Cho bộ truyền xích đặt nằm ngang, biết khối lượng 1m xích là 1,0194kg, khoảng cách trục là 1m, vận tốc dây xích là 1 m/s. Xác định lực căng xích trên nhánh bị động?

Để giải bài toán này, ta cần phân tích lực dọc trục tác dụng lên từng ổ đũa côn.

Bước 1: Xác định chiều lực dọc trục do lực hướng tâm gây ra.

* Ổ 0: Lực hướng tâm Fr0 = 4000N gây ra lực dọc trục Fa0 hướng vào trong ổ.
* Ổ 1: Lực hướng tâm Fr1 = 6000N gây ra lực dọc trục Fa1 hướng vào trong ổ.

Bước 2: Tính lực dọc trục do lực hướng tâm gây ra.

Lực dọc trục do lực hướng tâm gây ra được tính theo công thức: Fa = Fr * tan(α), trong đó α là góc côn của ổ đũa.

* Fa0' = Fr0 * tan(13°) = 4000 * tan(13°) ≈ 922.3 N
* Fa1' = Fr1 * tan(13°) = 6000 * tan(13°) ≈ 1383.4 N

Bước 3: Xác định lực dọc trục tổng tác dụng lên mỗi ổ.

Do có lực dọc trục ngoài Fat = 2500N tác dụng lên trục, ta cần xét hai trường hợp để xác định lực dọc trục tổng trên mỗi ổ:

* Trường hợp 1: Giả sử Fat tác dụng theo chiều làm tăng lực dọc trục lên ổ 0.
* Fa0 = Fa0' + Fat = 922.3 + 2500 = 3422.3 N
* Fa1 = Fa1' = 1383.4 N
Vì Fa0 > Fa1' + Fat (3422.3 > 1383.4 + 2500 là sai), nên giả thiết này sai

* Trường hợp 2: Giả sử Fat tác dụng theo chiều làm tăng lực dọc trục lên ổ 1.
* Fa1 = Fa1' + Fat = 1383.4 + 2500 = 3883.4 N
* Fa0 = Fa0' = 922.3 N

Tuy nhiên, các đáp án không có cặp số nào gần với 922.3 và 3883.4. Ta cần xét đến khả năng các đáp án đã được làm tròn hoặc có sai số. Trong các đáp án, cặp số (1150 và 4225) có vẻ hợp lý nhất nếu ta xét đến khả năng có sai số trong quá trình tính toán hoặc làm tròn số.

Bước 4: Kiểm tra và lựa chọn đáp án.

Xem xét các đáp án, ta thấy đáp án C. 1150 và 4225 có vẻ gần đúng nhất so với các kết quả tính toán, nếu chấp nhận một sai số nhất định. Tuy nhiên, cần lưu ý rằng kết quả tính toán chính xác không khớp hoàn toàn với bất kỳ đáp án nào được đưa ra.

Do đó, đáp án chính xác nhất trong các đáp án đã cho là C. Tuy nhiên, cần lưu ý rằng các con số có thể không hoàn toàn khớp với kết quả tính toán lý thuyết do các yếu tố như làm tròn số hoặc sai số trong đề bài.

Kết luận:

Đáp án C (1150 và 4225) là lựa chọn phù hợp nhất trong các đáp án được cung cấp, mặc dù có sự khác biệt so với kết quả tính toán lý thuyết. Sự khác biệt này có thể do làm tròn số hoặc các yếu tố khác không được đề cập trong đề bài.

Lưu ý: Để có kết quả chính xác tuyệt đối, cần kiểm tra lại các giá trị đầu vào và công thức tính toán, cũng như xem xét các yếu tố ảnh hưởng khác có thể có.

Để giải bài toán này, ta cần xác định lực ma sát cần thiết để chịu được lực ngang F và từ đó tính số lượng bu lông cần thiết.

1. Tính lực ma sát trên một bu lông:
- Lực ma sát (Fms) trên mỗi bu lông bằng hệ số ma sát (μ) nhân với lực ép (N) lên bề mặt tiếp xúc. Vì lực ép N tạo ra bởi lực căng của bu lông, ta có thể tính lực ép này dựa trên ứng suất kéo cho phép của vật liệu bu lông.
- Diện tích chịu kéo của bu lông (A) = π * (d/2)^2 = π * (27/2)^2 = 572.56 mm² = 572.56 * 10^-6 m²
- Lực kéo cho phép trên một bu lông (F_bu lông) = Ứng suất kéo cho phép * Diện tích chịu kéo = 100 MPa * 572.56 * 10^-6 m² = 100 * 10^6 N/m² * 572.56 * 10^-6 m² = 57256 N
- Vì hệ số an toàn là 2, lực kéo thực tế mà bu lông có thể chịu được là F_bu lông/2 = 57256 N / 2 = 28628 N.
- Lực ma sát mà mỗi bu lông tạo ra: Fms = μ * F_bu lông/2 = 0.4 * 28628 N = 11451.2 N

2. Tính số lượng bu lông cần thiết:
- Số lượng bu lông cần thiết = Tổng lực ngang / Lực ma sát trên một bu lông = F / Fms = 25000 N / 11451.2 N ≈ 2.18

Vì số lượng bu lông phải là một số nguyên, ta làm tròn lên số nguyên gần nhất, tức là 3 bu lông.

Vậy số lượng bu lông cần dùng là 3.

Bộ truyền động đai có khả năng truyền chuyển động giữa các trục ở khoảng cách xa nhau một cách hiệu quả, đặc biệt là trên 10m. Điều này là do dây đai có thể được làm dài và linh hoạt. Các bộ truyền động khác như xích, bánh răng và trục vít thường phù hợp hơn cho các khoảng cách ngắn hơn.

* A. Đai: Đúng. Đai phù hợp với khoảng cách xa.
* B. Xích: Sai. Xích thường dùng cho khoảng cách trung bình.
* C. Bánh răng: Sai. Bánh răng chỉ dùng cho khoảng cách rất ngắn.
* D. Trục vít: Sai. Trục vít dùng để truyền động giữa các trục vuông góc và khoảng cách ngắn.

Đai thang (V-belt) được thiết kế để truyền động công suất. Các lớp sợi chịu lực trong đai thang đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo khả năng chịu tải và độ dẻo dai của đai.

- Lớp trung hòa (neutral axis) là lớp mà tại đó không có ứng suất kéo hoặc nén khi đai bị uốn cong. Việc đặt sợi chịu lực ở lớp trung hòa sẽ không hiệu quả vì chúng không chịu ứng suất đáng kể.

- Lớp đáy và đỉnh (tension and compression layers): Khi đai thang hoạt động và uốn cong quanh pulley, một mặt của đai chịu lực kéo (tension) và mặt kia chịu lực nén (compression). Việc bố trí các lớp sợi chịu lực ở cả hai lớp này sẽ giúp đai chịu được cả lực kéo và lực nén, do đó tăng khả năng chịu tải và độ dẻo của đai.

- Đối xứng với lớp trung hòa: Tương tự như việc đặt sợi ở lớp đáy và đỉnh, việc đặt sợi đối xứng với lớp trung hòa cũng giúp phân bổ lực đều hơn và tăng khả năng chịu tải.

Vì vậy, đáp án chính xác là B: ở lớp đáy hay đỉnh.