Βοήθημα Στοιχείων Μηχανών 2015-2016

46
1 ο ΕΠΑΛ ΛΑΡΙΣΑΣ ΤΟΜΕΑΣ ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΊΑΣ ΣΧΟΛΙΚΟ ΕΤΟΣ 2015-2016 ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ - ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΓΙΑ ΤΟ ΜΑΘΗΜΑ «Στοιχεία Μηχανών» ΤΩΝ ΕΠΑΛ Επιμέλεια ύλης: Ζαφειρίου Βασίλειος Εκπαιδευτικός, Μηχανολόγος Μηχανικός

description

Βοήθημα Στοιχείων Μηχανών για τις Πανελλαδικές Εξετάσεις 2015-2016

Transcript of Βοήθημα Στοιχείων Μηχανών 2015-2016

Page 1: Βοήθημα Στοιχείων Μηχανών 2015-2016

1ο ΕΠΑΛ ΛΑΡΙΣΑΣ ΤΟΜΕΑΣ ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΊΑΣ ΣΧΟΛΙΚΟ ΕΤΟΣ 2015-2016

ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ - ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΓΙΑ ΤΟ ΜΑΘΗΜΑ

«Στοιχεία Μηχανών» ΤΩΝ ΕΠΑΛ

Επιμέλεια ύλης: Ζαφειρίου Βασίλειος

Εκπαιδευτικός, Μηχανολόγος Μηχανικός

Page 2: Βοήθημα Στοιχείων Μηχανών 2015-2016

- 2 -

ΕΙΣΑΓΩΓΗ

Στις σημειώσεις αυτές αναφέρονται ερωτήσεις ανάπτυξης, ερωτήσεις σωστού – λάθους, ερωτήσεις αντιστοίχισης, ασκήσεις και τυπολόγιο ασκήσεων, που αφορούν το μάθημα «Στοιχεία Μηχανών» που διδάσκεται στην Γ’ Τάξη του Επαγγελματικού Λυκείου (ΕΠΑΛ) του τομέα των Μηχανολόγων.

Στο μάθημα εξετάζονται οι μαθητές των ΕΠΑΛ των ειδικοτήτων:

1. Τεχνικός μηχανολογικών εγκαταστάσεων και κατασκευών

2. Τεχνικός μηχανικός θερμικών εγκαταστάσεων και μηχανικός τεχνολογίας πετρελαίου και φυσικού αερίου

3. Τεχνικός εγκαταστάσεων ψύξης και κλιματισμού

4. Τεχνικός οχημάτων

5. Τεχνικός μηχανοσυνθέτης αεροσκαφών

Οι ερωτήσεις αναφέρονται στο βιβλίο, «Στοιχεία Μηχανών» του Υπουργείου Εθνικής Παιδείας των: Ιωάννη Καρβέλη, Αντώνιο Μπαλντούκα, και Αικατερίνης Ντασκαγιάννη.

Οι σελίδες στις ερωτήσεις παραπέμπουν στο βιβλίο που αναφέρετε παραπάνω.

Το ΠΕ στις ερωτήσεις σημαίνει ότι η συγκεκριμένη ερώτηση έχει «πέσει» ως θέμα, σε προηγούμενες Πανελλαδικές Εξετάσεις.

Στις Πανελλαδικές Εξετάσεις. Δίνονται για εξέταση τέσσερα (4) θέματα κλιμακούμενης δυσκολίας, μεταξύ των οποίων και ασκήσεις. Κάθε θέμα μπορεί να περιέχει έως δύο ερωτήματα.

Η βαθμολογία για καθένα από τα ανωτέρω μαθήματα κατανέμεται ισότιμα στα τέσσερα θέματα. Ειδικότερα, η βαθμολογία κάθε θέματος κατανέμεται στα επιμέρους ερωτήματα από την Κεντρική Επιτροπή και γνωστοποιείται στους υποψηφίους με τη διανομή των θεμάτων.

Για περισσότερες πληροφορίες και βοήθεια σχετικά με το παραπάνω μάθημα μπορείτε να ανατρέξετε στην ιστοσελίδα: http://themesofschool-2.blogspot.gr/

Page 3: Βοήθημα Στοιχείων Μηχανών 2015-2016

- 3 -

Πίνακας περιεχομένων

Σελίδα Κεφάλαιο/Παράγραφος

4 Γενικά περί συνδέσεων, Ήλος, Ηλώσεις

7 Κοχλιωτές συνδέσεις

10 Συγκολλήσεις

12 Σφήνες

14 Περιστροφική κίνηση

17 Άξονες – Άτρακτοι – Στροφείς

22 Έδρανα – Είδη εδράνων

27 Σύνδεσμοι – Είδη συνδέσμων

30 Οδοντώσεις

38 Ιμάντες

43 Αλυσίδες

45 Μηχανισμός στροφάλου

46 Ερωτήσεις από τους υπολογισμούς των στοιχείων μηχανών

Page 4: Βοήθημα Στοιχείων Μηχανών 2015-2016

- 4 -

ΓΕΝΙΚΑ ΠΕΡΙ ΣΥΝΔΕΣΕΩΝ, ΗΛΟΣ, ΗΛΩΣΕΙΣ

Ερωτήσεις ανάπτυξης:

1. Τι ονομάζουμε μέσα σύνδεσης και ποια είναι αυτά. (Σελ. 131, 132)

2. Ποια τα είδη των συνδέσεων. (Σελ. 132)

3. Ποιες συνδέσεις λέγονται λυόμενες, με τί μέσα σύνδεσης επιτυγχάνονται και πότε χρησιμοποιούνται. (Σελ. 132) ΠΕ

4. Τι ονομάζονται μη λυόμενες συνδέσεις, πότε χρησιμοποιούνται και ποια μέσα σύνδεσης χρησιμοποιούνται. (Σελ. 132) ΠΕ

5. Τι είναι ο ήλος, πως κατασκευάζεται και από ποια μέρη αποτελείται; (Σελ. 133)

6. Κατηγορίες - τύποι ήλων ανάλογα: α) με τη μορφή της κεφαλής και β) με τη διάμετρο του κορμού. (Σελ. 133, 134)

7. Υλικά κατασκευής ήλων. Ποια είναι τα κριτήρια επιλογής τους; (Σελ. 134)

8. Για ποιο λόγο το υλικό των συνδεόμενων ελασμάτων και των ήλων πρέπει να είναι απαραίτητα το ίδιο. (Σελ. 134) ΠΕ

9. Ποιες είναι οι κύριες διαστάσεις για τον προσδιορισμό των ήλων; (Σελ. 135)

10. Όταν ο ήλος είναι τύπου βυθισμένης κεφαλής ποιο είναι το μήκος του; (Σελ. 135)

11. Ποια στοιχεία πρέπει να δώσουμε για την προμήθεια ενός ήλου; (Σελ. 135, 136) ΠΕ

12. Τι σημαίνει για ένα ήλο ο συμβολισμός 18 x 70 DIN 124; (Σελ. 136)

13. Σε ποιες περιπτώσεις οι ηλώσεις ως μέσο μόνιμης σύνδεσης κομματιών είναι αναντικατάστατες; (Σελ. 136) ΠΕ

14. Ποια είναι τα πλεονεκτήματα των ηλώσεων; (Σελ. 136)

15. Σε ποιες κατηγορίες διακρίνονται και πού χρησιμοποιούνται οι ηλώσεις ανάλογα με το σκοπό και τις απαιτήσεις που προορίζονται. (Σελ. 136, 137) ΠΕ

16. Να αναφέρετε ονομαστικά πώς διακρίνονται οι ηλώσεις ανάλογα με τον τρόπο κατασκευής (τοποθέτηση ελασμάτων). (Σελ. 137) ΠΕ

Page 5: Βοήθημα Στοιχείων Μηχανών 2015-2016

- 5 -

17. Πώς διακρίνονται οι ηλώσεις ανάλογα με τις σειρές των ήλων που τοποθετούνται; (Σελ. 137) ΠΕ

18. Πως διακρίνονται οι ηλώσεις ανάλογα με τον αριθμό των διατομών των ήλων; (Σελ. 139)

19. Ποιες είναι οι χαρακτηριστικές αποστάσεις που πρέπει να γνωρίζουμε για τη σχεδίαση και κατασκευή μιας ήλωσης; (Σελ. 140)

20. Μέθοδοι κατασκευής ηλώσεων (ονομαστικά). (Σελ. 140)

21. Να περιγράψετε τη μηχανική μέθοδο κατασκευής ηλώσεων. (Σελ. 140)

22. Ποιες είναι οι οδηγίες για τη σωστή εκτέλεση ήλωσης. (Σελ. 141) ΠΕ

Ερωτήσεις σωστού – λάθους:

1. Οι σφήνες ανήκουν στα μέσα σύνδεσης. Σ-Λ

2. Τα μέσα σύνδεσης είναι τρία: ήλοι, κοχλίες και συγκολλητικά υλικά. Σ-Λ

3. Οι λυόμενες συνδέσεις ονομάζονται και μόνιμες. Σ-Λ

4. Ο ήλος είναι ένα μέσο λυόμενης σύνδεσης. Σ.Λ

5. Οι ήλοι χρησιμοποιούνται στις μη λυόμενες συνδέσεις και οι κοχλίες στις λυόμενες. Σ-Λ

6. Με τις λυόμενες συνδέσεις επιτυγχάνεται η μεταβίβαση δυνάμεων αλλά όχι ροπών από ένα κομμάτι σε άλλο. Σ-Λ

7. Ο ήλος αποτελείται από την κεφαλή και τον κορμό. Σ-Λ

8. Οι φακοειδείς και όχι οι ημιστρόγγυλοι ήλοι διακρίνονται σε βυθισμένους και ημιβυθισμένους. Σ-Λ

9. Οι ήλοι με διάμετρο κορμού μικρότερη από 10mm είναι γνωστοί ως λεβητόκαρφα. Σ-Λ

10. Ο συμβολισμός «18 x 70 DIN 124» σημαίνει ημιστρόγγυλος ήλος με διάμετρο 70 mm και μήκος 18 cm. Σ-Λ

11. Σε μια σύνδεση χαλύβδινων ελασμάτων μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε και χάλκινους ήλους. Σ-Λ

12. Οι διμεταλλικές τάσεις που προκαλούν τη σκουριά στις ηλώσεις προκύπτουν όταν το υλικό των ήλων είναι διαφορετικό από εκείνο των ελασμάτων που συνδέονται. Σ-Λ

13. Για την προμήθεια ενός ήλου αρκεί να δώσουμε τη διάμετρο του κορμού και το μήκος του ήλου. Σ-Λ

14. Όταν η σύνδεση καταπονείται σε κρουστικά ή δυναμικά φορτία, τότε η ήλωση είναι καλύτερη από τη σύνδεση με συγκόλληση. Σ-Λ

15. Ένα πλεονέκτημα των ηλώσεων έναντι των συγκολλήσεων είναι ότι είναι πιο ασφαλείς και ελέγχεται εύκολα η ποιότητά τους. Σ-Λ

16. Οι ηλώσεις είναι κατασκευές βαριές, αρκετά δύσκολες στην εκτέλεσή τους και χρονοβόρες. Σ-Λ

17. Οι σταθερές ηλώσεις χρησιμοποιούνται ως ενώσεις μεταφοράς δυνάμεων στις κατασκευές από χάλυβα και ελαφρά μέταλλα. Σ-Λ

18. Δεν υπάρχουν στεγανές ηλώσεις γιατί είναι αδύνατον να κλείσουν οι χαραμάδες που μένουν. Σ-Λ

19. Οι σταθερές και στεγανές ηλώσεις χρησιμοποιούνται σε ατμολέβητες. Σ-Λ

Page 6: Βοήθημα Στοιχείων Μηχανών 2015-2016

- 6 -

20. Οι ηλώσεις διακρίνονται σε ηλώσεις επικάλυψης, με αρμοκαλύπτρες και απλές (χωρίς επικάλυψη και χωρίς αρμοκαλύπτρες). Σ-Λ

21. Οι ήλοι στις ηλώσεις μπορεί να είναι σε μία, δύο ή τρεις σειρές. Σ-Λ

22. Όταν έχουμε ήλωση με επικάλυψη η ήλωση είναι απλής τομής. Σ-Λ

23. Όταν έχουμε ήλωση με διπλή αρμοκαλύπτρα η ήλωση είναι διπλής τομής. Σ-Λ

24. Βήμα ήλωσης ονομάζεται η απόσταση μεταξύ δύο γειτονικών ήλων της ίδιας σειράς. Σ-Λ

25. Οι ηλώσεις, επειδή απαιτούν ακρίβεια, κατασκευάζονται μόνο με μηχανική αυτοματοποιημένη μέθοδο. Σ-Λ

26. Η διάμετρος των οπών από τις οποίες θα περάσουν οι ήλοι για τη σύνδεση των ελασμάτων, πρέπει να είναι ακριβώς ίση με τη διάμετρο του ήλου, για να έχουμε στεγανότητα. Σ-Λ

27. Η διαμόρφωση της δεύτερης κεφαλής στον ήλο μια ήλωσης, μπορεί να γίνεται εν θερμώ, αν ο ήλος έχει διάμετρο μεγαλύτερη από 8mm. Σ-Λ

28. Η οπή σε μια ήλωση πρέπει να γίνεται ταυτόχρονα και στα δύο ελάσματα. Σ-Λ

Ερωτήσεις αντιστοίχισης:

1. Βήμα ήλωσης α. e1

2. Απόσταση μεταξύ δυο παράλληλων σειρών ήλων β. d

3. Απόσταση ακραίας σειράς ήλων από την άκρη του ελάσματος γ. t

4. Διάμετρος κορμού ήλου δ. l

5. Μήκος ήλου ε. e

στ. s

Επιστροφή στον Πίνακα Περιεχομένων

Page 7: Βοήθημα Στοιχείων Μηχανών 2015-2016

- 7 -

ΚΟΧΛΙΩΤΕΣ ΣΥΝΔΕΣΕΙΣ

Ερωτήσεις ανάπτυξης:

1. Να αναφέρετε τις χρήσεις των κοχλιών. (Σελ. 142) ΠΕ

2. Να αναφέρετε τα μέρη του κοχλία. (Σελ. 142)

3. Πως παίρνουμε την ελικοειδή γραμμή; (Σελ. 143)

4. Πως παράγεται ένα σπείρωμα και ποια είδη σπειρωμάτων έχουμε; (Σελ. 144)

5. Να αναφέρετε, ονομαστικά και με τα σύμβολά τους, τις κυριότερες διαστάσεις του σπειρώματος κοχλία και περικοχλίου. (Σελ. 145) ΠΕ

6. Πως επιτυγχάνεται η εναλλαξιμότητα στους κοχλίες και τα περικόχλια; (Σελ. 146) ΠΕ

7. Ποια είναι τα δύο πιο συνηθισμένα τριγωνικά σπειρώματα και ποιες είναι οι διαφορές τους; (Σελ. 146) ΠΕ

8. Ποιες κατηγορίες σπειρωμάτων έχουμε; (Σελ. 146)

9. Ποια εξαρτήματα ανήκουν στις κοχλιώσεις; (Σελ. 147)

10. Ποιες διαστάσεις έχει το περικόχλιο εκτός από αυτές που αφορούν το σπείρωμα; (Σελ. 148)

11. Ποιους τύπους περικοχλίων έχουμε; (Σελ. 148)

12. Με ποιους τρόπους γίνεται η ασφάλιση των περικοχλίων; Να δώσετε ονόματα από κάθε είδος. (Σελ. 149)

13. Να αναφέρετε, ονομαστικά, τους τύπους στους οποίους διακρίνονται οι κοχλίες σύνδεσης ή σύσφιγξης, ανάλογα με τον τρόπο που συνδέουν τα κομμάτια. (Σελ. 150) ΠΕ

14. Τι μορφής σπειρώματα χρησιμοποιούνται στους κοχλίες κίνησης και από ποια υλικά κατασκευάζονται; (Σελ. 150)

15. Ποιες καταπονήσεις έχουμε σε μια κοχλίωση στον κοχλία, στο περικόχλιο, στο σπείρωμα και στα τεμάχια που συνδέονται; (Σελ. 150)

16. Που χρησιμοποιούνται οι κοχλίες κίνησης, και τι σπειρώματα χρησιμοποιούνται σε αυτούς; (Σελ. 151)

Ερωτήσεις σωστού – λάθους:

1. Μία από τις χρήσεις των κοχλιών είναι για τον πωματισμό (κλείσιμο) οπών. Σ-Λ

2. Ένας κοχλίας χρησιμοποιείται ως ρυθμιστικός όταν θέλουμε να δημιουργήσουμε προένταση. Σ-Λ

Page 8: Βοήθημα Στοιχείων Μηχανών 2015-2016

- 8 -

3. Σε ένα κοχλία ο αυχένας του φέρει το σπείρωμα. Σ-Λ

4. Μια ταξινόμηση των κοχλιών γίνεται ανάλογα με τον τύπο της κεφαλής τους. Σ-Λ

5. Τα σπειρώματα διακρίνονται σε εσωτερικά και σε εξωτερικά. Σ-Λ

6. Υπάρχουν μόνο δεξιόστροφα σπειρώματα. Σ-Λ

7. Η εναλλαξιμότητα στηρίζεται στην παραδοχή ότι σε ορισμένη εξωτερική διάμετρο θα αντιστοιχεί το ίδιο πάντα βήμα. Σ-Λ

8. Το τριγωνικό σπείρωμα είναι το λεγόμενο μετρικό και το τραπεζοειδές είναι το Whitworth. Σ-Λ

9. Η γωνία του τριγωνικού σπειρώματος στο μετρικό σύστημα είναι 550 και στο Whitworth είναι 600. Σ-Λ

10. Στο τριγωνικό σπείρωμα Whitworth (W, R) η γωνία κορυφής σ’ αυτό είναι 55ο και όλες οι διαστάσεις σε mm. Σ-Λ

11. Τα ειδικά σπειρώματα μπορούν να δεχθούν μεγάλες αξονικές δυνάμεις σε μια μόνο κατεύθυνσης. Σ-Λ

12. Το πριονοειδές σπείρωμα μπορεί να δεχθεί μεγάλες αξονικές δυνάμεις σε μία μόνο κατεύθυνση. Σ-Λ

13. Τα μετρικά σπειρώματα κατά ISO κατασκευάζονται σε τρεις εκτελέσεις: λεπτά σπειρώματα, μέσα και χονδρά. Σ-Λ

14. Οι περαστοί κοχλίες χρησιμοποιούνται χωρίς περικόχλιο, γιατί περνούν ελεύθερα μόνο στο ένα κομμάτι και βιδώνουν στο άλλο. Σ-Λ

15. Τα μπουζόνια είναι οι φυτευτοί κοχλίες. Σ-Λ

16. Οι φυτευτοί κοχλίες (μπουζόνια) φέρουν σπείρωμα και στα δύο άκρα τους. Σ-Λ

17. Οι κοχλίες κεφαλής απαιτούν δύο περικόχλια για τη σύσφιγξη. Σ-Λ

18. Οι κοχλίες αγκύρωσης χρησιμοποιούνται για τη στερέωση κομματιών σε τοίχους, δάπεδα και οροφές. Σ-Λ

19. Κατά τη σύσφιγξη ο κοχλίας καταπονείται σε εφελκυσμό. Σ-Λ

20. Στους κοχλίες κίνησης χρησιμοποιούνται τριγωνικά σπειρώματα. Σ-Λ

21. Κατά τη σύσφιγξη ενός κοχλία τα κομμάτια που συνδέονται καταπονούνται σε εφελκυσμό. Σ-Λ

22. Κατά τη σύσφιγξη ενός κοχλία το περικόχλιο καταπονείται σε θλίψη. Σ-Λ

23. Κατά τη σύσφιγξη του κοχλία το σπείρωμά του καταπονείται σε κάμψη. Σ-Λ

24. Οι κοχλίες κίνησης χρησιμοποιούνται για τη μετατροπή της περιστροφικής κίνησης σε ευθύγραμμη γραμμική. Σ-Λ

25. Για τη μετατροπή της περιστροφικής κίνησης σε ευθύγραμμη, ενίοτε χρησιμοποιούνται κοχλίες που ονομάζονται κοχλίες σύσφιγξης. Σ-Λ

26. Σε μια κοχλίωση το περικόχλιο και ο κοχλίας κατασκευάζονται από το ίδιο υλικό. Σ-Λ

27. Στους κοχλίες κίνησης χρησιμοποιούνται τριγωνικά σπειρώματα. Σ-Λ

Page 9: Βοήθημα Στοιχείων Μηχανών 2015-2016

- 9 -

Ερωτήσεις αντιστοίχισης:

1. Τύποι κοχλιών:

2. Διαστάσεις σπειρώματος κοχλία και περικοχλίου

Επιστροφή στον Πίνακα Περιεχομένων

1. Περαστοί κοχλίες α. Χρησιμοποιούνται για να στερεώσουμε κομμάτια σε δάπεδο, οροφές και τοίχους.

2. Κοχλίες κεφαλής β. Χρησιμοποιούνται για την μετατροπή περιστροφικής κίνησης σε ευθύγραμμη γραμμική.

3. Φυτευτοί κοχλίες (μπουζόνια)

γ. Χρησιμοποιούνται χωρίς περικόχλιο, γιατί περνούν ελεύθερα μόνο στο ένα κομμάτι και βιδώνουν στο άλλο.

4. Κοχλίες αγκύρωσης δ. Χρησιμοποιούνται σε λεπτά ελάσματα, στους ηλεκτρικούς λαμπτήρες και για κοχλίες που φθείρονται εύκολα.

5. Κοχλίες κίνησης ε. Περνούν ελεύθερα και στα δυο κομμάτια.

στ. Φυτεύονται στο ένα κομμάτι και περνούν ελεύθερα στο άλλο. Φέρουν σπείρωμα και στα δυο άκρα.

1. Ονομαστική διάμετρος ή εξωτερική α. d1, D1

2. Εσωτερική διάμετρος του πυρήνα β. d2, D2

3. Βάθος ή ύψος του σπειρώματος γ. d, D

4. Βήμα του σπειρώματος δ. α

5. Γωνία κορυφής του σπειρώματος ε. h (ή P)

στ. t, h3, T1

Page 10: Βοήθημα Στοιχείων Μηχανών 2015-2016

- 10 -

ΣΥΓΚΟΛΛΗΣΕΙΣ

Ερωτήσεις ανάπτυξης:

1. Τι ονομάζεται συγκόλληση και πως επιτυγχάνεται; (Σελ. 154)

2. Τι μέσο σύνδεσης αποτελούν και που βρίσκουν εφαρμογή οι συγκολλήσεις; Να αναφέρεται τρία παραδείγματα (Σελ. 154, 155)

3. Σε ποια υλικά βρίσκουν εφαρμογές οι συγκολλήσεις; (Σελ. 155)

4. Να αναφέρεται τα πλεονεκτήματα των συγκολλήσεων (Σελ. 155) ΠΕ

5. Ποια είναι τα μειονεκτήματα των συγκολλητών συνδέσεων; (Σελ. 155) ΠΕ

6. Ποιες κύριες κατηγορίες συγκολλήσεων διακρίνουμε, ανάλογα με την κατάσταση στην οποία φθάνουν οι επιφάνειες των τεμαχίων από πλευράς θέρμανσης; (Σελ. 156)

7. Ποια συγκόλληση ονομάζεται αυτογενής και ποια ετερογενής; (Σελ. 156) ΠΕ

8. Με ποιους τρόπους επιτυγχάνονται οι συγκολλήσεις; (Σελ. 156)

9. Ποιο σκοπό εξυπηρετεί η επένδυση στα επενδεδυμένα ηλεκτρόδια; (Σελ. 158) ΠΕ

10. Ποιες μεθόδους συγκόλλησης με το χέρι έχουμε και ποιες θερμοκρασίες αναπτύσσονται σε κάθε μία; (Σελ. 157, 158)

11. Ποιες αυτοματοποιημένες μεθόδους συγκόλλησης έχουμε; (Σελ. 158)

12. Ποιες ετερογενείς συγκολλήσεις χαρακτηρίζονται μαλακές και ποιες σκληρές; (Σελ. 158) ΠΕ

13. Ποια τα είδη των ετερογενών συγκολλήσεων και ποιο το χαρακτηριστικό της κάθε μίας; (Σελ. 158)

14. Πώς επιτυγχάνεται η συγκόλληση με πίεση; (Σελ. 159)

15. Ποιες μορφές ραφών έχουμε και ποια τα είδη της κάθε μίας; (Σελ. 159, 160)

Ερωτήσεις σωστού – λάθους:

1. Συγκόλληση λέγεται η με οποιαδήποτε μέθοδο ένωση δυο μετάλλων. Σ-Λ

2. Οι συγκολλητές κατασκευές είναι ελαφρότερες μέχρι 20% από τις καρφωτές και κοχλιωτές. Σ-Λ

3. Για μικρό αριθμό κομματιών οι συγκόλληση είναι οικονομικότερη από τη χύτευση. Σ-Λ

4. Μειονέκτημα των συγκολλήσεων είναι ότι συνήθως συγκολλούνται όμοια υλικά. Σ-Λ

Page 11: Βοήθημα Στοιχείων Μηχανών 2015-2016

- 11 -

5. Στις συγκολλήσεις τήξης, όταν η κόλληση και τα κομμάτια που θα συγκολληθούν είναι από το ίδιο υλικό ή παρόμοιο, η συγκόλληση λέγεται ετερογενής. Σ-Λ

6. Η αυτογενής και η ετερογενής συγκόλληση ανήκουν στις συγκολλήσεις πίεσης. Σ-Λ

7. Ένας τρόπος συγκόλλησης τήξης είναι με τήξη μόνο της κόλλησης. Σ-Λ

8. Στις ηλεκτροσυγκολλήσεις η δημιουργία του φωτεινού ηλεκτρικού τόξου γίνεται μόνο με συνεχές ρεύμα. Σ-Λ

9. Τα ηλεκτρόδια είναι πάντοτε επενδυμένα για να έχει επιτυχία η ηλεκτροσυγκόλληση. Σ-Λ

10. Αν ως πηγή θερμότητας χρησιμοποιηθεί φλόγα καυσίμου αερίου και οξυγόνου, η αυτογενής συγκόλληση ονομάζεται ηλεκτροσυγκόλληση. Σ-Λ, ΠΕ

11. Στην ηλεκτροσυγκόλληση, η ένταση του ρεύματος ρυθμίζεται ανάλογα με το πάχος των κομματιών που θα συγκολληθούν. Σ-Λ, ΠΕ

12. Έχουμε μαλακές και σκληρές ετερογενείς συγκολλήσεις. Σ-Λ

13. Μαλακές είναι οι συγκολλήσεις όπου τα προς συγκόλληση κομμάτια λιώνουν σε θερμοκρασία μικρότερη από 500 0C. Σ-Λ

14. Οι συγκολλήσεις με πίεση γίνονται χωρίς προσθήκη κόλλησης. Σ-Λ

15. Στη συγκόλληση με τριβή η θερμοκρασία παράγεται με την τριβή των κομματιών που θα συγκολληθούν και στη συνέχεια πιέζονται. Σ-Λ

16. Οι γωνιακές ραφές διακρίνονται σε επίπεδες, κοίλες και κυρτές. Σ-Λ

17. Η γωνιακή ραφή, μπορεί να δεχθεί, περισσότερα δυναμικά και στατικά φορτία από την εσωραφή. Σ-Λ

18. Η γωνιακή σύνδεση δέχεται μεγαλύτερο φορτίο από τη σύνδεση τύπου Τα

19. Στις συγκολλήσεις, ή σύνδεση με επικάλυψη δέχεται τη μικρότερη φόρτιση από όλες τις μορφές σύνδεσης. Σ-Λ

Ερωτήσεις αντιστοίχισης:

1. Μετωπική ραφή 2. Γωνιακή ραφή

α. Διακρίνονται σε επίπεδες, κοίλες και κυρτές β. Ονομάζεται και εξωραφή γ. Δέχεται περισσότερα στατικά και δυναμικά φορτία. δ. Χρησιμοποιούνται μόνο επενδεδυμένα ηλεκτρόδια ε. Γίνετε με ετερογενή συγκόλληση στ. Τα άκρα των ελασμάτων διαμορφώνονται σε V, X, Y, U, K και I. ζ. Ονομάζεται και εσωραφή

Προσοχή: Από τις προτάσεις α έως ζ, οι δυο δε θα χρησιμοποιηθούν.

Επιστροφή στον Πίνακα Περιεχομένων

Page 12: Βοήθημα Στοιχείων Μηχανών 2015-2016

- 12 -

ΣΦΗΝΕΣ

Ερωτήσεις ανάπτυξης:

1. Τι είναι οι σφήνες και ποιες κατηγορίες υπάρχουν ανάλογα με τη διάταξη τους; (Σελ. 162)

2. Σε ποιες κατηγορίες διακρίνονται οι σφήνες ανάλογα με τη διάταξη και το είδος χρησιμοποιήσεώς τους (ονομαστικά). (Σελ. 162) ΠΕ

3. Πως επιτυγχάνεται η μεταφορά ροπής στρέψης σε μια σύνδεση με διαμήκεις σφήνες; (Σελ. 163)

4. Να αναφέρετε ονομαστικά τις μορφές των διαμηκών σφηνών (δεν απαιτούνται σχήματα). (Σελ. 163) ΠΕ

5. Πως λειτουργούν οι σφήνες οδηγοί; (Σελ. 163)

6. Σε ποια κατηγορία σφηνών ανήκουν οι πείροι και πώς διακρίνονται ανάλογα με τη μορφή τους; (Σελ. 164) ΠΕ

7. Τι είναι τα πολύσφηνα και σε ποιες περιπτώσεις χρησιμοποιούνται; (Σελ. 165)

8. Ποια είναι τα κύρια χαρακτηριστικά ενός πολύσφηνου; (Σελ. 165) ΠΕ

Ερωτήσεις σωστού – λάθους:

1. Οι σφήνες αποτελούν έναν εύκολο και συνηθισμένο τρόπο μη λυόμενης σύνδεσης. Σ-Λ

2. Μια τυπική διαμήκης σφήνα είναι ένα χαλύβδινο κομμάτι ορθογωνικής διατομής, με κλίση προς τη μια πλευρά 5:100. Σ-Λ

3. Η μεταφορά της ροπής στρέψης σε μια σύνδεση με διαμήκη σφήνα από το ένα κομμάτι στο άλλο επιτυγχάνεται μόνο με τις δυνάμεις που αναπτύσσονται λόγω της κλίσης της σφήνας. Σ-Λ

4. Στις εγκάρσιες σφήνες για να συνδεθούν τα συνδεόμενα κομμάτια, κατασκευάζονται πάνω σε αυτά αυλάκια, οι λεγόμενοι σφηνόδρομοι. Σ-Λ

5. Λόγω της κλίσης που έχει η σφήνα, όταν τοποθετηθεί στον σφηνόδρομο δημιουργεί σύσφιγξη στα κομμάτια. Σ-Λ

6. Στις σφήνες οδηγούς η σύσφιγξη επιτυγχάνεται με την σωστή κλίση που δίνεται σε αυτές. Σ-Λ

Page 13: Βοήθημα Στοιχείων Μηχανών 2015-2016

- 13 -

7. Με την τοποθέτηση των σφηνών οδηγών, δεν επιτυγχάνεται σύσφιγξη των συνδεόμενων κομματιών, αλλά ολισθαίνει το ένα πάνω στο άλλο. Σ-Λ, ΠΕ

8. Στην κατηγορία των εγκαρσίων σφηνών ανήκουν οι πείροι. Σ-Λ

9. Τα πολύσφηνα χρησιμοποιούνται όταν θέλουμε να μεταφερθεί μεγάλη ροπή στρέψης. Σ-Λ

10. Τα πολύσφηνα επιτρέπουν αξονικές μετατοπίσεις της πλήμνης. Σ-Λ, ΠΕ

Επιστροφή στον Πίνακα Περιεχομένων

Page 14: Βοήθημα Στοιχείων Μηχανών 2015-2016

- 14 -

ΠΕΡΙΣΤΡΟΦΙΚΗ ΚΙΝΗΣΗ

Ερωτήσεις ανάπτυξης:

1. Σε τι υπερέχει η περιστροφική κίνηση της παλινδρομικής; (Σελ. 177)

2. Ποιο είναι το αίτιο της περιστροφικής κίνησης και από ποια σχέση δίνεται; (Σελ. 178)

3. Τι ονομάζεται περιφερειακή ταχύτητα στην περιστροφική κίνηση; (Σελ. 178)

4. Από ποια σχέση δίνεται η ροπή που μεταφέρεται στην περιστροφική κίνηση και τι είναι κάθε μέγεθος σε αυτήν; (Σελ. 179)

5. Τι ονομάζεται σχέση μετάδοσης; (Σελ. 179)

6. Κατά την συνεργασία δύο τροχών που περιστρέφονται ποια σχέση συνδέει τις διαμέτρους με τις στροφές τους και πως αποδεικνύεται; (Σελ. 180)

7. Στη μετάδοση κίνησης τι ονομάζεται βαθμός απόδοσης; (Σελ. 180)

Ερωτήσεις σωστού – λάθους:

1. Το μηχανικό έργο που παράγεται από μια μηχανή ισούται με το γινόμενο της ροπής επί τη μετακίνηση. Σ-Λ

2. Το αίτιο της περιστροφικής κίνησης είναι η ροπή. Σ-Λ, ΠΕ

3. Η ροπή έχει ως μονάδα στο διεθνές σύστημα το daN. Σ-Λ

4. Η περιφερειακή ταχύτητα στην περιστροφική κίνηση εξαρτάται από την ακτίνα της περιστροφής και την γωνιακή ταχύτητα. Σ-Λ

5. Η ροπή που ασκείται σε ένα περιστρεφόμενο άξονα είναι ανάλογη της ισχύος και αντιστρόφως ανάλογη των στροφών του άξονα. Σ-Λ

6. Στη μετάδοση κίνησης δύο συνεργαζόμενων τροχών (γραναζιών, τροχαλιών, αλυσοτροχών) οι στροφές τους είναι αντιστρόφως ανάλογες των διαμέτρων τους. Σ-Λ. ΠΕ

Page 15: Βοήθημα Στοιχείων Μηχανών 2015-2016

- 15 -

7. Όταν ο βαθμός απόδοσης της μετάδοσης μιας μηχανής είναι μικρότερος από τη μονάδα, τότε η ισχύς που μεταδίδεται στον κινούμενο τροχό είναι μεγαλύτερη από την ισχύ του κινητήριου. Σ-Λ

Ασκήσεις στην περιστροφική κίνηση:

1. Μία άτρακτος έχει διάμετρο d = 40 cm. Αν η δύναμη που την περιστρέφει είναι F = 120 daN να βρείτε τη ροπή M, που μεταφέρει. (Απ. M = 24 daN*m)

2. Με μία άτρακτο διαμέτρου d = 20 cm θέλουμε να μεταφέρουμε ροπή M = 20 daN*m. Πόση θα είναι η δύναμη F, που ασκείται σε αυτήν; (Απ. F = 200 daN)

3. Ένας κυκλικός δίσκος έχει διάμετρο d = 1 m και περιστρέφεται με n = 200 rpm. Ποια είναι η περιφερειακή ταχύτητα v, στο άκρο α του δίσκου και ποια στο μέσον μ της ακτίνας του; (Απ. vα = 10,47 m/s, vμ = 5,23 m/s)

4. Δύο συνεργαζόμενοι τροχοί (οδοντωτοί ή με ιμάντα ή με αλυσίδα) έχουν διαμέτρους d1 = 20 cm και d2 = 5 cm. Ο άξονας του τροχού 1 περιστρέφεται με n = 100 rpm. Με πόσες στροφές περιστρέφεται ο τροχός 2; Ποια είναι η σχέση μετάδοσης στη συνεργασία αυτή; (Απ. n2 = 400 rpm, i = 4)

5. Σε δύο συνεργαζόμενους άξονες οι απώλειες ισχύος είναι 5%. Αν η ισχύς που έχει ο πρώτος άξονας είναι P1 = 50 PS, πόση ισχύ θα μεταφερθεί στον δεύτερο άξονα; (Απ. P2 = 47,5 PS)

Page 16: Βοήθημα Στοιχείων Μηχανών 2015-2016

- 16 -

Τυπολόγιο «Περιστροφική Κίνηση»

1. Περιφερειακή ταχύτητα:

2. Στρεπτική ροπή:

3. Σχέση μετάδοσης κίνησης:

4. Βαθμός απόδοσης:

Ορολογία:

d = η διάμετρος τροχού ή της τροχαλίας σε (m)

d1 = η διάμετρος της κινητήριας τροχαλίας ή του τροχού σε (m)

d2 = η διάμετρος της κινούμενης τροχαλίας ή του τροχού σε (m)

F = η περιφερειακή δύναμη σε (daN)

i = η σχέση μετάδοσης κίνησης δυο τροχαλιών ή τροχών (--)

M = η στρεπτική ροπή του τροχού ή της τροχαλίας σε (daN*m)

M1 = η ροπή του κινητήριου άξονα σε (daN*m)

M2 = η ροπή του κινούμενου άξονα σε (daN*m)

n = οι στροφές του τροχού ή της τροχαλίας σε (rpm)

n1 = ο αριθμός στροφών του τροχού ή της κινητήριας τροχαλίας σε (rpm)

n2 = ο αριθμός στροφών του τροχού ή της κινούμενης τροχαλίας σε (rpm)

P = η ισχύς σε ίππους (PS ή HP)

P1 = η ισχύς σε ίππους του τροχού ή της κινητήριας τροχαλίας σε (PS ή HP)

P2 = η ισχύς σε ίππους του τροχού ή της κινούμενης τροχαλίας σε (PS ή HP)

π = το 3.14

R = η ακτίνα τροχού ή ατράκτου σε (m)

v = η περιφερειακή ταχύτητα του τροχού ή της τροχαλίας σε (m/s)

Επιστροφή στον Πίνακα Περιεχομένων

Page 17: Βοήθημα Στοιχείων Μηχανών 2015-2016

- 17 -

ΑΞΟΝΕΣ – ΑΤΡΑΚΤΟΙ - ΣΤΡΟΦΕΙΣ

Ερωτήσεις ανάπτυξης:

1. Να δώσετε τους ορισμούς: άτρακτος, άξονας, στροφέας. (Σελ. 184)

2. Ποιος είναι ο βασικός σκοπός των ατράκτων και πώς επιτυγχάνεται αυτός. (Σελ. 184) ΠΕ

Page 18: Βοήθημα Στοιχείων Μηχανών 2015-2016

- 18 -

3. Τι ονομάζεται άξονας, τι άτρακτος και σε τι είδους φορτία υπόκεινται αντίστοιχα; (Σελ. 184) ΠΕ

4. Σε τι διαφέρει η άτρακτος από το στροφέα; (Σελ. 184)

5. Ποια τα κυριότερα υλικά κατασκευής των αξόνων- ατράκτων; (Σελ. 187)

6. Να αναφέρετε πέντε (5) από τα χαρακτηριστικά που πρέπει να εκτιμηθούν για την επιλογή ενός χάλυβα με σκοπό την κατασκευή ατράκτου – άξονα. (Σελ. 187) ΠΕ

7. Ποια είδη στροφέων διαμορφώνονται συνήθως σε άξονες; (σχήμα σελίδας 188)

8. Ποια σημεία της ατράκτου ή του άξονα ονομάζονται στροφείς και ποιος είναι ο στόχος της λείανσης των στροφέων; (Σελ. 187) ΠΕ

9. Να αναφέρετε, ονομαστικά, τα είδη των στροφέων που συνήθως διαμορφώνονται σε άξονες – ατράκτους. (Δεν απαιτούνται σχήματα). (Σελ. 188) ΠΕ

10. Εγκάρσιοι στροφείς: ορισμός και είδη. Για ποιο λόγο στρογγυλεύονται τα σημεία, όπου μειώνεται η διάμετρος της ατράκτου; (Δεν απαιτούνται σχήματα). (Σελ. 188-189) ΠΕ

11. Τι προκαλεί η συγκέντρωση τάσεων σε ένα άξονα και πως μειώνεται η επίδρασή της; (Σελ. 189)

12. Τι πρόβλημα προκαλεί ο σφηναύλακας και άλλες εγκοπές σε μια άτρακτο και πως αντιμετωπίζεται; (Σελ. 189)

13. Πότε εμφανίζεται εντονότερα το φαινόμενο του βέλους κάμψης κατά τη λειτουργία των ατράκτων και ποια προβλήματα προκαλεί αυτό; (Σελ. 189) ΠΕ

14. Τι προβλήματα προκαλεί η μεγάλη θερμοκρασία των ατράκτων και πως αντιμετωπίζεται; (Σελ. 189, 190)

Ερωτήσεις σωστού – λάθους:

1. Ο άξονας δεν μεταφέρει ροπή ενώ η άτρακτος μεταφέρει. Σ-Λ

2. Οι άξονες μεταφέρουν στρεπτικά φορτία όπως και οι άτρακτοι. Σ-Λ

3. Ο άξονας υπόκειται σε καμπτικά και στρεπτικά φορτία. Σ-Λ, ΠΕ

4. Ο άξονας υπόκειται μόνο σε καμπτικά φορτία ενώ η άτρακτος μόνο σε στρεπτικά. Σ-Λ

5. Άτρακτος λέγεται κάθε ράβδος γύρω από την οποία περιστρέφονται άλλα εξαρτήματα ή κάθε ράβδος που περιστρέφεται, χωρίς να μεταφέρει ροπή. Σ-Λ

6. Ο στροφέας είναι μέρος της ατράκτου ή του άξονα. Σ-Λ

7. Για την επιλογή του υλικού ενός άξονα πρέπει να εκτιμηθεί η αντοχή του χάλυβα μόνο σε εφελκυσμό και σε επιφανειακή σκληρότητα. Σ-Λ

8. Για να μειωθεί η συγκέντρωση τάσεων στις διαβαθμίσεις των αξόνων γίνεται διαμόρφωση των σημείων που υπάρχουν γωνίες, ώστε να έχουν μια μικρή γωνία καμπυλότητας. Σ-Λ

9. Οποιαδήποτε διαμόρφωση της ατράκτου προκαλεί "εγκοπές" στην επιφάνειά της, έχει ως συνέπεια τη "συγκέντρωση τάσεων" στα σημεία εγκοπών. Σ-Λ, ΠΕ

10. Σημαντικό χαρακτηριστικό της λειτουργίας των ατράκτων είναι το βέλος κάμψης που αποκτούν από τις εγκάρσιες δυνάμεις που δέχονται, κατά τη συνεργασία τους με στοιχεία άλλων ατράκτων. Σ-Λ

Page 19: Βοήθημα Στοιχείων Μηχανών 2015-2016

- 19 -

11. Το βέλος κάμψης εμφανίζεται εντονότερα όσο μεγαλύτερη είναι η διάμετρος του άξονα και όσο μικρότερο το μήκος του. Σ-Λ

12. Η επαναλαμβανόμενη φόρτιση των ινών της ατράκτου σε εφελκυσμό και θλίψη ονομάζεται κόπωση. Σ-Λ, ΠΕ

Ασκήσεις στους άξονες – ατράκτους - στροφείς:

1. Μία άτρακτος μεταφέρει ισχύ P = 20 PS και περιστρέφεται με n = 200 rpm. Πόση είναι η ροπή Μt, που μεταφέρεται από αυτήν; (Απ. Μt = 7162 kp*m)

2. Άτρακτος ηλεκτροκινητήρα στρέφεται με n = 71,62 rpm και μεταφέρει ροπή Mt = 80000 daN*cm. Να βρεθεί η ισχύς P του ηλεκτροκινητήρα. (Απ. P = 80 PS)

3. Μία άτρακτος μεταφέρει ροπή Mt = 400kp∙m και περιστρέφεται με n = 200 rpm. Πόση είναι η ισχύς P, που μεταφέρεται από αυτήν; Με χρήση των πινάκων των σελίδων 324 και 325 του βιβλίου, να υπολογίσετε τη διάμετρο d, που θα έχει η άτρακτος στις περιπτώσεις που είναι κατασκευασμένη από τα υλικά: 1: St37 και 2: St50. (Απ. P = 111,7 PS, με γραμμική παρεμβολή: d1 = 108,8 mm και d2 = 103,5 mm)

4. Μία άτρακτος που περιστρέφεται με n1 = 500 rpm μεταφέρει ροπή M1 = 200 kp*m σε μία άλλη άτρακτο που περιστρέφεται με n2 = 200 rpm. Ποια είναι η σχέση μετάδοσης i; Πόση θα είναι η ροπή M2, που μεταφέρει η δεύτερη άτρακτος; Πόση ισχύς P μεταφέρεται από το σύστημα των ατράκτων;

(Απ. i = 2/5, M2 = 500 kp*m, P = 139,6 PS)

5. Μία κινητήρια άτρακτος περιστρέφεται με n1 = 200 rpm και μεταφέρει ισχύ P = 20 PS σε μια άλλη άτρακτο με σχέση μετάδοσης i = 2. Ποια είναι η ροπή M2, στη δεύτερη άτρακτο στην περίπτωση που δεν έχουμε απώλειες ισχύος; (Απ. M2 = 35,81 kp*m)

6. Μία άτρακτος περιστρέφεται με n1 = 1000 rpm και μεταφέρει ισχύ P1 = 20 PS σε μία άλλη άτρακτο που περιστρέφεται με n2 = 400 rpm. Πόση είναι η ροπή M1 στην πρώτη άτρακτο και πόση η M2 στην δεύτερη άτρακτο; Πόση είναι η μεταφερόμενη ισχύς P2 τη δεύτερη άτρακτο όταν δεν υπάρχουν απώλειες ισχύος και πόση όταν οι απώλειες είναι 10%. (Απ. Μ1 = 14,32 kp*m, M2 = 35,81 kp*m, P2(χωρίς απώλειες) = 20 PS, P2(με απώλειες) = 18 PS)

7. Άτρακτος ηλεκτροκινητήρα στρέφεται με n = 716,2 rpm και μεταφέρει ισχύ P = 12,8 PS. Αν η επιτρεπόμενη τάση του υλικού της ατράκτου είναι τεπ = 100 daN/cm2, να βρείτε τη διάμετρο d της ατράκτου. (Απ. d = 40 mm)

8. Άτρακτος μεταφέρει κίνηση από ηλεκτροκινητήρα με τα εξής στοιχεία: Μεταφερόμενη ροπή Mt = 400 daN*m, μεταφερόμενη ισχύς P = 400 PS, υλικό ατράκτου χάλυβας με τεπ = 200 daN/cm2. Ζητούνται α) η διάμετρος της ατράκτου d και β) οι στροφές n της ατράκτου. (Απ. d = 100 mm, n = 716,3 rpm)

9. Έχουμε δυο άξονες με γρανάζια που συνεργάζονται και το κινητήριο έχει d1=30 mm το δε κινούμενο d2=60mm. Το d1 περιστρέφεται με n1 = 1500rpm και μεταδίδει ισχύ P1 = 10 PS. Αν α) οι απώλειες λόγω τριβών στα γρανάζια είναι αμελητέες να βρείτε την ισχύ P2 και τη ροπή M2 που παίρνει το δεύτερο γρανάζι. Αν β) ο βαθμός απόδοσης είναι 95% να βρείτε την ισχύ P2 και τη ροπή M2 που παίρνει τώρα το δεύτερο γρανάζι, γ) να βρείτε τη διάμετρο d1 που πρέπει να έχει η άτρακτος του πρώτου γραναζιού αν είναι από υλικό με τεπ= 150 kp/cm2. (Απ. α) P2(χωρίς απώλειες) = 10 PS, Μ2 = 9,54 kp*m, β) P2(με απώλειες) = 9,5 PS, Μ2 = 9,09 kp*m, γ) d1 = 25 mm)

Page 20: Βοήθημα Στοιχείων Μηχανών 2015-2016

- 20 -

10. Έχουμε δυο άξονες με γρανάζια που συνεργάζονται και το κινητήριο παίρνει κίνηση από ένα κινητήρα με ισχύ P1 = 40PS, περιστρέφεται με n1 = 1000rpm, και έχει διάμετρο d1=50mm, ενώ το κινούμενο έχει διάμετρο d2=100 mm. Οι άξονες των δυο γραναζιών κατασκευάζονται από υλικό με τεπ = 180 kp/cm2. Ζητείται να υπολογιστούν οι διάμετροι των δυο αυτών αξόνων. Η μετάδοση γίνεται χωρίς απώλειες. (Απ. d1 = 43mm και d2 = 54,2mm)

11. Μια άτρακτος μεταφέρει την κίνηση ενός ηλεκτροκινητήρα ισχύος P = 50 PS με n = 1500 rpm. Να βρείτε τη ροπή M, που μεταφέρεται από την άτρακτο. Να υπολογιστεί α) η διάμετρος d, της ατράκτου αυτής αν έχει τεπ =180 daN/cm2 και β) τη διάμετρο της ίδιας ατράκτου χρησιμοποιώντας τον πίνακα της σελίδας 325 του βιβλίου. (Απ. α) d = 40,5 mm β) με γραμμική παρεμβολή: d = 51,2 mm)

12. Άτρακτος μεταφέρει κίνηση από ηλεκτροκινητήρα με τα εξής στοιχεία: Μεταφερόμενη ροπή Mt = 30000daN*cm, στροφές ατράκτου n = 716,2 rpm, υλικό ατράκτου χάλυβας με τεπ = 150 daN/cm2. Ζητούνται α) η ισχύς του ηλεκτροκινητήρα P και β) η διάμετρος της ατράκτου d. (Απ. P = 300 PS, d = 100 mm)

Page 21: Βοήθημα Στοιχείων Μηχανών 2015-2016

- 21 -

Τυπολόγιο για « Άξονες - Άτρακτοι - Στροφείς»

1. Μεταφερόμενη ροπή στρέψης:

Εξαγόμενες σχέσεις:

Αριθμός στροφών: Ισχύς:

2. Διάμετρος ατράκτου:

Εξαγόμενες σχέσεις:

Στρεπτική ροπή: Επιτρεπόμενη τάση:

Ορολογία:

d = η ελάχιστα επιτρεπόμενη διάμετρος ατράκτου σε (cm)

n = Οι στροφές της ατράκτου (rpm)

P = Η μεταφερόμενη ισχύς σε ίππους (PS ή HP)

τεπ = η επιτρεπόμενη διατμητική τάση σε (kp/cm2)

Επιστροφή στον Πίνακα Περιεχομένων

Page 22: Βοήθημα Στοιχείων Μηχανών 2015-2016

- 22 -

ΕΔΡΑΝΑ – ΕΙΔΗ ΕΔΡΑΝΩΝ

Ερωτήσεις ανάπτυξης:

1. Τι είναι τα έδρανα; (Σελ. 191)

2. Τι θα συνέβαινε εάν δεν υπήρχαν τα έδρανα, στις θέσεις στήριξης των ατράκτων; (Σελ. 191)

3. Ποια είναι η σημαντικότερη διαφορά των εδράνων ολίσθησης από τα έδρανα κύλισης; (Σελ. 192)

4. Από τι επηρεάζεται το ποσό της ενέργειας που καταναλώνεται στα έδρανα για την περιστροφή των ατράκτων επάνω τους; (Σελ. 192)

5. Ποιους σκοπούς επιτελούν (εξυπηρετούν) τα έδρανα; (Σελ. 192) ΠΕ

6. Ποιες κατηγορίες εδράνων έχουμε ανάλογα με τις δυνάμεις που παραλαμβάνουν; (Σελ. 193) ΠΕ

7. Ποιες κατηγορίες εδράνων έχουμε ανάλογα με το είδος της τριβής που αναπτύσσεται σε αυτά; (Σελ. 193) ΠΕ

8. Ποιες κατηγορίες εδράνων έχουμε ανάλογα με τον τρόπο λειτουργίας τους; (Σελ. 194, 195) ΠΕ

9. Από ποια τμήματα αποτελούνται τα έδρανα ολίσθησης (ονομαστικά). (Σελ. 195, 196)

10. Ποια είναι τα υλικά από τα οποία είναι κατασκευασμένος α) ο τριβέας και β) το σώμα στα έδρανα ολίσθησης; (Σελ. 195, 196)

11. Από τι αποτελούνται τα έδρανα κύλισης (ρουλμάν); (Σελ. 197) ΠΕ

12. Από τι υλικά κατασκευάζονται τα στοιχεία συνεργασίας (εσωτερικός και εξωτερικός δακτύλιος και στοιχεία κύλισης), των εδράνων κύλισης, σε τι κατεργασίες υπόκεινται και για ποιο λόγο; (Σελ. 197)

13. Σε τι κατεργασίες υπόκεινται τα στοιχεία συνεργασίας των εδράνων κύλισης για να μείνουν πρακτικά απαραμόρφωτα κατά τη λειτουργία τους. (Σελ. 197) ΠΕ

Page 23: Βοήθημα Στοιχείων Μηχανών 2015-2016

- 23 -

14. Εάν ένα έδρανο κύλισης δίνεται με ένα αριθμό πέντε ψηφίων να πείτε με τι σχετίζεται κάθε ψηφίο από αυτά. (Σελ. 198, 199)

15. Ποια είναι η εσωτερική διάμετρος του εδράνου κύλισης (ρουλμάν) με κωδικό αριθμό 61814; (Σελ. 198,199) ΠΕ

16. Να αναφέρετε ονομαστικά τους τύπους (είδη) των εδράνων κύλισης (ρουλμάν). (Σελ. 200, 201) ΠΕ

17. Να αναφέρεται την καταπόνηση που δέχονται και τους τρόπους χρήσεις των εδράνων κύλισης τύπου «Μονόσφαιρα πλάγιας επαφής» (Σελ. 200)

18. Πως επιτυγχάνεται η λίπανση των εδράνων ολίσθησης; (Σελ. 205)

19. Πως λιπαίνονται τα έδρανα κύλισης; (Σελ. 206)

Ερωτήσεις σωστού – λάθους:

1. Στα ρουλμάν αναπτύσσεται τριβή ολίσθησης. Σ-Λ, ΠΕ

2. Ένας από τους σκοπούς ορισμένων εδράνων είναι να επιτρέπουν αξονική μετατόπιση της ατράκτου. Σ-Λ

3. Τα έδρανα δεν επιτρέπουν την περιστροφή της ατράκτου που στηρίζουν. Σ-Λ, ΠΕ

4. Ανάλογα με τις δυνάμεις που παραλαμβάνουν τα έδρανα διακρίνονται σε έδρανα κύλισης και έδρανα ολίσθησης. Σ-Λ

5. Τα έδρανα ολίσθησης αποτελούνται από τον τριβέα και το σώμα. Σ-Λ

6. Στα κουζινέτα αναπτύσσεται τριβή ολίσθησης. Σ-Λ

7. Τα έδρανα κύλισης αποτελούνται από τον εσωτερικό δακτύλιο, τον εξωτερικό δακτύλιο και τα στοιχεία κύλισης. Σ-Λ

8. Στα έδρανα ολίσθησης επιτυγχάνεται περιστροφή του στροφέα ως προς τον εξωτερικό δακτύλιο του εδράνου (ρουλμάν), με την ολίσθηση των στοιχείων κύλισης. Σ-Λ

9. Το σώμα του τριβέα ενός εδράνου ολίσθησης μπορεί να είναι κατασκευασμένο από χυτοσίδηρο, αλουμίνιο ή και ειδικό πλαστικό.

10. Τα δικύλινδρα αυτορυθμιζόμενα ρουλμάν χρησιμοποιούνται γενικά σε ελαφριές κατασκευές. Σ-Λ

11. Τα αξονικά ρουλμάν φέρουν τεράστια εγκάρσια φορτία. Σ-Λ

12. Στα σημεία τοποθέτησης των εδράνων κυριαρχούν συναρμογές σύσφιγξης. Σ-Λ

13. Είναι δυνατόν να θερμάνουμε σε κατάλληλη θερμοκρασία τα ρουλμάν, για να μπορέσουμε να τα συναρμολογήσουμε με το χέρι χωρίς πίεση. Σ-Λ

14. Ο έλεγχος του διακένου των ρουλμάν γίνεται με τη χρήση κατάλληλου εργαλείου που λέγεται «filler». Σ-Λ

15. Το ιξώδες των λιπαντικών αυξάνεται με την αύξηση της θερμοκρασίας τους. Σ-Λ

16. Υπάρχουν και αυτολιπαινόμενα έδρανα ολίσθησης, η λίπανση των οποίων γίνεται με γραφίτη. Σ-Λ

17. Η λίπανση των εδράνων ολίσθησης γίνεται συνήθως με ορυκτέλαιο. Σ-Λ

Page 24: Βοήθημα Στοιχείων Μηχανών 2015-2016

- 24 -

Ερωτήσεις αντιστοίχισης:

1. Ανάλογα με τις δυνάμεις που παραλαμβάνουν τα έδρανα διακρίνονται σε:

2. Ανάλογα με το είδος της τριβής που αναπτύσσεται διακρίνονται σε:

3. Ανάλογα με τον τρόπο λειτουργίας διακρίνονται σε:

α. Έδρανα ολίσθησης

β. Έδρανα αυτορύθμιστα

γ. Αξονικά έδρανα

δ. Έδρανα σταθερά

ε. Εγκάρσια έδρανα

στ. Έδρανα κύλισης

Ασκήσεις Έδρανα – Είδη εδράνων:

1. Δίνεται η αμφιέριστη δοκός του επόμενου σχήματος με τη δύναμη F να ασκείται στο σημείο που δείχνει το σχήμα. Να βρείτε τις αντιδράσεις των στηρίξεων Α και Β. Τα σημεία Α και Β συμπίπτουν με τα άκρα της ράβδου. (Απ. FA = 300 N, FB = 100 N)

2. Δίνεται η αμφιέριστη δοκός του επόμενου σχήματος με τις δυνάμεις F1 και F2 να ασκούνται στα σημεία που δείχνει το σχήμα. Να βρείτε τις αντιδράσεις των στηρίξεων Α και Β. Τα σημεία Α και Β συμπίπτουν με τα άκρα της ράβδου. (Απ. FA = 80 N, FB = 40 N)

3. Να βρείτε τις αντιδράσεις στα σημεία στήριξης Α και Β. (Απ. FA = 75,6 N, FB = 14,4 N)

Page 25: Βοήθημα Στοιχείων Μηχανών 2015-2016

- 25 -

4. Για το παρακάτω σχήμα μίας ατράκτου με δύο ρουλεμάν δίνεται ότι η δύναμη είναι F=2000kp, η διάμετρος της ατράκτου d=60mm και οι στροφές της n=400rpm. Να υπολογίσετε τα έδρανα κύλισης που πρέπει να χρησιμοποιηθούν με βάση τον πίνακα της σελίδας 331. Να θεωρήσετε ότι η άτρακτος θα χρησιμοποιηθεί σε φορτηγό αυτοκίνητο. (Απ. FA = 14000 N, FB = 6000 N, Lh = 5000 h, C/P = 4,93, CA = 69020 N → τύπος 6312, CB = 29.580 N → τύπος 6012)

5. Για το παρακάτω σχήμα μίας ατράκτου με δύο ρουλεμάν δίνονται ότι οι δυνάμεις είναι F1 = 5.000 N και F2 = 15.000 N, η διάμετρος d = 55 mm και οι στροφές n = 500 rpm. Να υπολογίσετε τα έδρανα κύλισης που πρέπει να χρησιμοποιηθούν με βάση τον πίνακα της σελίδας 331. Να θεωρήσετε ότι η άτρακτος θα χρησιμοποιηθεί σε ένα μειωτήρα στροφών. (Απ. FA = 7333 N, FB = 126673 N, Lh = 15000 h, C/P = 6,36, CA = 46.638 N → τύπος 6311, CB = 80.562 N → τύπος 6411)

6. Έδρανο κύλισης (ρουλμάν) θα χρησιμοποιηθεί σε άξονα με διάμετρο d = 50mm. Το έδρανο δέχεται ακτινικό ισοδύναμο φορτίο P = 12000Ν. Αν ο λόγος φόρτισης C/P = 5 να εκλεγεί το κατάλληλο ρουλμάν από τον παρακάτω πίνακα. (Απ. εκλέγεται ο τύπος: 6310)

Page 26: Βοήθημα Στοιχείων Μηχανών 2015-2016

- 26 -

7. Άτρακτος μειωτήρα μήκους 2 m στηρίζεται στα άκρα της σε ρουλμάν και φορτίζεται με κάθετη δύναμη F = 400 daN στο μέσο της, όπως στο σχήμα. α) Να βρείτε τις αντιδράσεις στήριξης F1 και F2 στα άκρα της ατράκτου. β) Αν ο λόγος φόρτισης είναι C/P = 14,8 (όπου ακτινικό ισοδύναμο φορτίο P=F1), να βρείτε τον τύπο των ρουλμάν που θα χρησιμοποιηθούν, με βάση τα στοιχεία του παρακάτω πίνακα. γ) Ποια είναι η διάμετρος του εσωτερικού δακτυλίου των ρουλμάν; ΠΕ (Απ. F1 = F2 = 2000 N, τύπος ρουλμάν → 60012, d = 60mm)

8. Η άτρακτος του παρακάτω σχήματος στηρίζεται στα άκρα Α, Β σε έδρανα κύλισης (ρουλμάν). Δίνονται φορτίο F1 = 800 daN, φορτίο F2 = 600daN και διάμετρος ατράκτου d = 50 mm. Ζητούνται α) οι αντιδράσεις στήριξης FA και FB και β) αν ο λόγος φόρτισης C/P = 5 (όπου ακτινικό ισοδύναμο φορτίο P = FA για τη θέση Α και P = FB για τη θέση Β) να βρείτε τον τύπο του ρουλμάν που θα χρησιμοποιηθούν στα σημεία στήριξης Α και Β. (Απ. FA = 6600 N, FB = 7400 N, στη θέση Α→6012, στη θέση Β→6212)

d (mm) Δυναμικό φορτίο C (σε Ν) Τύπος ρουλμάν

50

8710 61812

19900 16012

33600 6012

47500 6212

81200 6312

108800 6412

Επιστροφή στον Πίνακα Περιεχομένων

Page 27: Βοήθημα Στοιχείων Μηχανών 2015-2016

- 27 -

ΣΥΝΔΕΣΜΟΙ – ΕΙΔΗ ΣΥΝΔΕΣΜΩΝ

Ερωτήσεις ανάπτυξης:

1. Τι είναι οι σύνδεσμοι και σε ποια είδη διακρίνονται, ανάλογα με τις λειτουργικές τους λεπτομέρειες και το σκοπό που επιτελούν; (Σελ. 207) ΠΕ

2. Ποιος είναι ο σκοπός των σταθερών συνδέσμων και ποιοι είναι οι συνηθέστεροι τύποι τους; (Σελ. 207) ΠΕ

3. Να περιγράψετε ένα κελυφωτό σύνδεσμο. (Σελ. 208)

4. Ποια τα πλεονεκτήματα του κελυφωτού συνδέσμου και ποιες απαιτήσεις έχει για την καλή του λειτουργία; (Σελ. 208)

5. Ποια είναι τα μορφολογικά χαρακτηριστικά και ποια τα υλικά κατασκευής των δισκοειδών συνδέσμων; (Σελ. 209) ΠΕ

6. Περιγράψτε τη διαδικασία τοποθέτησης ενός δισκοειδούς συνδέσμου. (Σελ. 209)

7. Σύνδεσμος Σέλλερς - πλεονεκτήματα των συνδέσμων τύπου Σέλλερς. (Σελ. 210)

8. Ποιος είναι ο σκοπός των κινητών ή εύκαμπτων συνδέσμων και σε ποια είδη διακρίνονται; (Σελ. 211) ΠΕ

9. Ποια πλεονεκτήματα έχουν οι «αξονικά» κινητοί σύνδεσμοι; (Σελ. 211)

10. Που τοποθετούνται οι αξονικά κινητοί σύνδεσμοι, τι πρέπει να προσέχουμε κατά τη λειτουργία τους. (Σελ. 212)

11. Να αναφέρετε ονομαστικά τους σημαντικότερους τύπους των αρθρωτών ή γωνιακά κινητών συνδέσμων. (Σελ. 213) ΠΕ

12. Που τοποθετούνται οι αρθρωτοί κινητοί σύνδεσμοι; (Σελ. 214)

13. Ποιο το πλεονέκτημα του συνδέσμου Birfield σε σχέση με τον σύνδεσμο Cardan. (Σελ. 214)

14. Που χρησιμοποιούνται οι εύκαμπτοι – ελαστικοί σύνδεσμοι ή κόπλερ. (Σελ. 215)

15. Ποιο το βασικό πλεονέκτημα των εύκαμπτων-ελαστικών συνδέσμων; (Σελ. 215)

Page 28: Βοήθημα Στοιχείων Μηχανών 2015-2016

- 28 -

16. Πότε χρησιμοποιούνται οι λυόμενοι σύνδεσμοι; (Σελ. 217)

17. Πότε ένας λυόμενος σύνδεσμος λέμε ότι ολισθαίνει και ποιο είναι το πρόβλημα που προκαλεί η ολίσθηση; (Σελ. 220)

18. Ποιοι είναι οι έλεγχοι που πρέπει να κάνουμε στους υδραυλικούς συμπλέκτες; (Σελ. 220)

Ερωτήσεις σωστού – λάθους:

1. Οι σύνδεσμοι συνδέουν ατράκτους ώστε να μεταφέρεται η ροπή από την μία στην άλλη. Σ-Λ

2. Υπάρχουν δύο κατηγορίες συνδέσμων: οι κινητοί και οι σταθεροί. Σ-Λ

3. Ο κελυφωτός σύνδεσμος ανήκει στους σταθερούς συνδέσμους. Σ-Λ

4. Οι σταθεροί σύνδεσμοι συνδέουν δύο ατράκτους με σκοπό τη μεταφορά της ροπής από τη μία στην άλλη με μεταβαλλόμενο ρυθμό. Σ-Λ

5. Οι «αξονικά» κινητοί σύνδεσμοι επιτρέπουν τη μεταφορά ροπής από τη μια άτρακτο στην άλλη. Σ-Λ

6. Οι κινητοί ή εύκαμπτοι σύνδεσμοι μεταφέρουν τη ροπή από τη μια άτρακτο στην άλλη, αλλά παράλληλα επιτρέπουν την αξονική μετατόπιση των δυο ατράκτων ή τη μικρή κλίση της μιας προς την άλλη. Σ-Λ

7. Στον κελυφωτό σύνδεσμο χρησιμοποιείται και μία σφήνα για την στερέωση, εκτός από τους κοχλίες που συνδέουν τα δύο τμήματά του. Σ-Λ

8. Ο κελυφωτός σύνδεσμος χαρακτηρίζεται από την εύκολη και γρήγορη αποσυναρμολόγησή του. Σ-Λ

9. Ο δισκοειδής σύνδεσμος ανήκει στους σταθερούς συνδέσμους. Σ-Λ, ΠΕ

10. Ο δισκοειδής σύνδεσμος δεν έχει σφήνα για την στερέωσή του, αφού έχει κοχλίες που συνδέουν τα δύο τμήματά του. Σ-Λ

11. Οι αξονικά κινητοί σύνδεσμοι επιτρέπουν την μεταφορά ροπής από την μια άτρακτο στην άλλη, ακόμα και αν οι δύο άτρακτοι μετατοπιστούν αξονικά. Σ-Λ

12. Οι δύο σημαντικότεροι τύποι αρθρωτών συνδέσμων είναι ο σύνδεσμος σταυρού και ο σύνδεσμος σταθερής ταχύτητας. Σ-Λ

13. Ο αρθρωτός σύνδεσμος σταθερής ταχύτητας ονομάζεται και σύνδεσμος Cardan. Σ-Λ, ΠΕ

14. Οι αρθρωτοί σύνδεσμοι τοποθετούνται σε ατράκτους που είναι δυνατόν κατά την λειτουργία τους να σχηματίζουν μικρή γωνία μέχρι 250 μοίρες. Σ-Λ

15. Οι εύκαμπτοι σύνδεσμοι αποτελούνται από δύο τμήματα μεταξύ των οποίων παρεμβάλλονται σώματα που παραμορφώνονται ελαστικά. Σ-Λ

16. Οι εύκαμπτοι σύνδεσμοι κυρίως εξομαλύνουν τις απότομες ενδεχόμενες μεταβολές της ροπής που δέχονται από τη μια άτρακτο, ώστε να μεταφερθεί αυτή αρμονικά προς την άλλη. Σ-Λ

17. Ο συμπλέκτης δεν είναι λυόμενος σύνδεσμος. Σ-Λ, ΠΕ

Page 29: Βοήθημα Στοιχείων Μηχανών 2015-2016

- 29 -

Ερωτήσεις αντιστοίχισης:

1. Οι σταθεροί ή άκαμπτοι σύνδεσμοι διακρίνονται σε:

2. Οι κινητοί ή εύκαμπτοι σύνδεσμοι διακρίνονται σε:

3. Οι λυόμενοι σύνδεσμοι ή συμπλέκτες διακρίνονται σε:

α. Συνδέσμους με δίσκο τριβής

β. Κελυφωτούς

γ. Αξονικούς

δ. Υδραυλικούς

ε. Αρθρωτούς

στ. Δισκοειδείς

ζ. Ελαστικούς

Επιστροφή στον Πίνακα Περιεχομένων

Page 30: Βοήθημα Στοιχείων Μηχανών 2015-2016

- 30 -

ΟΔΟΝΤΩΣΕΙΣ

Ερωτήσεις ανάπτυξης:

1. Ποια είναι τα ποιο συνηθισμένα εξαρτήματα που φέρουν οδόντωση; (Σελ. 226)

2. Περιγράψτε τα τμήματα ενός οδοντωτού τροχού (Σελ. 226, 227)

3. Ποιος ο λειτουργικός σκοπός των οδοντωτών τροχών; (Σελ. 228)

4. Που χρησιμοποιούνται οι οδοντωτοί τροχοί; (Σελ. 228, 229)

5. Αναφέρεται τις τρεις βασικές κατηγορίες μετάδοσης κίνησης με οδοντώσεις (ονομαστικά). (Σελ. 229)

6. Να αναπτύξετε τις περιπτώσεις εμπλοκής των δοντιών των οδοντωτών τροχών, ανάλογα με τη θέση που έχουν οι άτρακτοι στο χώρο, αναφέροντας και τα αντίστοιχα είδη των οδοντωτών τροχών. Δεν απαιτούνται σχήματα. (Σελ. 229, 230) ΠΕ

7. Πού οφείλονται τα πλεονεκτήματα των παράλληλων οδοντωτών τροχών με ελικοειδή δόντια; (Σελ. 229) ΠΕ

8. Γιατί οι ελικοειδείς τροχοί πλεονεκτούν έναντι των ευθύγραμμων και που χρησιμοποιούνται λόγω αυτού του πλεονεκτήματός τους; (Σελ. 229)

9. Τι ονομάζεται βαθμός επικάλυψης και ποια τιμή πρέπει να έχει; (Σελ. 229)

10. Ποιο το μειονέκτημα των ελικοειδών τροχών; (Σελ. 229, 230)

11. Ποια υλικά χρησιμοποιούνται για την κατασκευή των οδοντωτών τροχών και σε ποιες περιπτώσεις το καθένα; (Σελ. 231)

12. Πότε είναι κατάλληλος και πότε ακατάλληλος ο χυτοσίδηρος ως υλικό κατασκευής οδοντώσεων. (Σελ. 231) ΠΕ

13. Με ποιες μεθόδους κατασκευάζονται οι οδοντωτοί τροχοί; (Σελ. 231, 232)

14. Να δώσετε τους ορισμούς για τα παρακάτω στοιχεία, που αφορούν ένα οδοντωτό τροχό: περιφέρεια κεφαλής, περιφέρεια ποδιού, αρχική περιφέρεια, βήμα, ύψος κεφαλής, πάχος δοντιού, μήκος δοντιού. (Σελ. 232, 233)

15. Τι είναι το modul, τι το pitch και ποιος ο λόγος που τα έχουμε. (Σελ. 234, 235)

16. Σε μια κανονική οδόντωση από ποια σχέση δίνεται το ύψος κεφαλής, το ύψος ποδιού, η διάμετρος κεφαλής και το πάχος του δοντιού; (Σελ. 235)

Page 31: Βοήθημα Στοιχείων Μηχανών 2015-2016

- 31 -

17. Ποιο το modul στους ελικοειδείς οδοντωτούς τροχούς και ποιο στους κωνικούς; (Σελ. 235, 236)

18. Να αποδείξετε ότι η σχέση μετάδοσης ισούται με το λόγο των αρχικών διαμέτρων δυο συνεργαζόμενων τροχών. (Σελ. 237)

19. Για να συνεργαστούν σωστά δυο κωνικοί οδοντωτοί τροχοί τι πρέπει να ισχύει; (Σελ. 237, 238)

20. Σε ατέρμονα-κορώνα από ποιο τύπο δίνεται η σχέση μετάδοσης; (Σελ. 238)

21. Ποιοι είναι οι κατασκευαστικοί περιορισμοί στα ζεύγη γραναζιών όσον αφορά στη σχέση μετάδοσης και τον αριθμό των δοντιών. (Σελ. 239)

22. Ποιος πρέπει να είναι ο ελάχιστος αριθμός δοντιών ενός γραναζιού; Να δικαιολογήσετε την απάντησή σας. (Σελ. 239) ΠΕ

23. Ποιες σχέσεις μετάδοσης προτιμώνται σε καλής και ποιες σε κακής ποιότητας γρανάζια; (Σελ. 239)

24. Ποια υλικά και σε ποιες περιπτώσεις χρησιμοποιούνται για τη λίπανση των γραναζιών; (Σελ. 239)

Ερωτήσεις σωστού – λάθους:

1. Η πλήμνη είναι στο κέντρο του γραναζιού και συνδέει το γρανάζι με την άτρακτο. Σ-Λ

2. Σε ορισμένες περιπτώσεις το γρανάζι διαμορφώνεται πάνω στην άτρακτο και αποτελεί ένα σώμα με αυτήν. Σ-Λ

3. Σε ένα ζευγάρι ατέρμονα-κορώνας μετατρέπεται η περιστροφική κίνηση σε ευθύγραμμη και αντίθετα. Σ-Λ

4. Με το ζεύγος οδοντωτού τροχού – κανόνα, μετατρέπουμε την περιστροφική κίνηση σε ευθύγραμμη (ή αντίθετα). Σ-Λ

5. Οι οδοντώσεις χρησιμοποιούνται στα κιβώτια ταχυτήτων των αυτοκινήτων αλλά ποτέ στα κιβώτια ταχυτήτων των εργαλειομηχανών. Σ-Λ

6. Ένα πλεονέκτημα των ελικοειδών τροχών οφείλεται στο ότι η εμπλοκή κάθε δοντιού γίνεται σταδιακά. Σ-Λ

7. Τα πλεονεκτήματα των ελικοειδών τροχών τους καθιστούν κατάλληλους στις πολλές στροφές και στις μεγάλες δυνάμεις. Σ-Λ

8. Ένα πλεονέκτημα των ελικοειδών τροχών είναι ότι λόγω της μορφής τους δεν δημιουργούνται αξονικές δυνάμεις στην άτρακτο. Σ-Λ

9. Η αρχική περιφέρεια σε ένα οδοντωτό τροχό περνά από τις κορυφές των δοντιών. Σ-Λ

10. Το βήμα της οδόντωσης είναι η απόσταση δύο διαδοχικών δοντιών και μετριέται πάνω στην αρχική περιφέρεια. Σ-Λ

11. Το modul είναι ένας αριθμός που χρησιμοποιείται για την τυποποίηση των γραναζιών και έχει μονάδες kp. Σ-Λ

12. Η σχέση m = do/z εξηγεί τον όρο «διαμετρικό βήμα», αφού δείχνει το μήκος της διαμέτρου κεφαλών που αντιστοιχεί σε κάθε δόντι. Σ-Λ

13. Στα κανονικά δόντια των οδοντωτών τροχών το ύψος του δοντιού ισούται με το modul. Σ-Λ

14. Οι ελικοειδείς οδοντωτοί τροχοί έχουν δύο διαφορετικά modul. Σ-Λ

Page 32: Βοήθημα Στοιχείων Μηχανών 2015-2016

- 32 -

15. Στους ελικοειδείς οδοντωτούς τροχούς διακρίνουμε δύο βήματα. Σ-Λ, ΠΕ

16. Οι κωνικοί οδοντωτοί τροχοί έχουν δύο διαφορετικά βήματα και δύο διαφορετικά modul. Σ-Λ

17. Όταν έχουμε δύο συνεργαζόμενα ζεύγη οδοντωτών τροχών με το ένα να έχει σχέση μετάδοσης ίση με 3 και το άλλο 4, τότε η συνολική σχέση μετάδοσης είναι 7. Σ-Λ

18. Ο αριθμός δοντιών στα γρανάζια σε καμιά περίπτωση δεν πρέπει να είναι μικρότερος από 12. Σ-Λ

Ερωτήσεις αντιστοίχισης

1. Ύψος κεφαλής δοντιού α. s

2. Βήμα οδόντωσης β. m

3. Διάμετρος ποδιού γ. hk

4. Πάχος δοντιού δ. z

5. Μοντούλ ε. df

στ. t

Ασκήσεις στις οδοντώσεις:

1. Σε ένα ζευγάρι οδοντωτών τροχών δίνονται οι αρχικές διάμετροι των τροχών: d01 = 50 mm και d02 = 125 mm και οι στροφές του πρώτου: n1 = 500 rpm. Να βρείτε με πόσες στροφές n2, θα περιστρέφεται ο δεύτερος τροχός και ποια είναι η σχέση μετάδοσης i; (Απ. n2 = 200 rpm, i=2/5)

2. Σε ένα ζευγάρι οδοντωτών τροχών δίνονται οι στροφές των τροχών: n1 = 500 rpm και n2 = 750 rpm και η αρχική διάμετρος του πρώτου: d01 = 150 mm. Να βρείτε την αρχική διάμετρο d02, που θα έχει ο δεύτερος τροχός και ποια είναι η σχέση μετάδοσης i. (Απ. do2 = 100rpm, i=3/2)

3. Σε ένα ζευγάρι οδοντωτών τροχών δίνονται οι αρχικές διάμετροι των τροχών: d01 = 50mm και d02 = 125 mm και τα δόντια του πρώτου: z1 = 20. Να βρείτε πόσα δόντια θα έχει ο δεύτερος τροχός z2. Αφού βρείτε το modul των τροχών m, να βρείτε το βήμα τους t. (Απ. z2 = 50 δόντια, m = 2,5 mm, t = 7,85 mm)

4. Σε ένα ζευγάρι οδοντωτών τροχών δίνονται οι στροφές του πρώτου τροχού: n1 = 500 rpm και η σχέση μετάδοσης i = 3,5. Να βρείτε με πόσες στροφές θα περιστρέφεται ο δεύτερος τροχός n2. (Απ. n2 = 1750 rpm)

5. Σε ένα ζευγάρι οδοντωτών τροχών τα δόντια του πρώτου τροχού είναι: z1 = 18 και του δεύτερου: z2 = 36. Να βρείτε την σχέση μετάδοσης. (Απ. i = 1/2)

6. Σε ένα ζευγάρι οδοντωτών τροχών δίνονται οι αρχικές διάμετροι των τροχών: d01 = 60 mm και d02 = 120 mm. Να βρείτε την σχέση μετάδοσης. (Απ. i = 1/2)

7. Σε ένα ζευγάρι οδοντωτών τροχών τα δόντια του πρώτου τροχού είναι: z1 = 28 και η σχέση μετάδοσης είναι i = 1/2. Να βρείτε τον αριθμό των δοντιών του άλλου τροχού z2. Αν το modul είναι m = 4mm, να υπολογίσετε τις αρχικές διαμέτρους των δύο τροχών. (Απ. z2 = 14 δόντια, do1 = 112 mm, do1 = 56 mm)

Page 33: Βοήθημα Στοιχείων Μηχανών 2015-2016

- 33 -

8. Σε ένα τροχό η αρχική διάμετρος είναι d0 = 60 mm και τα δόντια που έχει είναι z = 20. Να βρείτε το modul του τροχού m. (Απ. m = 3 mm)

9. Θα μπορούσε ένα γρανάζι κανονικής οδόντωσης να έχει αρχική διάμετρο do = 60 mm και z = 17 δόντια; Αν όχι να εξηγήσετε γιατί. (Απ. m = 3,53 mm άρα όχι διότι το modul δεν ανήκει στα τυποποιημένα)

10. Ένας οδοντωτός τροχός έχει οδόντωση με βήμα περίπου t = 10 mm. Ποιο modul πρέπει να έχει ο τροχός αυτός; Αφού βρείτε το modul να υπολογίσετε το ακριβές βήμα που θα έχει ο τροχός. Αν ο τροχός έχει z = 20 δόντια πόση θα είναι η αρχική του διάμετρος do; (Απ. m = 3 mm, do = 60 mm)

11. Ένας οδοντωτός τροχός έχει modul m = 5mm και αρχική διάμετρο d0 = 90 mm. Πόσα δόντια z θα έχει; Πόσο είναι το βήμα t του τροχού; (Απ. z = 18 δόντια, t = 15,7 mm)

12. Ένας οδοντωτός τροχός έχει modul m = 10 mm. Να βρείτε πόσο θα είναι το βήμα του t. (Απ. t = 31,4 mm)

13. Σε ένα ζευγάρι οδοντωτών τροχών δίνονται οι αρχικές διάμετροι των τροχών: d01 = 100 mm και d02 = 175 mm. Να βρείτε την απόσταση των αξόνων των τροχών. (Απ. α = 137,5 mm)

14. Η απόσταση των αξόνων δύο τροχών είναι α = 180 mm. Αν η αρχική διάμετρος του ενός τροχού είναι d01 = 120 mm, πόση θα είναι η διάμετρος do2 του άλλου; (Απ. do2 = 240 mm)

15. Η ισχύς που μεταφέρεται από ένα οδοντωτό τροχό είναι P = 80 PS και η ροπή του είναι M = 40 kp∙m. Με πόσες στροφές περιστρέφεται; (Απ. n = 1432,4 rpm)

16. Σε ένα ζεύγος οδοντωτών τροχών οι ροπές που μεταφέρονται από τους δύο τροχούς είναι αντιστοίχως Μ1 = 12 kp∙m και Μ2 = 36 kp∙m. Ποια είναι η σχέση μετάδοσης i των τροχών; (Απ. i = 1/3)

17. Ένας οδοντωτός τροχός με κανονική οδόντωση έχει modul m = 5 mm. Να βρείτε το ύψος της κεφαλής hk του κάθε δοντιού. (Απ. hk = 5 mm)

18. Ένας οδοντωτός τροχός με κανονική οδόντωση έχει modul m = 3mm. Να βρείτε το ύψος του ποδιού hf του κάθε δοντιού. (Απ. hf = 3,51mm)

19. Ένας οδοντωτός τροχός με κανονική οδόντωση έχει modul m = 4 mm. Να βρείτε το ύψος του δοντιού του. (Απ. h = 8,68 mm)

20. Το βήμα σε ένα οδοντωτό τροχό είναι t = 8mm. Να βρείτε πόσο θα είναι το πάχος του δοντιού s αν ο τροχός είναι ακατέργαστος. (Απ. s = 3,6 mm)

21. Το βήμα σε ένα οδοντωτό τροχό είναι t = 10 mm. Να βρείτε πόσο θα είναι το πάχος του δοντιού s αν ο τροχός είναι κατεργασμένος σε εργαλειομηχανή. (Απ. s = 4,875 mm)

22. Ένας οδοντωτός τροχός έχει ύψος κεφαλής hk = 5 mm και αρχική διάμετρο d0 = 90 mm. Πόση θα είναι η διάμετρος της περιφέρειας κεφαλών; (Απ. dk = 100 mm)

23. Ένας οδοντωτός τροχός έχει z = 25 δόντια και modul m = 2 mm. Πόση θα είναι η διάμετρος της περιφέρειας κεφαλών; (dk = 54 mm)

24. Ένας οδοντωτός τροχός έχει modul m = 8 mm και διάμετρο της περιφέρειας κεφαλών dk = 160 mm. Να βρείτε πόσα δόντια θα έχει. (Απ. z = 18 δόντια)

25. Ένας οδοντωτός τροχός έχει διάμετρο της περιφέρειας κεφαλών ίση με dΚ = 100 mm και αρχική περιφέρεια με διάμετρο do = 92 mm. Να βρείτε το modul m που θα έχει. (Απ. m = 4 mm)

Page 34: Βοήθημα Στοιχείων Μηχανών 2015-2016

- 34 -

26. Σε ένα ζευγάρι οδοντωτών τροχών η αρχική διάμετρος του ενός είναι d0=120 mm και η δύναμη που ασκείται μεταξύ των τροχών είναι F=500 daN. Να βρεθεί η ροπή στον τροχό αυτό. (Απ. 30.000 daN*m)

27. Σε ένα ζευγάρι οδοντωτών τροχών η αρχική διάμετρος του ενός είναι d0=100 mm και η ροπή στον τροχό αυτό είναι M = 20 daN*m. Να βρεθεί η δύναμη που ασκείται μεταξύ των τροχών. (Απ. F = 0,4 daN)

28. Σε ένα μειωτήρα στροφών έχουμε δύο ζεύγη τροχών με σχέσεις μετάδοσης: i1 = 1/2 και i2 = 1/3. Να βρείτε τη συνολική σχέση μετάδοσης. (Απ. iολ = 1/6)

29. Θέλουμε να έχουμε μια συνολική σχέση μετάδοσης ίση με iολ=12 με δύο ζεύγη γραναζιών. Αν το ένα ζεύγος έχει σχέση μετάδοσης i1=4, ποια θα είναι η σχέση του άλλου ζεύγους; (Απ. i2 = 3)

30. Σε ένα ζευγάρι γραναζιών η ροπή του κινητήριου τροχού είναι M1 = 12 daN*m. Αν η μεταφορά της ισχύος γίνεται με απώλειες 10% να βρείτε τη ροπή M2 που θα μεταφέρει ο δεύτερος τροχός, αν η σχέση μετάδοσης είναι i = 1. (M2 = 10,8 daN*m)

31. Σε ένα ζευγάρι οδοντωτών τροχών που μεταδίδεται ισχύς P = 10 PS, δίνονται οι αρχικές διάμετροι των τροχών: d01 = 70 mm και d02 = 140 mm και οι στροφές του πρώτου: n1 = 500 rpm. Να βρείτε τη ροπή M2 στο δεύτερο τροχό, αν δεν έχουμε απώλειες ισχύος. (Απ. Μ2 = 28,65 daN*m)

32. Ένας οδοντωτός τροχός έχει modul m = 10 mm και αρχική διάμετρο d0=120 mm. Να βρείτε τη διάμετρο της περιφέρειας των κεφαλών του dk. (Απ. dk = 140 mm)

33. Ένας οδοντωτός τροχός έχει z = 20 δόντια και βήμα t = 6,28 mm. Να βρείτε τη διάμετρο κεφαλών dk. (Απ. dk = 44 mm)

34. Σε ένα ζευγάρι οδοντωτών τροχών η αρχική διάμετρος του ενός είναι d0 = 100 mm και περιστρέφεται με n = 716,2 rpm. Η περιφερειακή δύναμη που ασκείται μεταξύ των τροχών είναι F = 2 daN. Να βρεθεί η ισχύς που μεταφέρει το ζεύγος των τροχών. (Απ. P = 100 PS)

35. Θέλουμε να κατασκευάσουμε ένα μειωτήρα στροφών με δύο ζεύγη τροχών με συνολική σχέση μετάδοσης ίση με iολ = 1/6. Να βρείτε δύο σχέσεις μετάδοσης που θα ταίριαζαν για την κατασκευή μας (δηλαδή να δώσετε ένα αριθμητικό παράδειγμα που να ικανοποιεί τη συνολική σχέση που μας χρειάζεται). (Απ. i1 = 1/2 και i2 = 1/3)

36. Σε ένα ζευγάρι οδοντωτών τροχών που μεταδίδεται ισχύς P = 50 PS, δίνονται: η αρχική διάμετρος του τροχού 1: d01 = 50 mm και οι στροφές του n1 = 1000 rpm. Να βρείτε την περιφερειακή δύναμη που ασκείται μεταξύ των δύο τροχών. (Απ. F = 1432,4 N)

37. Σε ένα ζευγάρι οδοντωτών τροχών με σχέση μετάδοσης i = 4, η απόσταση των αξόνων είναι α = 125 mm. Να βρείτε τις αρχικές διαμέτρους των τροχών. (Απ. do1 = 200 mm, do2 = 50 mm)

38. Σε ένα ζευγάρι οδοντωτών τροχών με σχέση μετάδοσης i = 2,5 η ροπή του μικρού τροχού είναι M2=10 daN*m. Να βρείτε τη ροπή M1 του μεγάλου τροχού. (Απ. M1 = 25 daN*m)

39. Η ισχύς που θέλουμε να μεταφερθεί μέσω ενός ζεύγους τροχών είναι P2 = 40 PS. Αν οι απώλειες ισχύος είναι 10% πόση θα πρέπει να ισχύς στον κινητήριο τροχό. (Απ. P1 = 44,44 PS)

Page 35: Βοήθημα Στοιχείων Μηχανών 2015-2016

- 35 -

40. Μια οδόντωση δυο γραναζιών με modul m = 2 mm έχει τον κινητήριο τροχό με z1 = 18 δόντια και περιστρέφεται με n1 = 800 rpm, ενώ ο κινούμενος έχει z2 = 45 δόντια. Ζητείται να βρεθούν:

1. Οι διάμετροι των δυο τροχών do1 και do2 2. Η σχέση μετάδοσης i 3. Το βήμα των τροχών t 4. Η απόσταση των αξόνων των τροχών α 5. Η διάμετρος της περιφέρειας κεφαλών των τροχών dk1 και dk2 6. Η διάμετρος της περιφέρειας ποδιών των τροχών df1 και df2

(Απ. do1 = 36 mm, do2 = 90 mm, i = 2/5 , t = 6,28 mm, α = 63 mm, dk1 = 40 mm, dk2 = 98 mm, df1 = 31,32 mm, df2 = 85,32 mm)

41. Έχουμε δυο γρανάζια που συνεργάζονται και το κινητήριο παίρνει κίνηση από ένα κινητήρα με ισχύ P1 = 40 PS, περιστρέφεται με n1 = 1000 rpm, και έχει διάμετρο d01 = 100 mm, ενώ το κινούμενο έχει διάμετρο d02 = 200 mm. Οι άξονες των δυο γραναζιών κατασκευάζονται από υλικό με τεπ=180 kp/cm2. Ζητείται να υπολογιστούν οι διάμετροι d1 και d2 των δυο αυτών αξόνων. (Απ. do1 = 56,4 mm, do2 = 54,19 mm)

42. Ένας οδοντωτός τροχός με z = 100 δόντια είναι κατασκευασμένος από χυτοχάλυβα (c = 50) και έχει κοινά κατεργασμένα δόντια (y = 3). Θα τοποθετηθεί σε άξονα που θα περιστρέφεται με n = 1200 rpm και θα μεταφέρεται ισχύς P = 40 PS. α) Ποιο θα είναι το modul του τροχού και β) Ποιο πρέπει να είναι το ακριβές βήμα του; Δίνονται τυποποιημένα modul: 1,5 - 2 - 2,5 - 3 - 4 - 5 - 6. (Απ. m = 3 mm, t = 9,42 mm)

43. Ένας οδοντωτός τροχός με z = 25 δόντια και κατασκευασμένος από κοινό χάλυβα (c = 100) με γωνιώδη δόντια (y = 4) περιστρέφεται με n = 1000 rpm. Εάν έχει modul m = 3 mm, α) Πόση ισχύ περίπου μπορεί να μεταφέρει; β) Ποια είναι η αρχική διάμετρος do1 αυτού του τροχού. (Απ. P = 18,57 PS, do1 = 75 mm)

44. Θέλουμε να κατασκευάσουμε ένα γρανάζι για τον άξονα ενός ηλεκτροκινητήρα που μεταφέρει ισχύ P = 30 PS και περιστρέφεται με n = 600 rpm. Τα κανονικά δόντια είναι z = 20 και θα είναι γωνιώδη από βαμμένο χάλυβα. Να βρείτε για το γρανάζι:

1. Το βήμα 2. Να τυποποιήσετε το modul και από αυτό να βρείτε την ακριβή τιμή του βήματος 3. Την αρχική διάμετρο 4. Τη διάμετρο κεφαλών 5. Για το δόντι του γραναζιού να βρείτε: το πάχος, το ύψος και το διάκενο

(Απ. t(αρχικό) = 12,33 mm, m = 4 mm, t(τελικό) = 12,56 mm, do = 80 mm, dk = 88 mm, s = 6,12 mm, h = 8,68 mm, w = 6,43 mm)

45. Ένα ζευγάρι οδοντωτών τροχών έχει modul m = 5 mm. Να βρείτε το βήμα t των τροχών. Αν οι στροφές των αξόνων είναι n1 = 800 rpm και n2 = 400 rpm αντίστοιχα και το μικρό γρανάζι έχει n1 = 20 δόντια, να βρείτε την απόσταση των αξόνων των τροχών. (Απ. t = 15,7 mm, α = 150 mm)

Page 36: Βοήθημα Στοιχείων Μηχανών 2015-2016

- 36 -

Τυπολόγιο: Οδοντώσεις - Γρανάζια 1. Βαθμός απόδοσης: 2. Σχέση μετάδοσης: Και αν ο βαθμός απόδοσης είναι: η = 100% 3. Ολική σχέση μετάδοσης: 4. Στρεπτική ροπή: 5. Ολικός βαθμός απόδοσης: 6. Ελάχιστο επιτρεπόμενο βήμα: 7. Διαμετρικό βήμα module: 8. Ύψος κεφαλής: 9. Ύψος ποδιού: 10. Ύψος δοντιού: 11. Πάχος δοντιού: 12. Πάχος διακένου: 13. Διάμετρος κεφαλής:

Page 37: Βοήθημα Στοιχείων Μηχανών 2015-2016

- 37 -

14. Αρχική διάμετρος: 15. Διάμετρος ποδός: 16. Απόσταση μεταξύ των αξόνων των οδοντωτών τροχών:

Ορολογία: α = απόσταση αξόνων δυο οδοντωτών τροχών σε (mm) c = συντελεστής που εξαρτάται από την αντοχή του υλικού του γραναζιού (σελ.339) d01 = η αρχική διάμετρος του κινητήριου οδοντωτού τροχού σε (mm) d02 = η αρχική διάμετρος του κινούμενου οδοντωτού τροχού σε (mm) dk = η διάμετρος κεφαλής του γραναζιού σε (mm) d0 = η αρχική διάμετρος του γραναζιού σε (mm) df = η διάμετρος ποδός του γραναζιού σε (mm) hk = το ύψος κεφαλής του δοντιού σε (mm) hf = το ύψος ποδιού του δοντιού σε (mm) h = το ύψος του δοντιού σε (mm) η = ο βαθμός απόδοσης δυο συνεργαζόμενων γραναζιών (--) η1, η2, η3 κλπ = οι επί μέρους βαθμοί απόδοσης ζευγών γραναζιών i = η σχέση μετάδοσης κίνησης δυο γραναζιών (--) i1, i2, i3 κλπ οι επί μέρους σχέσεις μετάδοσης (--) m = το module της οδόντωσης σε (mm) M = η μεταφερόμενη ροπή στρέψης σε (daN*m) Μ1 = η ροπή του κινητήριου άξονα σε (daN*m) Μ2 = η ροπή του κινούμενου άξονα σε (daN*m) n = ο αριθμός στροφών του γραναζιού σε (rpm) n1 = αριθμός στροφών κινητήριου γραναζιού σε (rpm) n2 = αριθμός στροφών κινούμενου γραναζιού σε (rpm) P = η ισχύς στον άξονα του γραναζιού σε ίππους (PS ή HP) P1 = η ισχύς στον άξονα του κινητήριου γραναζιού σε ίππους (PS ή HP) P2 = η ισχύς στον άξονα του κινούμενου γραναζιού σε ίππους (PS ή HP) π = 3,14 s = το πάχος του δοντιού σε (mm) t = το βήμα της οδόντωσης του γραναζιού σε (mm) w = το πάχος διακένου του δοντιού σε (mm) y = συντελεστής που εξαρτάται από τη μορφή των δοντιών του γραναζιού (σελ.339) z = ο αριθμός δοντιών του γραναζιού, συνήθως εκλέγουμε 20 δόντια, ο αριθμός δεν πρέπει να είναι μικρότερος από 18, ενώ με ειδικές μόνο χαράξεις μπορεί να φτάσει τουλάχιστον 12. z1 = αριθμός δοντιών κινητήριου γραναζιού z2 = αριθμός δοντιών κινούμενου γραναζιού

Επιστροφή στον Πίνακα Περιεχομένων

Page 38: Βοήθημα Στοιχείων Μηχανών 2015-2016

- 38 -

ΙΜΑΝΤΕΣ

Ερωτήσεις ανάπτυξης:

1. Σε ποιες περιπτώσεις είναι απαραίτητη η χρήση ιμάντων ή αλυσίδων αντί των οδοντώσεων. (Σελ. 243)

2. Από ποια τμήματα αποτελείται η διάταξη μιας απλής ιμαντοκίνησης; (Σελ. 243)

3. Ποια τα τμήματα των τροχαλιών; (Σελ. 243)

4. Ποιους τύπους ιμάντων έχουμε ανάλογα με τη διατομή τους; (Σελ. 244)

5. Ποιο το εύρος ταχυτήτων και ισχύων των ιμάντων; (Σελ. 245)

6. Ποιες χρήσεις έχουν οι ιμάντες λόγω της ευκαμψίας τους; (Σελ. 245)

7. Σε ποιους μηχανισμούς βρίσκει εφαρμογή η χρήση των ιμάντων; (Σελ. 245)

8. Γιατί όταν έχουμε λίγες στροφές, οι ιμάντες δεν είναι καλό να χρησιμοποιούνται και είναι καλύτερες οι αλυσίδες; (Σελ. 245) (Απάντηση: Στους ιμάντες ισχύει η σχέση για την ισχύ: . Επειδή βέβαια η ισχύς μένει σχεδόν ίδια (ανάλογα με τις απώλειες και την ολίσθηση) στην ιμαντοκίνηση καταλαβαίνουμε ότι όσο η ταχύτητα μικραίνει τόσο μεγαλώνει η δύναμη (για να μένει σταθερό το γινόμενο ). Άρα αν οι στροφές είναι λίγες (μικρό ), αναπτύσσονται μεγάλες δυνάμεις που καταπονούν τους ιμάντες και γι’ αυτό βάζουμε αλυσίδες που αντέχουν περισσότερο.)

9. Ποια είναι τα συνηθέστερα υλικά κατασκευής των τραπεζοειδών ιμάντων; (Σελ. 248)

10. Ποια είναι τα συνηθέστερα υλικά κατασκευής των τροχαλιών; (Σελ. 248, 249)

11. Από ποιες διαστάσεις χαρακτηρίζονται οι τραπεζοειδείς ιμάντες; (Σελ. 249)

12. Ποιο είδος ιμάντων χρησιμοποιείται περισσότερο και γιατί; (Σελ. 251, 252)

13. Μεταξύ δυο τροχαλιών που συνδέονται με ιμάντα ποια μεταφέρει μεγαλύτερη ροπή και γιατί; (Σελ. 252) (Απάντηση: Μεγαλύτερη ροπή μεταφέρει η πιο μεγάλη τροχαλία, διότι

ισχύει η σχέση

, στην οποία η F είναι ίδια και στις δυο τροχαλίες, άρα η ροπή

είναι ανάλογη της διαμέτρου d).

Page 39: Βοήθημα Στοιχείων Μηχανών 2015-2016

- 39 -

14. Γιατί στην ιμαντοκίνηση επιδιώκουμε μεγάλο τόξο επαφής; (Απάντηση: Επιδιώκουμε όσο γίνεται μεγαλύτερο τόξο επαφής γιατί έτσι έχουμε και περισσότερη τριβή, άρα λιγότερη ολίσθηση. Περισσότερη τριβή έχουμε γιατί με το μικρό τόξο αυξάνεται η περιφερειακή δύναμη F που είναι ανάλογη της τριβής. Αυτό αποδεικνύεται με μαθηματικό τρόπο βάσει

της εξίσωσης

, όπου μ είναι ο συντελεστής τριβής και α το τόξο επαφής. Από τη

σχέση αυτή φαίνεται ότι όσο πιο μεγάλο το α τόσο μεγαλύτερο το

και κατά συνέπεια

τόσο πιο μεγάλη η F, αφού F =Τ1-Τ2).

15. Ποιοι παράγοντες επιδρούν στη ζωή των ιμάντων και στην καλή λειτουργία τους; (Σελ. 252, 253, 254)

16. Ποιος ο ρόλος της διαμέτρου των τροχαλιών στην ιμαντοκίνηση; (Σελ. 252)

17. Ποιος ο ρόλος της απόστασης των τροχαλιών στην ιμαντοκίνηση; (Σελ. 253)

18. Ποιος ο ρόλος της ταχύτητας των τροχαλιών στην ιμαντοκίνηση; (Σελ. 253)

19. Ποιος ο ρόλος της σχέσης μετάδοσης των τροχαλιών στην ιμαντοκίνηση; (Σελ. 253)

20. Τι είναι ο τανυστήρας και τι επιτυγχάνεται με τη χρήση του; Σε ποιο κλάδο τοποθετείται; (Σελ. 254)

Ερωτήσεις σωστού – λάθους:

1. Η διάταξη των ιμάντων εκτός από τον ιμάντα περιλαμβάνει και δύο τροχαλίες. Σ-Λ

2. Ο ιμάντας έρχεται σε επαφή με την τροχαλία μέσω της πλήμνης. Σ-Λ

3. Η διατομή των ιμάντων είναι είτε κυκλική είτε ορθογωνική. Σ-Λ

4. Όταν θέλουμε ακρίβεια στη μετάδοση κίνησης χωρίς ολίσθηση (γλίστρημα) του ιμάντα στην τροχαλία, χρησιμοποιούμε τραπεζοειδείς ιμάντες. Σ-Λ

5. Οι ιμάντες μπορούν να χρησιμοποιηθούν και σε περιπτώσεις που οι άξονες των ατράκτων είναι ασύμβατοι. Σ-Λ

6. Για τη μεταφορά ορισμένης ισχύος στην ιμαντοκίνηση, όσο μικρότερη είναι η περιφερειακή ταχύτητα τόσο μεγαλύτερη θα είναι η περιφερειακή δύναμη. Σ-Λ

7. Οι πιο διαδεδομένοι ιμάντες είναι οι τραπεζοειδείς. Σ-Λ

8. Το πλάτος της τροχαλίας σε ένα επίπεδο ιμάντα είναι κατά 10% μεγαλύτερο από το πλάτος του ιμάντα. Σ-Λ

9. Ο τραπεζοειδής ιμάντας πρέπει να πατάει μόνο στις πλευρές του αυλακιού της τροχαλίας. Σ-Λ

10. Κατά τη λειτουργία του ιμάντα διακρίνουμε σε αυτόν δύο κλάδους: τον έλκοντα και τον ελκυόμενο. Σ-Λ

11. Σε ένα ιμάντα ο ελκυόμενος κλάδος έχει μεγαλύτερη ταχύτητα από τον έλκοντα. Σ-Λ

12. Οι διάμετροι των τροχαλιών δεν πρέπει να επιλέγονται πολύ μικρές γιατί έτσι ο ιμάντας καταπονείται πολύ σε κάμψη όταν τυλίγεται στο τόξο επαφής. Σ-Λ

13. Στην ιμαντοκίνηση επιτρέπεται μια ολίσθηση του ιμάντα μέχρι 3%. Σ-Λ

14. Ο τανυστήρας είναι ένας τροχός που πιέζει τον ελκόμενο κλάδο του ιμάντα. Σ-Λ

15. Η χρήση τανυστήρα είναι χρήσιμη για τί επιτρέπει τη σχέση μετάδοσης της ιμαντοκίνησης να φτάσει μέχρι και το 1/6. Σ-Λ

Page 40: Βοήθημα Στοιχείων Μηχανών 2015-2016

- 40 -

Ερωτήσεις αντιστοίχισης:

1. Πλάτος επίπεδου ιμάντα α. hs

2. Πάχος επίπεδου ιμάντα β. t

3. Ύψος οδοντωτού ιμάντα γ. b

4.Ύψος δοντιού οδοντωτού ιμάντα δ. L

5. Μήκος ιμάντα ε. s

στ. ht

Ασκήσεις στους ιμάντες:

1. Σε ένα ζευγάρι τροχαλιών ιμάντα δίνονται οι στροφές: n1=500 rpm και n2=750 rpm και η διάμετρος της πρώτης τροχαλίας: d1=500 mm. 1) Να βρείτε την διάμετρο που θα έχει η δεύτερη τροχαλία. 2) Να βρείτε τη σχέση μετάδοσης. (Απ. d2=333 mm, i=3/2)

2. Η ισχύς που μεταφέρεται από ένα ιμάντα είναι 10 PS. Οι στροφές της μίας τροχαλίας είναι n1=500 rpm και η διάμετρος d1=400 mm. 1) Βρείτε την ταχύτητα του ιμάντα. 2) Κατόπιν να βρείτε την δύναμη στον ιμάντα. 3) Πόση θα είναι η ροπή στην τροχαλία;

(Απ. v=10,5 m/sec, F=71,4 daN, M=14,3 daN*m)

3. Η ισχύς που μεταφέρεται από μια τροχαλία ιμάντα διαμέτρου d=200 mm είναι 80 PS και η ροπή της είναι 40 daN*m. α) Να βρείτε τη δύναμη που ασκείται στην τροχαλία. β) Ποια η ταχύτητα του ιμάντα; γ) Με πόσες στροφές περιστρέφεται η τροχαλία;

(Απ. F=400 daN, v=15m/sec, n=1433rpm)

4. Σε μια τροχαλία ιμάντα η διάμετρος είναι d=120 mm και η δύναμη που ασκείται στον ιμάντα είναι F=500 daN. Να βρεθεί η ροπή στην τροχαλία. (Απ. Μ=30 daN*m)

5. Σε μια τροχαλία ιμάντα η διάμετρος είναι d=100 mm και η ροπή είναι M=20 daN*m. Να βρεθεί η δύναμη που ασκείται στον ιμάντα. (Απ. F=400 daN)

6. Σε μια ιμαντοκίνηση μεταδίδεται ισχύς P=10 PS. Για τις τροχαλίες δίνονται οι διάμετροι: d1=70 mm και d2=140 mm και οι στροφές: n1=500 rpm. Να βρείτε α) τη σχέση μετάδοσης κίνησης i, β) τις στροφές n2 της κινούμενης τροχαλίας, γ) την περιφερειακή ταχύτητα v του ιμάντα, δ) την περιφερειακή δύναμη F του ιμάντα και ε) τη ροπή M2 στην κινούμενη τροχαλία. (Απ. i=1/2, n2=250rpm, v=1,83m/sec, F=410 daN, M2=28,7 daN*m)

7. Σε μια ιμαντοκίνηση η διάμετρος της μίας τροχαλίας είναι d1=100 mm και περιστρέφεται με 716 rpm. Η δύναμη που ασκείται μεταξύ των τροχών είναι F=200 daN. Να βρεθεί η ισχύς που μεταφέρει το ζεύγος των τροχών. (Απ. P=10PS)

8. Σε μια ιμαντοκίνηση που μεταδίδεται ισχύς 50 PS, δίνονται οι διάμετροι: d1=100 mm και d2=200 mm και οι στροφές: n1=1000 rpm. Να βρείτε την περιφερειακή δύναμη που ασκείται στον ιμάντα και τις ροπές στις δύο τροχαλίες. (Απ. F=717 daN)

9. Η ισχύς που θέλουμε να μεταφερθεί μέσω ιμαντοκίνησης είναι 30 PS. Αν οι απώλειες ισχύος είναι 10% πόση θα πρέπει να είναι η ισχύς στην κινητήρια τροχαλία.

(Απ. P1=33,33 PS

10. Θέλουμε να μεταφέρουμε ισχύ 10 PS με ιμάντα και χρησιμοποιούμε δυο τροχαλίες διαμέτρων d1=40 cm και d2=100 cm αντίστοιχα και η μικρή κινητήρια περιστρέφεται με 300 rpm. Να βρείτε τις στροφές n2της μεγάλης τροχαλίας και την ροπή M1 και Μ2 που έχουμε στις δυο τροχαλίες. (Απ. n2=120rpm, Μ1=95,5daN*m, M2=238,7daN*m)

Page 41: Βοήθημα Στοιχείων Μηχανών 2015-2016

- 41 -

11. Σε μια ιμαντοκίνηση οι τροχαλίες έχουν διαμέτρους d1=20 cm και d2=50 cm και μεταφέρουν ισχύ P=20 PS. Η μικρή τροχαλία περιστρέφεται με n2=600 rpm. Να βρεθούν:

1. Η περιφερειακή ταχύτητα του ιμάντα (v)

2. Η δύναμη που καταπονεί τον ιμάντα (F)

3. Η ροπή σε κάθε τροχαλία. (M1 και M2)

(Απ. v=15,7m/sec, F=95,5 daN, M1=9,55daN*m, M2=23,9daN*m)

Page 42: Βοήθημα Στοιχείων Μηχανών 2015-2016

- 42 -

Τυπολόγιο Ιμάντες: 1. Περιφερειακή ταχύτητα: 2. Περιφερειακή δύναμη:

3. Στρεπτική ροπή τροχαλίας: Θα πρέπει:

4. Σχέση μετάδοσης κίνησης: 5. Βαθμός απόδοσης:

Ορολογία: d = η διάμετρος της τροχαλίας σε (m) d1 = η διάμετρος της κινητήριας τροχαλίας σε (m) d2 = η διάμετρος της κινούμενης τροχαλίας σε (m)

F = η περιφερειακή δύναμη του ιμάντα σε (daN) i = η σχέση μετάδοσης κίνησης δυο τροχαλιών (--) M = η στρεπτική ροπή της τροχαλίας σε (daN*m) M1 = η ροπή του κινητήριου άξονα σε (daN*m) M2 = η ροπή του κινούμενου άξονα σε (daN*m) n = οι στροφές της τροχαλίας σε (rpm) n1 = ο αριθμός στροφών της κινητήριας τροχαλίας σε (rpm) n2 = ο αριθμός στροφών της κινούμενης τροχαλίας σε (rpm) P = η ισχύς σε ίππους (PS ή HP) P1 = η ισχύς σε ίππους της κινητήριας τροχαλίας (PS ή HP) P2 = η ισχύς σε ίππους της κινούμενης τροχαλίας (PS ή HP) π = το 3.14 Τ1 = τάση έλκοντα κλάδου σε (daN) Τ2 = τάση ελκόμενου κλάδου σε (daN) v = η περιφερειακή ταχύτητα της τροχαλίας – του ιμάντα σε (m/s)

Επιστροφή στον Πίνακα Περιεχομένων

Page 43: Βοήθημα Στοιχείων Μηχανών 2015-2016

- 43 -

ΑΛΥΣΙΔΕΣ

Ερωτήσεις ανάπτυξης:

1. Να περιγράψετε τη διάταξη μια απλής αλυσοκίνησης (Σελ. 256)

2. Να περιγράψετε τα τμήματα που συνθέτουν μια αλυσίδα με πείρους. (Σελ. 256, 257)

3. Για ποιες τιμές ισχύος και ποιες ταχύτητες είναι κατάλληλες οι αλυσίδες; (Σελ. 257, 258)

4. Ποια τα πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα των αλυσίδων έναντι των ιμάντων; (Σελ. 258)

5. Ποιες οι βασικές κατηγορίες αλυσίδων; (Σελ. 259, 260,261, 262)

6. Ποια είναι τα υλικά κατασκευής των αλυσίδων και ποια των αλυσοτροχών; (Σελ. 262)

7. Ποιες είναι οι βασικές διαστάσεις των αλυσίδων; (Σελ. 262, 263)

8. Ποιες είναι οι βασικές διαστάσεις των αλυσοτροχών; (Σελ. 263)

9. Που οφείλεται η περιφερειακή δύναμη στους ιμάντες και που στις αλυσίδες; (Σελ. 264)

10. Ποιους κλάδους έχει μια αλυσίδα και ποιος καταπονείται περισσότερο; (Σελ. 264)

11. Ποιοι περιορισμοί υπάρχουν στον αριθμό των δοντιών στους αλυσοτροχούς και στη σχέση μετάδοσης; (Σελ. 265)

12. Ποιοι τρόποι λίπανσης εφαρμόζονται στις αλυσίδες ανάλογα με την ταχύτητά τους; (Σελ. 267, 268)

Ερωτήσεις σωστού – λάθους:

1. Στις μικρές ταχύτητες χρησιμοποιούνται αλυσίδες και όχι ιμάντες. Σ-Λ

2. Οι αλυσίδες με πείρους και δαχτυλίδια είναι πιο βελτιωμένες από τις αλυσίδες με ράουλα. Σ-Λ

3. Οι αλυσίδες με πείρους και δαχτυλίδια λειτουργούν με μικρότερο θόρυβο από τις αλυσίδες με πείρους. Σ-Λ

4. Η τιμή της δύναμης που ασκείται στην αλυσίδα εξαρτάται από την ισχύ που μεταφέρεται και από την περιφερειακή ταχύτητα. Σ-Λ

Page 44: Βοήθημα Στοιχείων Μηχανών 2015-2016

- 44 -

5. Στους αλυσοτροχούς υπάρχουν περιορισμοί στον ελάχιστο αριθμό δοντιών του μικρού τροχού και στη σχέση μετάδοσης. Σ-Λ

6. Ο τρόπος λίπανσης των αλυσίδων εξαρτάται από την περιφερειακή ταχύτητα. Σ-Λ

7. Όταν η ταχύτητα της αλυσίδας είναι 4 m/s η λίπανσή της γίνεται με το χέρι, είτε με βούρτσα ή πινέλο είτε με ειδικό spray λεπτόρρευστου λιπαντικού. Σ-Λ

8. Όταν η ταχύτητα της αλυσίδας είναι έως 1,5 m/s η λίπανσή της γίνεται με σταγόνες. Σ-Λ

Ερωτήσεις αντιστοίχισης:

1. Βήμα αλυσίδας α. b1

2. Η εξωτερική διάμετρος των δακτυλίων β. l

3. Απόσταση ελασμάτων εσωτερικών στοιχείων γ. t ή P

4. Πλάτος αλυσίδας δ. g

5. Διάμετρος πείρων ε. d1

στ. d2

Ασκήσεις στις αλυσίδες:

1. Ο μικρός τροχός αλυσοκίνησης έχει 21 δόντια και περιστρέφεται με 400rpm. Αν ο τύπος της αλυσίδας που χρησιμοποιείται είναι ο 20Β, να βρεθούν: α) η μεταφερόμενη ισχύς P σε KW, β) η αρχική διάμετρος do του τροχού, γ) η μέθοδος λίπανσης που πρέπει να ακολουθηθεί. Να χρησιμοποιηθεί ο παρακάτω πίνακας. (Απ. P = 37,58 KW, do = 213 mm, Εμβάπτιση σε λάδι)

Επιστροφή στον Πίνακα Περιεχομένων

Page 45: Βοήθημα Στοιχείων Μηχανών 2015-2016

- 45 -

ΜΗΧΑΝΙΣΜΟΣ ΣΤΡΟΦΑΛΟΥ

Ερωτήσεις ανάπτυξης:

1. Ποιες βασικές κατηγορίες μηχανισμών στροφάλου έχουμε; (Σελ. 277)

2. Ποια τα βασικά γεωμετρικά μεγέθη ενός μηχανισμού εμβόλου-διωστήρα-στροφάλου; (Σελ. σχήμα σελίδας 277)

3. Ποια τα υλικά κατασκευής των διαφόρων τμημάτων ενός μηχανισμού εμβόλου-διωστήρα-στροφάλου; (Σελ. 278)

4. Γιατί η καταπόνηση του στροφάλου θεωρείται κρουστική; (Σελ. 279)

Επιστροφή στον Πίνακα Περιεχομένων

Page 46: Βοήθημα Στοιχείων Μηχανών 2015-2016

- 46 -

ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ ΘΕΩΡΙΑΣ ΑΠΟ ΤΟ 14Ο ΚΕΦΑΛΑΙΟ (Υπολογισμοί στοιχείων μηχανών)

Ερωτήσεις ανάπτυξης:

1. Ποιες είναι οι βασικές αρχές για τη σωστή επιλογή ενός στοιχείου μηχανής: (Σελ. 307)

2. Πως επιτυγχάνεται η οικονομική κατασκευή των στοιχείων μηχανών; (Σελ. 307)

3. Ποιες είναι οι συνηθέστερες καταπονήσεις; (Σελ. 308)

4. Τι ονομάζεται συντελεστής ασφαλείας στην αντοχή των υλικών; (Σελ. 308)

5. Για ποια διατομή γίνεται ο υπολογισμός σε αντοχή μιας ατράκτου; (Σελ. 324)

6. Ποιους όρους πρέπει να γνωρίζουμε για να κάνουμε τον υπολογισμό ενός εδράνου; (Σελ. 327)

7. Τι είναι το δυναμικό φορτίο C ενός ρουλμάν; (Σελ. 327)

8. Πόσο θα είναι το πλάτος μιας τροχαλίας επίπεδου ιμάντα πλάτους b; (Σελ. 344)

Ερωτήσεις σωστού – λάθους:

1. Στην καταπόνηση του εφελκυσμού αναπτύσσονται κυρίως διατμητικές τάσεις. Σ-Λ

2. Επικίνδυνη διατομή (μιας ατράκτου) είναι αυτή που έχει τη μικρότερη διάμετρο. Σ-Λ

3.

Επιστροφή στον Πίνακα Περιεχομένων