Hãy chọn chi tiết máy nào dưới đây chịu tải không đổi khi mô men truyền không đổi?

Phát biểu đúng là: A. Khi tăng bền bề mặt chi tiết máy thì giới hạn mỏi tăng.

Giải thích:

* Giới hạn mỏi: Là ứng suất lớn nhất mà vật liệu có thể chịu đựng được trong một số lượng chu kỳ nhất định trước khi bị phá hủy do mỏi.
* Tăng bền bề mặt: Là các phương pháp xử lý (ví dụ: phun bi, thấm than, ram tôi bề mặt...) nhằm làm tăng độ cứng và độ bền của lớp bề mặt chi tiết máy.
* Mối quan hệ: Khi bề mặt chi tiết máy được tăng bền, khả năng chống lại sự hình thành và phát triển của vết nứt mỏi sẽ được cải thiện đáng kể. Do vết nứt mỏi thường bắt đầu từ bề mặt, việc tăng cường độ bền bề mặt sẽ làm tăng giới hạn mỏi của chi tiết máy. Các phương pháp tăng bền tạo ra ứng suất nén dư trên bề mặt, giúp trì hoãn sự hình thành và phát triển của vết nứt, từ đó nâng cao giới hạn mỏi.

Các phương án khác không đúng vì:

* B: Tăng bền bề mặt làm tăng chứ không làm giảm giới hạn mỏi.
* C: Tăng bền bề mặt có ảnh hưởng lớn đến giới hạn mỏi.
* D: Mặc dù các yếu tố khác có thể ảnh hưởng đến giới hạn mỏi, nhưng việc tăng bền bề mặt luôn có xu hướng làm tăng giới hạn mỏi.

Công thức tính số răng của bánh răng trụ răng thẳng tương đương là:
zv = z / cos³(β)
Trong đó:
zv: số răng của bánh răng trụ răng thẳng tương đương
z: số răng của bánh răng trụ răng nghiêng (z = 25)
β: góc nghiêng của răng (β = 12°)
Thay số vào công thức:
zv = 25 / cos³(12°) ≈ 25 / 0.9563 ≈ 26.14
Giá trị gần nhất với kết quả tính toán là 26.7.

Để xác định lực hướng tâm tác dụng lên trục vít, ta cần phân tích các lực tác dụng trong bộ truyền trục vít – bánh vít.

1. Tính lực vòng Ft2 tác dụng lên bánh vít:
- Ta có công thức: T2 = Ft2 * (d2/2)
- Suy ra: Ft2 = T2 / (d2/2) = 800000 / (252/2) = 6349.21 N

2. Tính góc ma sát ρ:
- tan(ρ) = f = 0.1
- Suy ra: ρ = arctan(0.1) ≈ 5.71°

3. Tính lực dọc trục Fa1 tác dụng lên trục vít (lực hướng tâm Fr2 tác dụng lên bánh vít):
- Fa1 = Ft2 * tan(γ + ρ) = 6349.21 * tan(12° + 5.71°) = 6349.21 * tan(17.71°) ≈ 2031.3 N

4. Tính lực hướng tâm Fr1 tác dụng lên trục vít (lực dọc trục Fa2 tác dụng lên bánh vít):
- Fr1 = Ft2 * cos(γ + ρ) / cos(α) * tan(α) = 6349.21 * cos(17.71°) / cos(20°) * tan(20°)
- Fr1 = Ft2 * tan(α) = 6349.21 * tan(20°) = 6349.21 * 0.364 = 2311.11 N
- Hoặc dùng công thức khác:
- Fr1 = Fa1 * tan(α) = 2031.3 * tan(20°) = 2031.3 * 0.364 = 740.99 N
Nhận thấy có sự sai khác ở trên, ta dùng công thức tổng quát để tính:
Lực dọc trục tác dụng lên bánh vít:
Fa2 = Ft2 * (cos(γ)*tan(α)-f*sin(γ))/(cos(γ)*f*tan(α)+sin(γ)) = 6349.21 * (cos(12)*tan(20)-0.1*sin(12))/(cos(12)*0.1*tan(20)+sin(12))=6349.21*(0.978*0.364-0.1*0.208)/(0.978*0.1*0.364+0.208) = 6349.21* (0.356-0.021)/(0.036+0.208) = 6349.21 * 0.335/0.244 = 6349.21*1.373 = 8717.56 N

Lực hướng tâm tác dụng lên trục vít:
Fr1 = Ft2 * (sin(γ)*tan(α)+f*cos(γ))/(sin(γ)*f*tan(α)-cos(γ)) = 6349.21 * (sin(12)*tan(20)+0.1*cos(12))/(sin(12)*0.1*tan(20)-cos(12)) = 6349.21 * (0.208*0.364+0.1*0.978)/(0.208*0.1*0.364-0.978) = 6349.21 *(0.0757+0.0978)/(0.00757-0.978) = 6349.21 * 0.1735/-0.97043 = -1101.54 N
Kết quả này có vấn đề, cần xem lại lý thuyết về bộ truyền trục vít bánh vít, và công thức tính lực.

Sử dụng lại công thức:
Fr1 = Fa2 = 6349.21 * (sin(12)*tan(20)+0.1*cos(12))/(0.1*sin(12)*tan(20)-cos(12)) = 6349.21 * (0.2079*0.364+0.1*0.978)/(0.1*0.2079*0.364-0.978) = 6349.21 * (0.0757+0.0978)/(0.00757-0.978) = 6349.21 * 0.1735/-0.97043 = -1132.8 N (do chiều lực ngược lại).

Vì các đáp án đều dương và không có đáp án nào gần với kết quả tính toán, có thể có sai sót trong đề bài hoặc yêu cầu tính toán khác. Tuy nhiên, theo các bước tính toán trên, không có đáp án nào phù hợp.

Để tính ứng suất tiếp xúc lớn nhất trong bộ truyền trục vít – bánh vít, ta sử dụng công thức tính ứng suất tiếp xúc Hertz:

σH = ZM * √(KH * T2 / (d1^3 * q * ε))

Trong đó:
- ZM là hệ số vật liệu (thường tra bảng, nhưng vì không có thông tin về vật liệu, ta không thể tính chính xác. Giả sử ZM = 200 cho gang và thép).
- KH là hệ số tải trọng = 1.2
- T2 là mô-men xoắn trên bánh vít = 800000 Nmm
- q là hệ số đường kính trục vít = 10
- d1 là đường kính vòng chia của trục vít = m * q = 6.5 * 10 = 65 mm
- ε là hệ số trùng khớp (thường nằm trong khoảng 1-2, giả sử ε = 1.5)

Thay số vào công thức:
σH = 200 * √(1.2 * 800000 / (65^3 * 10 * 1.5))
σH = 200 * √(960000 / (2746250))
σH = 200 * √0.3495
σH = 200 * 0.5912
σH = 118.24 MPa

Tuy nhiên, kết quả này không khớp với bất kỳ đáp án nào. Có thể có sự khác biệt do các hệ số giả định (ZM, ε) và các yếu tố khác không được cung cấp trong đề bài. Do đó, cần có thêm thông tin để tính toán chính xác hơn. Vì không có đáp án nào đúng dựa trên thông tin hiện có và các giả định hợp lý, ta không thể chọn một đáp án chính xác.

Nếu đề bài cung cấp hệ số vật liệu ZM và hệ số trùng khớp ε, ta có thể tính toán chính xác hơn. Ngoài ra, cần xem xét đến các yếu tố như độ rắn của vật liệu và hệ số điều chỉnh khác.

Trong trường hợp này, không có đáp án nào đúng.

Để tính vận tốc trung bình của dây xích, ta sử dụng công thức:
v = (z1 * p * n1) / (60 * 1000)
Trong đó:
- z1 là số răng của đĩa xích nhỏ (z1 = 23)
- p là bước xích (p = 25,4 mm)
- n1 là vận tốc của đĩa xích nhỏ (n1 = 720 vòng/phút)
Thay số vào công thức:
v = (23 * 25,4 * 720) / (60 * 1000) = 6,99744 m/s
Giá trị này gần nhất với đáp án C. 7,01 m/s