Chi tiết máy làm bằng thép chịu ứng suất không đổi, có giới hạn chảy là σ_ch = 150MPa, hệ số an toàn S = 1,2. Ứng suất cho phép của chi tiết máy là:

Để xác định ứng suất lớn nhất trong mối hàn, ta cần tính ứng suất do lực kéo dọc và ứng suất do mô men uốn, sau đó cộng chúng lại.

1. Ứng suất do lực kéo dọc (σ_k):

σ_k = Lực kéo / Diện tích = 5000 N / (100 mm * 7 mm) = 0.714 MPa

2. Ứng suất do mô men uốn (σ_u):

σ_u = Mô men uốn * y / I

Trong đó:

- y là khoảng cách từ trục trung hòa đến mép ngoài cùng của mối hàn (y = độ dày tấm / 2 = 7 mm / 2 = 3.5 mm)

- I là mô men quán tính của diện tích mặt cắt ngang mối hàn. Vì mối hàn có dạng hình chữ nhật, I = (b * h^3) / 12 = (100 mm * (7 mm)^3) / 12 = 285.83 mm^4

σ_u = (100000 Nmm * 3.5 mm) / 285.83 mm^4 = 12.24 MPa

3. Ứng suất lớn nhất (σ_max):

σ_max = σ_k + σ_u = 0.714 MPa + 12.99 MPa = 13.704 MPa ≈ 13.71 MPa

Công thức tính lực vòng tác dụng lên trục trong bộ truyền xích là: F = 2*T1/d1. Trong đó d1 là đường kính vòng chia của đĩa xích dẫn. Ta có d1 = p/sin(pi/z1) = 19.05/sin(pi/21) = 127.42 mm. Vậy F = 2*500000/127.42 = 7848.5 N. Do bộ truyền xích đặt nằm ngang nên lực tác dụng lên trục xấp xỉ bằng lực vòng, tức là 7848.5 N. Giá trị gần nhất với kết quả này là 7924 N.

Công suất tính toán được xác định bằng công thức: Pt = K.P1, trong đó K là hệ số tải trọng.

Để xác định hệ số K, ta xét các yếu tố ảnh hưởng:

Bôi trơn: Bôi trơn nhỏ giọt, K1 = 1.3

Số dãy xích: Hai dãy xích, K2 = 1

Số ca làm việc: 1 ca, K3 = 1

Góc nghiêng: 45°, K4 = 1.1

Tải trọng: Va đập mạnh, K5 = 1.25

Khoảng cách trục: a ≈ 40p (p là bước xích), K6 = 1

Khoảng cách trục không điều chỉnh được: K7 = 1.05

Vậy, K = K1.K2.K3.K4.K5.K6.K7 = 1.3 * 1 * 1 * 1.1 * 1.25 * 1 * 1.05 ≈ 1.876

Do đó, công suất tính toán là: Pt = K.P1 = 1.876 * 3kW = 5.628 kW