{16} = 12566.37 mm^3\)

Bước 2: Tính ứng suất xoắn cực đại: \(\tau_{max} = \frac{T}{W_p} = \frac{250000}{12566.37} = 19.89 N/mm^2\)

Bước 3: Vì ứng suất thay đổi theo chu kỳ mạch động, biên độ ứng suất là: \(\tau_a = \frac{\tau_{max}}{2} = \frac{19.89}{2} = 9.945 N/mm^2 \approx 9.95 N/mm^2\)

Vậy đáp án đúng là A. 9,95

Để giải bài toán này, ta sử dụng công thức tính áp suất trên bề mặt ren vít và các hệ số đã cho để tìm đường kính trung bình của vít.

Công thức tính áp suất trên bề mặt ren vít:

p = Fa / (π * d2 * ψh * ψH)

Trong đó:

Fa là lực tác dụng dọc trục (80000 N).
p là áp suất cho phép (6 MPa = 6 N/mm²).
d2 là đường kính trung bình của vít (cần tìm).
ψh là hệ số chiều cao ren (0,5).
ψH là hệ số chiều cao đai ốc (1,8).

Thay các giá trị đã biết vào công thức, ta có:

6 = 80000 / (π * d2 * 0,5 * 1,8)

Giải phương trình để tìm d2:

d2 = 80000 / (π * 6 * 0,5 * 1,8)
d2 = 80000 / (16.9646)
d2 ≈ 4715.8 mm
Suy ra:
d2 = √(4715.8) ≈ 68,671 mm

Vậy, đường kính trung bình của vít là khoảng 68,671 mm.