Reka Bentuk Mesin: soalan latihan dan soalan peperiksaan

Mereka bentuk bahagian mesin yang menghantar kuasa dengan selamat: rangkaian gear, aci dalam kilasan, tegasan gabungan dengan bulatan Mohr, serta kekuatan dan kestabilan anggota.

Berlatih kursus ini secara percuma Berlatih kursus ini Ambil peperiksaan percubaan5 soalan percuma setiap hari. Tiada kad diperlukan.

Pek ulang kaji kilat (PDF)Lembaran formula, langkah kaedah dan soalan latihan dengan penyelesaian penuh, sedia untuk dicetak.

Topik dalam kursus ini

Tip peperiksaan untuk Reka Bentuk Mesin

Kuasa = tork × laju sudut: gear penurun meningkatkan tork dengan nisbah yang sama.
Cari tegasan utama sebelum anda membandingkan dengan kekuatan bahan.
Tukar rpm kepada rad/s dengan ω = 2π·n/60.

Contoh penyelesaian

Gear & rangkaian gearMudah

Motor yang berputar pada 1500 rpm memacu takal 160 mm. Tali sawat menyambungkannya kepada takal 400 mm. Dengan menganggap tiada gelinciran, cari laju n₂ takal yang dipacu.

n₁ = 1500 rpmd₁ = 160 mmd₂ = 400 mm

Cari nilai n₂ (rpm)

Tunjukkan petunjuk

Tali sawat bergerak pada satu laju, jadi kedua-dua bibir mempunyai laju yang sama.
π·d₁·n₁ = π·d₂·n₂.
n₂ = 1500·160/400.

Tunjukkan jawapan dan penyelesaian langkah demi langkah

Pemacu tali sawat: tanpa gelinciran, kedua-dua takal mempunyai laju bibir yang sama v = π·d·n/60, jadi n₁·d₁ = n₂·d₂ dan nisbah laju ialah d₂/d₁. Gelinciran s menjadikan takal yang dipacu sedikit lebih perlahan: n₂ = n₁·(d₁/d₂)·(1 − s). Kuasa yang dipindahkan ialah P = (T₁ − T₂)·v, dengan T₁ tegangan pada sisi kencang dan T₂ pada sisi kendur. Geseran mengehadkan nisbah tegangan: T₁/T₂ = e^μθ, dengan θ sudut lilitan dalam radian pada takal yang lebih kecil; bagi tali sawat terbuka θ = π − 2·asin((d₂ − d₁)/(2C)) dengan jarak pusat C.

Laju bibir sama

n₁·d₁ = n₂·d₂

Laju takal dipacu

n₂ = 1500·160/400 = 600 rpm

Jawapan

n₂ = 600 rpm

Kilasan aciSederhana

Satu aci loyang pejal dipasang tetap pada dinding dan dipiuh oleh tork T pada hujung bebasnya. Cari sudut piuhan φ hujung bebas, dalam darjah.

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

Cari nilai φ (°)

Tunjukkan petunjuk

Gunakan φ = TL/(GJ), yang memberikan radian.
Gunakan N dan mm sepanjang masa: T dalam N·mm, L dalam mm, G dalam MPa (GPa × 1000), J dalam mm⁴.
J = 251327 mm⁴.

Tunjukkan jawapan dan penyelesaian langkah demi langkah

Kilasan aci bulat: tegasan ricih bertambah secara linear daripada sifar di pusat kepada τ_max = T·r/J pada permukaan, dengan J = πd⁴/32 bagi aci pejal dan J = π(d_o⁴ − d_i⁴)/32 bagi aci berongga. Sudut piuhan ialah φ = TL/(GJ) dalam radian. Kuasa dan tork dihubungkan oleh P = T·ω.

Momen luas kutub kedua

J = π·40⁴/32 = 251327 mm⁴

Sudut piuhan

φ = TL/(GJ) = 750·1000·1500/(39000·251327) = 0.1148 rad

φ = 0.1148·180/π = 6.576°

Jawapan

φ = 6.576°

Cara latihan berfungsi

“Berlatih kursus ini” mencampurkan soalan daripada semua topiknya, seperti peperiksaan sebenar.
Setiap soalan mempunyai nilai baharu, jadi anda mempelajari kaedah dan bukannya jawapan.
Buntu? Buka petunjuk kecil dahulu, dan penerangan penuh hanya apabila anda memerlukannya.
Peperiksaan percubaan adalah bermasa dan tanpa petunjuk, dan anda mendapat skor serta semakan penuh pada akhirnya.

Kalkulator untuk kursus ini

Kalkulator kilasan aci Kalkulator tegasan dan terikan paksi Kalkulator lengkokan Euler Kalkulator bulatan Mohr Kalkulator nisbah gear Kalkulator frekuensi tabii dan redaman Kalkulator pengembangan terma Kalkulator panjang tali sawat (terbuka dan bersilang)

Kursus berkaitan

Latihan peperiksaan FE Mekanikal Mekanik Bahan Dinamik Analisis Struktur Sistem Mekatronik Latihan peperiksaan FE Awam Statik Termodinamik 1

Berlatih kursus ini secara percuma Berlatih kursus ini Ambil peperiksaan percubaan5 soalan percuma setiap hari. Tiada kad diperlukan.