Makine Tasarımı: alıştırma soruları ve sınav soruları

Gücü güvenle ileten makine parçalarının tasarımı: dişli dizileri, burulmadaki miller, Mohr dairesiyle bileşik gerilmeler ve elemanların mukavemeti ve kararlılığı.

Bu derse ücretsiz çalışBu dersi çalışDeneme sınavına girHer gün 5 ücretsiz soru. Kart gerekmez.

Hızlı tekrar paketi (PDF)Formül kâğıtları, yöntem adımları ve tam çözümlü alıştırma soruları, yazdırmaya hazır.

Bu dersteki konular

  1. Dişliler ve dişli dizilerihız oranı · tork ve güç · bileşik dişli dizisihesaplamalar
  2. Millerin burulmasıkayma gerilmesi · burulma açısı · güç iletimihesaplamalar
  3. Mohr dairesi ve gerilme dönüşümüasal gerilmeler · en büyük kayma ve asal doğrultu · eğik düzlemdeki gerilmehesaplamalar
  4. Eksenel gerilme ve şekil değiştirmenormal gerilme · şekil değiştirme ve uzama · kademeli çubukhesaplamalar
  5. Kolon burkulmasımafsallı uçlar · diğer mesnet koşulları · tasarım ve kritik gerilmehesaplamalar
  6. Mekanik titreşimlerdoğal frekans · sönüm oranı · seri ve paralel yaylarhesaplamalar

Makine Tasarımı için sınav ipuçları

  • Güç = tork × açısal hız: devri düşüren dişli, torku aynı oranda artırır.
  • Bir malzeme dayanımıyla karşılaştırmadan önce asal gerilmeleri bulun.
  • rpm’yi ω = 2π·n/60 ile rad/s’ye çevirin.

Çözümlü örnekler

Dişliler ve dişli dizileriKolay
d1​ = 160 mmd2​ = 400 mm1500 rpmn2​ = ?

1500 rpm ile dönen bir motor 160 mm’lik bir kasnağı tahrik ediyor. Bir kayış onu 400 mm’lik bir kasnağa bağlıyor. Kayma olmadığını varsayarak tahrik edilen kasnağın hızını n2 bulun.

n1 = 1500 rpmd1 = 160 mmd2 = 400 mm

İstenen: n2 (rpm)

İpuçlarını göster
  1. Kayış tek bir hızla hareket eder, bu yüzden iki kasnağın çevre hızı aynıdır.
  2. π·d₁·n₁ = π·d₂·n₂.
  3. n₂ = 1500·160/400.
Cevabı ve adım adım çözümü göster

Kayış-kasnak sürücüleri: kayma olmadığında iki kasnağın çevre hızı aynıdır, v = π·d·n/60; dolayısıyla n₁·d₁ = n₂·d₂ ve hız oranı d₂/d₁’dir. s kayması, tahrik edilen kasnağı biraz yavaşlatır: n₂ = n₁·(d₁/d₂)·(1 − s). İletilen güç P = (T₁ − T₂)·v’dir; T₁ gergin taraftaki, T₂ gevşek taraftaki çekme kuvvetidir. Sürtünme gerilmelerin oranını sınırlar: T₁/T₂ = eμθ; burada θ, küçük kasnaktaki sarılma açısıdır (radyan cinsinden); açık bir kayış için θ = π − 2·asin((d₂ − d₁)/(2C)), C eksenler arası uzaklıktır.

Eşit çevre hızları

n₁·d₁ = n₂·d₂

Tahrik edilen hız

n2 = 1500·160/400 = 600 rpm

Cevap

n2 = 600 rpm
Millerin burulmasıOrta
T = 750 N·md = 40 mmL = 1,5 mφ = ?

Dolu bir pirinç mil duvara ankastre ve serbest ucundan T torkuyla burulmuş. Serbest ucun burulma açısı φ değerini derece cinsinden bulun.

T = 750 N·md = 40 mmL = 1,5 mG = 39 GPa

İstenen: φ (°)

İpuçlarını göster
  1. Radyan veren φ = TL/(GJ) kullanın.
  2. Her yerde N ve mm kullanın: T N·mm, L mm, G MPa (GPa × 1000), J mm⁴.
  3. J = 251327 mm⁴.
Cevabı ve adım adım çözümü göster

Dairesel millerin burulması: kayma gerilmesi merkezde sıfırdan yüzeyde τmax = T·r/J değerine doğrusal artar; dolu mil için J = πd⁴/32, içi boş mil için J = π(do⁴ − di⁴)/32. Burulma açısı radyan cinsinden φ = TL/(GJ)’dir. Güç ve tork P = T·ω ile bağlıdır.

Polar atalet momenti

J = π·40⁴/32 = 251327 mm⁴

Burulma açısı

φ = TL/(GJ) = 750·1000·1500/(39000·251327) = 0,1148 rad
φ = 0,1148·180/π = 6,576°

Cevap

φ = 6,576°

Çalışma nasıl işler

  • “Bu dersi çalış”, gerçek bir sınavdaki gibi tüm konulardan karışık sorular getirir.
  • Her soruda yeni değerler olur; böylece bir cevabı değil, yöntemi öğrenirsiniz.
  • Takıldınız mı? Önce küçük bir ipucu açın, tam açıklamayı ise yalnızca gerektiğinde.
  • Deneme sınavları süreli ve ipuçsuzdur; sonunda puanınızı ve tam bir değerlendirmeyi görürsünüz.

Bu dersin hesaplayıcıları

Mil burulması hesaplayıcıEksenel gerilme ve birim şekil değiştirme hesaplayıcıEuler burkulması hesaplayıcıMohr dairesi hesaplayıcıDişli oranı hesaplayıcıDoğal frekans ve sönüm hesaplayıcıIsıl genleşme hesaplayıcıKayış uzunluğu hesaplayıcı (açık ve çapraz kayış)

İlgili dersler

FE Mechanical sınav hazırlığıMukavemetDinamikYapı StatiğiMekatronik SistemlerFE Civil sınav hazırlığıStatikTermodinamik 1
Bu derse ücretsiz çalışBu dersi çalışDeneme sınavına girHer gün 5 ücretsiz soru. Kart gerekmez.