Download
1 / 46
670 likes | 1.79k Views
מכניקה הנדסית י”א 2 יחידות לימוד. מדינת ישראל משרד החינוך. פתרונות קיץ תש”ס ערך: כהן שמואל. איור א ’. שאלה מס’ 1. א. באיור א’ לשאלה 1 מתוארת מערכת הגלגלות .
E N D
מכניקה הנדסית י”א 2 יחידות לימוד מדינת ישראל משרד החינוך פתרונות קיץ תש”ס ערך: כהן שמואל
איור א’ שאלה מס’ 1 א. באיור א’ לשאלה 1 מתוארת מערכת הגלגלות. המערכת כוללת את הגלגלות B,C,D הנעות במהירות קבועה כלפי מעלה בעת הרמת המשא Q , ואת הגלגלת הקבועהA , שעל פניה עובר הקצה של כבל ההרמה. (הגלגלות חסרות חיכוך ומשקלן זניח). חשב את הכוח F הדרוש להרמת המשאQ , אם גודלו של המשא הוא N 800 . (שים לב: חלק מכוחות המתיחה בכבלים, מצוינים באיור).
TD TD פתרון שאלה מס’ 1 א. ד.ג.ח של גלגלת D
TC TC פתרון שאלה מס’ 1 (המשך) א. ד.ג.ח של גלגלת C
TB TB פתרון שאלה מס’ 1 (המשך) א. ד.ג.ח של גלגלת B
פתרון שאלה מס’ 1 (המשך) א. ד.ג.ח של גלגלת A
שאלה מס’ 1 (המשך) ב.באיור ב’ לשאלה 1 מתואר מנוף AB שיכול להסתובב סביב ציר B. בנקודהC מחובר למנוף כבל העובר על-פני שתי גלגלות קבועות, חסרות חיכוך, ומתחבר בצדו השני למשאW. (משקל המנוף זניח). מה צריך להיות גודלו של הכוח P שיופעל בנקודהA, כדי שהמנוף יהיה בשיווי משקל ובמצב אופקי, אם נתון : W=10N?
W פתרון שאלה מס’ 1 (המשך) מתוך סרטוט ד.ג.ח של הקורה נקבל:
שאלה מס’ 2 באיור לשאלה 2 מסורטט היטל פנים של גלגל רצועה המחובר לגל באמצעות שגם פריזמטי, וכן היטל איזומטרי מוגדל של הגל עם השגם. הכוחות הפועלים על גלגל הרצועה, מתוארים בהיטל הפנים. ערכי המידות המסומנות בהיטלים רשומים באיור.
א. בחר את מידות החתך של השגם המתאים לגל על-פי תקן DIN6885 שבנספח א’. ב. חשב את המומנט המועבר על-ידי הרצועה היעזר בנוסחה: ג. חשב את הכוח הפועל על השגם. ד. חשב את האורך המינימלי של השגם הדרוש על-פי שיקולים של חוזק לגזירה ושל חוזק למעיכה, ובחר את האורך המעשי של השגם. נתונים מאמצים מותרים: שאלה מס’ 2 (המשך)
פתרון שאלה מס’ 2 א. מתוך הנספח: b = 8mm ; h = 7 mm ב. חישוב המומנט המועבר ע”י הרצועה: ג. חישוב הכוח הפועל על השגם:
פתרון שאלה מס’ 2 (המשך) ד. חישוב אורך מינימלי משיקולי גזירה: חישוב אורך מינימלי משיקולי מעיכה: נבחר את האורך הגדול יותר להגדלת מקדם הבטיחות כלומר: L=7.5mm ונעגלו ל- 8 מ”מ.
שאלה מס’ 3 שני לוחות אנכיים שמשקלם זניח מהודקים זה לזה באמצעות ארבעה ברגים, כמתואר באיור לשאלה 3.הלוחות נמשכים על-ידי הכוח F שגודלוKn 3 וכיוון פעולתו מתואר באיור. כוח החיכוך בין הלוחות מונע תזוזה ביניהם. כל אחד מהברגים מפעיל כוח הידוק Q של 1.5kN
שאלה מס’ 3 (המשך) א. מהו מקדם החיכוך הסטטי המינימלי שימנע תזוזה בין שני הלוחות? ב. אם נקטין את הכוח F ל- 2kN , בלי לשנות את כוחות ההידוק, התוצאה תהיה שכוח החיכוך הכולל בין הלוחות: 1. יקטן. 2. לא ישתנה 3. יגדל. 4. יהיה 2 kN
ג. גודלו של הכוח F נשאר 3 kN כמתואר בפתיח של השאלה,אבל משחררים את הברגים כך שהלוחות אינם מהודקים עוד. התוצאה תהיה שכוח החיכוך הכולל בין הלוחות: 1. לא ישתנה 2. ישווה ל- 0 3. יהיה F/2 4. יהיה 2 kN שאלה מס’ 3 (המשך)
שאלה מס’ 3 (המשך) ד.לפני הפעלת הכוח F , התברר שהברגים הודקו לאחר שחדר שמן בין הלוחות. כתוצאה מכך קטן מקדם החיכוך בין הלוחות. אין אפשרות לפרק את החיבור לפני הפעלת הכוח F . איזו פעולה יכולה להבטיח שלא תיווצר תזוזה בין הלוחות, עם הפעלת הכוח F ?. 1. הידוק נוסף של ברגים. 2. קידוח קדח בין הברגים והכנסת פין מותאם. 3. קידוח קדח בין הברגים והוספת בורג הידוק עם אום. 4. כל אחת מן הפעולות הנזכרות בתשובות הקודמות.
פתרון שאלה מס’ 3 א. מציאת מקדם החיכוך המינימלי: ב. 4 ג. 2 ד. 4
שאלה מס’ 4 באיור לשאלה 4 מתואר גל פלדה שחלקו הימני חלול . הגל מוטרח במומנט פיתול מקסימלי מותר Mt במישור העובר בנקודהC. מידות הגל נתונות באיור.
שאלה מס’ 4 (המשך) נתונים: המאמץ המותר לפיתול בחומר הגל: tt ]=60 MPa] מודול הזיחה של חומר הגל: G = 80000 MPa מומנט ההתמד הקוטבי בקטע AB : I0 = 3771 mm4 מומנט ההתמד הקוטבי בקטעBC: I0 = 2790 mm4
שאלה מס’ 4 (המשך) א. חשב את מומנט ההתנגדות לפיתול, Z0 , בקטע המלא (AB) של הגל ואת מומנט ההתנגדות לפיתול, Z0 , בקטע החלול (BC) של הגל. ב. חשב את מומנט הפיתול המירבי המותר בגל משיקולי חוזק. ג. חשב את זוויות הפיתול של שני הקטעים AB ו- BC ואת זווית הפיתול הכוללת של החתך בנקודהC ביחס לחתך שבנקודהA
פתרון שאלה מס’ 4 א.1. חישוב את מומנט ההתנגדות לפיתול, Z0 , בקטע המלא (AB) של הגל. א.2. חישוב מומנט ההתנגדות לפיתול, Z0 , בקטע החלול (BC) של הגל.
פתרון שאלה מס’ 4 (המשך) ב. חישוב מומנט הפיתול המירבי המותר בגל משיקולי חוזק.
פתרון שאלה מס’ 4 ג.1. חישוב זווית הפיתול של הקטע AB
פתרון שאלה מס’ 4 (המשך) ג.2. חישוב זווית הפיתול של הקטע BC
פתרון שאלה מס’ 4 (המשך) ג. 3. חישובזווית הפיתול הכוללת של החתך בנקודהC ביחס לחתך שבנקודהA
שאלה מס’ 5 באיור לשאלה 5 מתוארת מערכת להנעת שסתום. מוט הנדנד (חלק4) מורם על - ידי הזיז (חלק 5) ומפעיל את הנדנד (חלק 3). הנדנד לוחץ על השסתום (חלק1) כנגד הקפיץ (חלק 2) המחזיר את השסתום לתושבת שלו. מוט הנדנד נלחץ בכוח של 180N שהוא הכוח המרבי שמותר להפעיל על המוט, מבלי לגרום לו לקריסה. אורך מוט הנדנד 250 mm והוא עשוי מפלדה שמודול האלסטיות שלה הוא: E=2x105 MPa. ערכו של מקדם הבטיחות בפני קריסה , K, הוא: 5 . ניתן להניח שהמוט מוחזק בקצותיו בפרקים)m=1(.
שאלה מס’ 5 א. חשב את הכוח הקריטי , Fcr , במוט הנדנד, בהתחשב בכוח הפועל על המוט ובמקדם הבטיחות בפני קריסה. ב. חשב, בעזרת נוסחת אוילר, את הקוטר המזערי של המוט שיבטיח שהמוט לא יקרוס. ג. חשב את כוח הלחיצה בקפיץ כתוצאה מהפעלת הנדנד על-ידי מוט הנדנד בכוח המירבי המותר במוט. איור לשאלה 5
פתרון לשאלה מס’ 5 א. חישוב הכוח הקריטי , Fcr , במוט הנדנד, בהתחשב בכוח הפועל על המוט ובמקדם הבטיחות בפני קריסה. ב. חישובהקוטר המזערי של המוט שיבטיח שהמוט לא יקרוס בעזרת נוסחת אוילר.
פתרון לשאלה מס’ 5 (המשך) ג. חישוב כוח הלחיצה בקפיץ כתוצאה מהפעלת הנדנד על-ידי מוט הנדנד בכוח המירבי המותר במוט.
שאלה מס’ 6 באיור לשאלה 6 מתואר מהדק המשמש להצמדת לוחות עץ. הכוח המרבי שהוא מפעיל על לוחות העץ הוא 2 kN . כתוצאה מפעולת ההצמדה נוצר מאמץ כפיפה בלחיים של המהדק. איור לשאלה 6
שאלה מס’ 6 על- סמך ד.ג.ח של הלחי המתוארת באיור כקורה ABC וחתך הקורה בנקודה B , חשב: א. את כוחות התגובה בנקודות B ו- C. ב. את מומנט הכפיפה המקסימלי במישור העובר בנקודהB. ג. את מאמץ הכפיפה במישור העובר בנקודהB. איור לשאלה 6
RC F=2 kN B C A RB 150 100 פתרון שאלה מס’ 6 א. חישוב כוחות התגובה בנקודות B ו- C.
RC F=2 kN B C A RB 150 100 פתרון שאלה מס’ 6 (המשך) ב. חישובמומנט הכפיפה המקסימלי במישור העובר בנקודהB.
פתרון שאלה מס’ 6 (המשך) ג. את מאמץ הכפיפה במישור העובר בנקודהB.
שאלה מס’ 7 בספח ב’ נתונים סרטוט הרכבה של מכשיר הידוק למקדחה ורשימת החלקים שלו. המכשיר מיועד להתחבר לשולחן של מקדחה. הגשר (חלק 2) ניתן להזזה בכיוון אנכי לאורך המוט (חלק 1). המהדק (חלק3) יכול להסתובב סביב הפין-ציר (חלק4) ולהדק את העובד לשולחן המקדחה כתוצאה מלחץ הנוצר על-ידי הבורג (חלק7).
שאלה מס’ 7 (המשך) א. ענה על הסעיפים 1-7 (לכל סעיף - 2 נקודות). 1.בין המוט (חלק 1) לבין הקדח שבגשר (חלק 2) יש אפיצות מסוג: א. לחץ. ב. מדחק. ג. מרווח. ד. מעבר.
שאלה מס’ 7 (המשך) 2.המכשיר מתחבר לשולחן המקדחה באמצעות: א. חיבור לחץ. ב. בורגM16 . ג. בורגM10 . ד. פין.
שאלה מס’ 7 (המשך) 3.המהדק (חלק 3) נע יחסית לגשר (חלק 2) בתנועה: א. אופקית. ב. אנכית . ג. סיבובית מלאה (סיבוב של 3600) . ד. סיבובית חלקית (סיבוב של מעלות בודדות).
שאלה מס’ 7 (המשך) 4.התושבת (חלק10) עשויה מפלדת כליםW1 כי: א. קל לעבודה בעיבוד שבבי. ב. היא עמידה בזעזועים . ג. היא עמידה בשחיקה. ד. מחירה נמוך.
שאלה מס’ 7 (המשך) 5.מדוע יש לסמרר את קצה הידית (חלק6) בהרכבה? א. כדי שהטבעות (חלק 5) לא ילכו לאיבוד. ב.כי לא ניתן לבצע הברגה בקצות הידית. ג. כי לא ניתן לרתך פלדה מסוגSAE 1020 ד. כדי שאפשר יהיה לסיים את ההרכבה בהתקנת הידית (חלק6) ולמנוע את השתחררותה.
שאלה מס’ 7 (המשך) 6.נוכל להשיג את הקשיותRc 60 עבור חלק 10 בתהליך של: א. חיסום והרפיה. ב.הרפיה בלבד. ג. ריפוי. ד. צימנוט.
שאלה מס’ 7 (המשך) 7.הפין-ציר (חלק4) מורכב לתוך: א. חלק 3 בלבד. ב.חלקים 2 ו- 3. ג. חלק 2 בלבד. ד. חלקים 3 ו- 5.
שאלה מס’ 8 א. בנספח ג’ נתונים שני הטלים לא מושלמים של הגשר (חלק 2). הוסף את קווי הגוף ואת קווי העזר הנחוצים להשלמת שני ההטלים. ב. סמן בהיטלים שהשלמת את המידות של כל הקדחים שבחלק (כולל הברגה) וציין את הערכים המספריים של המידות (אין צורך לציין ערכי סבולות) נספח ג’
שאלה מס’ 8(פתרון) נספח ג’
