اساسيات الهندسة الميكانيكية الجزء الثاني

1. اساسيات الهندسة الميكانيكية الجزء الثاني استاذ المادة/نادر عبد الرازق صديق محاضر بقسم الهندسة الميكانيكية الاخبار بالعربيةwww.sustech.edu

2. مفردات المقرر • مقدمة • تعريف الالة. • امثلة الات مختلفة. • عناصر الالة. • المواد الهندسية. • تشكيل المعادن. • وسائل ربط الاجزاء.

3. مقدمة تعريف هندسة الانتاج:- هو العلم المعني بأساليب التصميم والتخطيط والتصنيع والتجميع والاختبار والتطوير لأجزاء المنتجات وتقنياتها والمنظومات الصناعية المختلفة. و يعطى هذا التخصص الهندسي مسميات عدة كهندسة الدقة كما في اليابان وهندسة التصنيع أو الهندسة الصناعية في الولايات المتحدة.

4. مراحل الإنتاج • التصميم • التخطيط والادارة • التصنيع • التجميع • ضبط الجودة

5. مجالات هندسة الإنتاج • التشكيل . • التشغيل. • اللحام. • القياسات. • الجودة. • التكاليف الهندسية. • نظم وإدارة الإنتاج.

6. الالةMACHINE أداة تساعد على جعل العمل أكثر يسراً، وذلك بتغيير مقدار أو اتجاه القوة اللازمة لإنجاز الشغل أو اتقاء الأذى الناجم عن أدائه.

7. فوائد الالات البسيطة: تتمثل فوائد معظم الآلات في تغيير مقدار أو اتجاه القوة اللازمة لأداء العمل، إضافة إلى أن ثمة آلات تستخدم فقط لاتقاء الإصابة بالأضرار عند القيام بالعمل بغض النظر عن مقدار أو اتجاه القوة اللازمة لذلك.ويستفاد منها في • رفع الاثقال • مضاعفة العمل • قطع المعادن

8. الفائدة الميكانيكية: هي عدد المرات التي تضاعف فيها الآلة أثر القوة المؤثرة أو النسبة بين المقاومة إلى القوة.وهي النسبة بين ثقل الجسم (المقاومة) والقوة اللازمة لتحريكه(المجهود) الفائدة الآلية =المقاومة القوة

9. مثال(1) الالة الموضحة علي اليسار يمكنها رفع 5 ثقل طن باستخدام مجهود مقداره 50 ثقل كيلوجرام .اوجد الفائدة الميكانيكية. 50kg 5000kg الحل ثقل الجسم=5X1000=5000kg القوة=50kg الفائدة الميكانيكية=المقاومة القوة 5000 = 100 50

10. الكفاءة الآلية: هي مصطلح يستخدم للتدليل على فاعلية الآلة في استثمار الشغل المبذول. أو بصورة أخرى هي النسبة المئوية لمقدار الشغل المنجز (الناتج) إلى الشغل المبذول. الكفاءة الالية=الشغل المبذول علي الجسم الشغل المبذول بالقوة الكفاءة الالية=ثقل الجسمX المسافة التي تحركها الجسم القوة Xالمسافة التي تحركتها

11. مثال(1) الالة الموضحة علي اليسار استخدمت لرفع جسم كتلته طن مسافة راسية مقدارها 3mm علماً بان القوة المستخدمة 1000N تحركت مسافة 40cm اوجد كفاءة الالة. 1000N 1000kg

12. 1000N الحل:- الشغل المبذول علي الجسم=1000X0.003X9.81=29.42جول الشغل المبذول بواسطة القوة= 1000N X 0.04m= 40 جول 1000kg الكفاءة الالية=الشغل المبذول علي الجسم الشغل المبذول بالقوة الكفاءة الالية=29.42جول=0.74 40 جول

13. العلاقة بين الفائدة الميكانيكية ونسبة السرعة وكفاءة الالة:- الفائدة الآلية =المقاومة القوة نسبة السرعة=المسافة التي تتحركها القوة المسافة التي يتحركها الجسم الفائدة الآلية =ثقل الجسم Xالمسافة التي تحركها الجسم نسبة السرعة القوة المسافة التي تحركتها القوة الفائدة الآلية =الشغل المبذول علي الجسم نسبة السرعة الشغل المبذول بالقوة

14. مثال اله استخدمت لرفع جسم وزنه 2 ثقل كجم .فاذا كانت نسبة سرعة الالة 4 وكفاءتها 70% .اوجد القوة اللازمة لرفع الجسم.

15. القوة= ؟ الحل:- الكفاءة = الفائدة الميكانيكية نسبة السرعة 70 = الفائدة الميكانيكية 4 2 ثقل كجم الفائدة الميكانيكية = 0.70 X 4 = 2.80 الفائدة الميكانيكية = ثقل الجسم القوة η= 70% 2.80= 2 القوة القوة = 2 = 0.714 ثقل كجم 2.80

16. أنواع الآلاتالآلات البسيطةالروافع

17. الرافعة هي آلة بسيطة تتكون من ذراع قابل للحركة حول محور يسمى نقطة الارتكاز. B ذراع القوة ذراع المقاومة نقطة الارتكاز القوة المقاومة A C D E

18. B ذراع القوة ذراع المقاومة نقطة الارتكاز A C D E القوة المقاومة من الشكل اعلاه المسافة التي تحركتها القوةAB= المسافة التي تحركتها المقاومة ED= نسبة السرعة = AB ED ولكن يتشابه المثلثان ABC و DCE AB = AC = ذراع القوة EDCD ذراع المقاومة نسبة السرعة للرافعة = ذراع القوة ذراع المقاومة

19. أنواع الروافع تقسم الروافع الي ثلاث أنواع، كل نوع يختلف بحسب موقع نقطة الارتكاز ونقطة تأثير القوة ونقطة تأثير المقاومة. انواع الروافع النوع الثالث النوع الاول النوع الثاني القسم الاول القسم الثاني القسم الثالث

20. النوع الاول القسم الاول:- وهو عندم يكون محور الارتكاز في منتصف الرافعة كما في حالة الميزان

21. النوع الاول القسم الثاني: في هذا القسم يكون محور الارتكاز اقرب للجسم (الحمل)ومن امثلتها العتلة -المقص –الكماشة –رافعة السيارات القوة

22. النوع الاول القسم الثالث:- وهو عندما يكون محور الارتكاز اقرب للمجهود.

23. النوع الثاني وهي الرافعة التي يكون فيها الحمل بين المجهود ومحور الارتكاز والذي يكون عند احد طرفي الرافعة،ومن الامثلة عربة اليد.

24. النوع الثالث وهي الرافعة التي يكون فيها المجهود بين الحمل ومحور الارتكازالذي يكون في احد طرفي الرافعة ومن الامثلة ماسك الجمر ،صنارة الصيد ،وعضلة اليد للانسان.

25. مثال:- عامل يستعمل الة لرفع حمل مقداره 15 ثقل كجم لمسافة 10cm ويبذل مجهود قدره2 ثقل كجم ليتحرك مسافة 100cm احسب: • الشغل الموضوع في الالة • الشغل الماخوذ من الالة • الفائدة الميكانيكية. • النسبة السرعية لالة. • كفاءة الالة.

26. الحل • Work=force X distance =2w.kg X 1m=2w.kg.m 2. Work=load X distance =15w.kg X 0.1 =1.5 w.kg.m .3 الفائدة الميكانيكية=load =7.5= 15 2 force .4 النسبة السرعية=المسافة التي تحركها القوة = 100 =10 المسافة التي تحركها الجسم 10 .5 كفاءة الالة =الشغل الناتج الشغل المبذول

27. أنواع الآلاتالآلات البسيطةالبكرات

29. انواع البكرات :- بكرة منفردة

30. 2. بكرة مثبتة واخري متحركة. نسبة السرعة= المسافة التي تحركتها القوة المسافة التي يتحركها الجسم اذا تحركت القوة مسافة متر واحد فان طول الحبل ينقص واحد متر من طول حبل البكرة الثابتة ونصف متر من طول البكرة المتحركة . =1 :1/2 =2

31. 3.بكرتان متحركتان وثالثة ثابتة.

32. مجموعة بكرات.

33. بكرات وستون التفاضلية تتركب من بكرتين محورهما واحد توصل بجنزير متصل R 2 R 1

34. المسافة التي يتحركها الجسم Π(R2-R1)= المسافة التي تحركتها القوة =2 Π(R2) نسبة السرعة =المسافة التي تحركتها القوة المسافة التي تحركها الجسم = 2 Π(R2) Π(R2-R1) = 2(R2) (R2-R1) نسبة السرعة لمجموعة التفاضل= قطر الدائرة الكبيرة نصف قطر الدائرة الكبيرة –نصف قطر الصغيرة

35. المستوي المائل يمكن رفع الجسم الي اعلي باستعمال مستوي مائل وفي هذه الحالة تساعد قوة الاحتكاك من تثبيت الجسم عند توقف القوة المؤثرة وهنالك حالتان لاتجاه القوة هما:- • عندما تكون القوة موازية للمستوي المائل: B القوة الجسم C A نسبة السرعة = المسافة التي تحركتها القوة =AB المسافة التي تحركها الجسمBC نسبة السرعة = طول المستوي المائل الذي تحركته القوة المسافة الراسية التي ارتفعها الجسم

36. عندما تكون القوة افقية: نسبة السرعة =AC CB B القوة الجسم C A

37. مثال جسم يزن 100kg يراد رفعه الي اعلي لارتفاع 15m باستخدام مستوي مائل طوله 100m اوجد القوة اللازمة لذلك (اهمل قوة الاحتكاك). الحل • عندما تكون القوة موازية للمستوي المائل: كفاء الالة 100% =1 لاهمال الاحتكاك نسبة السرعة = طول المستوي المائل الذي تحركته القوة = 100 =6.67 المسافة الراسية التي ارتفعها الجسم15 ولكن نسبة السرعة= الفائدة الميكانيكية الكفاءة الميكانيكية الفائدة الميكانيكية = 6.67 = المقاومة القوة القوة = 100 = 14.99 kg 6.67 15m 100m

38. عندما تكون القوة افقية: نسبة السرعة = المسافة الافقية المسافة الراسية المسافة الافقية = 2(100) ــــ 2(15) = 98.9 m نسبة السرعة = 98.9 = 6.59 15 القوة = 100 = 15.17kg 6.59

39. عناصر الالة Machine elements تتكون الالة من اجزاء مثل عمود الدوران ،المحامل ،التروس، الحدبات، البكرات ،والخوابير ولكل منها وظيفة يوديها . • عمود الدوران : عنصر مهم جداً ويستخدم لنقل القدرة والعزم ويكون مقطعه مستديراً

40. 2.المحاملوتستخدم لاسناد اعمدة الدوران وهي نوعان المحامل الانزلاقية (الجلب):- وهي عبارة عن اسطوانة مجوفة ومفتوحة الطرفين ويمر بداخلها العمود

41. 2.المحامل الدحروجية(المحامل المقاومة للاحتكاك) وتتكون من حلقتين داخلية وخارجية تتدحرج بينهما اسطوانات صغيرة (بلالي)

42. 3.موانع التسرب تسخدم لمنع تسرب مائع التزليق خارج المحمل وخارج صندوق التروس

43. 4.القارنة تستخدم القارنة لتوصيل عمودين مع بعهما البعض ويمكن ان تكون قارنة جاسئة وفي هذه الحالة لايمكن معادلة عدم المحازاة وقارنة مرنة وهي تعادل عدم المحازاة . قارنة جاسئة قارنة مرنة

45. 5.القوابض يعتبر القابض نوع من انواع القارنات ويستخدم عندما يكون المطلوب هو وصل اوفصل عمودين بسهولة وذلك ليكون العمود القائد مستمر في الحركة دون ادارة العمود المنقاد ابسط انواع القوابض هو القابض القرصي الذي يتكون من قرصين يثبت علي سطح احدهما قرص مصنوع من مادة احتكاكية ويتم ضغط الترسين الي بعضهما بواسطة قوة نابض بحيث يتم نقل القدرة بالاحتكاك .

46. نقل الحركة الدورانية بواسطة اعمدة غير متحدة المحور تكون العمدان في منظومة نقل الحركة غير متحدة المحور في التروس حيث تستخدم التروس لنقل قدرة كبيرة لسرعات اعلي او ادني ولايوجد بها انزلاق ومن انواع التروس • ترس اسطواني عدل

47. 2.ترس دودي

48. 3.ترس حلزوني

49. تحويل الحركة الدورانية الي حركة خطية ترددية في اتجاه عمودي علي محور الدوران :- يتم الحصول علي الحركة الترددية من حركة دورانية بواسطة • الحدبة والتابع

50. الترس 2.الترس والجريدة المسننة: الجريدة المسننة