मशीन डिज़ाइन: अभ्यास प्रश्न और परीक्षा प्रश्न

शक्ति को सुरक्षित रूप से संचारित करने वाले मशीन पुर्ज़ों का डिज़ाइन: गियर ट्रेन, मरोड़ में शाफ़्ट, मोर वृत्त से संयुक्त प्रतिबल, और अवयवों की सामर्थ्य व स्थायित्व।

इस कोर्स का मुफ़्त अभ्यास करेंइस कोर्स का अभ्यास करेंमॉक परीक्षा देंहर दिन 5 मुफ़्त प्रश्न। कार्ड की ज़रूरत नहीं।

क्रैम पैक (PDF)सूत्र-पत्रक, विधि के चरण और पूरे हल सहित अभ्यास प्रश्न, प्रिंट करने के लिए तैयार।

इस कोर्स के विषय

  1. गियर और गियर ट्रेनचाल अनुपात · बलाघूर्ण और शक्ति · संयुक्त गियर ट्रेनगणनाएँ
  2. शाफ़्ट का मरोड़अपरूपण प्रतिबल · मरोड़ कोण · शक्ति संचरणगणनाएँ
  3. मोर वृत्त और प्रतिबल रूपांतरणमुख्य प्रतिबल · अधिकतम अपरूपण और मुख्य दिशा · झुके तल पर प्रतिबलगणनाएँ
  4. अक्षीय प्रतिबल और विकृतिअभिलंब प्रतिबल · विकृति और दीर्घीकरण · सोपानी छड़गणनाएँ
  5. स्तंभ बकलिंगपिन किए सिरे · अन्य सिरा स्थितियाँ · डिज़ाइन और क्रांतिक प्रतिबलगणनाएँ
  6. यांत्रिक कंपनप्राकृतिक आवृत्ति · अवमंदन अनुपात · श्रेणी और समांतर में स्प्रिंगगणनाएँ

मशीन डिज़ाइन के लिए परीक्षा सुझाव

  • शक्ति = बलाघूर्ण × कोणीय चाल: गियर से चाल घटाने पर बलाघूर्ण उसी अनुपात में बढ़ता है।
  • पदार्थ की सामर्थ्य से तुलना करने से पहले मुख्य प्रतिबल ज्ञात करें।
  • ω = 2π·n/60 से rpm को rad/s में बदलें।

हल किए गए उदाहरण

गियर और गियर ट्रेनआसान
d1​ = 160 mmd2​ = 400 mm1500 rpmn2​ = ?

1500 rpm पर घूमती एक मोटर 160 mm की घिरनी चलाती है। एक पट्टा उसे 400 mm की घिरनी से जोड़ता है। फिसलन न मानते हुए चालित घिरनी की गति n2 ज्ञात कीजिए।

n1 = 1500 rpmd1 = 160 mmd2 = 400 mm

ज्ञात करें: n2 (rpm)

संकेत दिखाएँ
  1. पट्टा एक ही चाल से चलता है, इसलिए दोनों कोरों की चाल समान है।
  2. π·d₁·n₁ = π·d₂·n₂.
  3. n₂ = 1500·160/400.
उत्तर और चरण-दर-चरण हल दिखाएँ

पट्टा चालन: फिसलन के बिना दोनों घिरनियों की कोर की चाल समान होती है v = π·d·n/60, इसलिए n₁·d₁ = n₂·d₂ और गति अनुपात d₂/d₁ है। फिसलन s चालित घिरनी को थोड़ा धीमा कर देती है: n₂ = n₁·(d₁/d₂)·(1 − s)। संचरित शक्ति P = (T₁ − T₂)·v है, जहाँ T₁ कसी हुई ओर का तनाव और T₂ ढीली ओर का। घर्षण तनावों के अनुपात को सीमित करता है: T₁/T₂ = eμθ, जहाँ θ छोटी घिरनी पर लपेट कोण रेडियन में है; खुले पट्टे के लिए θ = π − 2·asin((d₂ − d₁)/(2C)), जहाँ C केंद्र दूरी है।

बराबर कोर चाल

n₁·d₁ = n₂·d₂

चालित गति

n2 = 1500·160/400 = 600 rpm

उत्तर

n2 = 600 rpm
शाफ़्ट का मरोड़मध्यम
T = 750 N·md = 40 mmL = 1.5 mφ = ?

पीतल का एक ठोस शाफ़्ट दीवार में जड़ित है और मुक्त सिरे पर बलाघूर्ण T से मरोड़ा जाता है। मुक्त सिरे का मरोड़ कोण φ डिग्री में ज्ञात कीजिए।

T = 750 N·md = 40 mmL = 1.5 mG = 39 GPa

ज्ञात करें: φ (°)

संकेत दिखाएँ
  1. φ = TL/(GJ) का उपयोग करें, जो रेडियन देता है।
  2. हर जगह N और mm का उपयोग करें: T N·mm में, L mm में, G MPa (GPa × 1000) में, J mm⁴ में।
  3. J = 251327 mm⁴.
उत्तर और चरण-दर-चरण हल दिखाएँ

वृत्ताकार शाफ़्ट का मरोड़: अपरूपण प्रतिबल केंद्र पर शून्य से सतह पर τmax = T·r/J तक रैखिक रूप से बढ़ता है, ठोस शाफ़्ट के लिए J = πd⁴/32 और खोखले के लिए J = π(do⁴ − di⁴)/32। मरोड़ कोण रेडियन में φ = TL/(GJ) है। शक्ति और बलाघूर्ण P = T·ω से जुड़े हैं।

ध्रुवीय जड़त्व आघूर्ण

J = π·40⁴/32 = 251327 mm⁴

मरोड़ कोण

φ = TL/(GJ) = 750·1000·1500/(39000·251327) = 0.1148 rad
φ = 0.1148·180/π = 6.576°

उत्तर

φ = 6.576°

अभ्यास कैसे काम करता है

  • “इस कोर्स का अभ्यास करें” असली परीक्षा की तरह इसके सभी विषयों के प्रश्न मिलाकर देता है।
  • हर प्रश्न में नए मान होते हैं, इसलिए आप उत्तर नहीं बल्कि विधि सीखते हैं।
  • अटक गए? पहले एक छोटा संकेत खोलें, और पूरी व्याख्या तभी जब ज़रूरत हो।
  • मॉक परीक्षाओं में समय सीमा होती है और कोई संकेत नहीं मिलता; अंत में आपको अपना स्कोर और पूरी समीक्षा मिलती है।

इस कोर्स के कैलकुलेटर

शाफ़्ट मरोड़ कैलकुलेटरअक्षीय प्रतिबल और विकृति कैलकुलेटरऑयलर बकलन कैलकुलेटरमोर वृत्त कैलकुलेटरगियर अनुपात कैलकुलेटरप्राकृतिक आवृत्ति और अवमंदन कैलकुलेटरतापीय प्रसार कैलकुलेटरपट्टे की लंबाई का कैलकुलेटर (खुला और क्रॉस पट्टा)

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