محاكى األليات الميكانيكية
المقدمة تستخدم االليات الميكانيكية لتغيير نوع الحركة أو مقدار القوة المطموبة او االثنين معا. الجم ععي ب ععين اثن ععين او اكث ععر م ععن االلي ععات الميكانيكع عة يمكنن ععا م ععن اتم ععام مي ععام ل ععن تس ععتطيي ععوة االنس ععان من ععردة ان تؤدييا.انظمة االيات الميكانيكية تمكننا من رفي اشياء اكبر واثقل والتحرك اسرع ايضا. من خالل هذا المحاكي سوف نقوم باالتي:
التعرف عمي األليات الميكانيكية البسيطة المستخدمة لبناء االنظمة الميكانيكية.
التعرف عمي انواع الحركة المختم ة في االنظمة الميكانيكية.
معرفة كي ية تحويل نوع الحركة من نوع الي اخر.
األىداف و اإلختبارات التي يقوم محاكي األليات الميكانيكية بعمميا .1التروس: .i
تمرين ال " : "gear trainتحويل الحركة من الموتور الي ترس اخر وحساب عدد الم ات.
.ii
تمرين ال " : " Idler Gearsتروس صغيرة تستخدم لزيادة المسافة في الدخل والخرج.
.iii
تمرين ال " : "Gear Ratiosحساب النسبة بين اقطار التروس وتغير السرعة.
.iv
تمرين ال " : "Compound Gear Trainتحويل الحركة عن طريق مجموعات التروس.
.2السيور: تمرين ال " : "timing beltالتعرف عمي الشد المطموب لمسيور وماذا يحدث عند زيادتو او نقصانو وحساب نسبة السرعة. .3البكرات: تمرين انواع البكرات :المقارنة بين انواع البكرات المختم ة من حيث القوة المطموبة لرفي الحمل والمسافة المرفوعة. .4الروافي: .i
تمرين ال " : "1st Class Leverالتعرف علي النوع االول من الروافع وتحديد العزوم .
.ii
تمرين ال ": "2st Class Leverالتعرف عمي النوع الثاني من الروافي وتحديد العزوم.
.iii
تمرين ال " : "3rd Class Leverالتعرف عمي النوع الثالث من الروافي وتحديد العزوم.
.5الكامات: .i
تمرين ال " : "Eccentric Camsالتعرف علي الكامة ورسم منحني حركة الذراع.
.ii
تمرين ال " : "Pear-shaped Camsالتعرف علي الكامة ورسم منحني حركة الذراع.
.6االحتكاك واالسطح المائمة: تمرين التعرف عمي مزايا االسطح المائمة :تعيين القوة عمي الالزمة لرفي ثقل عمي سطح مائل. 1
محاكى األليات الميكانيكية
التعرف عمي واجهة البرنامج عند فتح البرنامج سيظير بالشكل االتي:
لتغيير بين االنواع المختم ة لالليات نقوم بالضغط عمي السيم ألس ل واختيار النوع المطموب
التروس السيور البكر
الروافي
Gear Train
الكامات
Belt Drive
االسطح المائمة
Pulleys
2
Levers Cams
Inclined Plane
محاكى األليات الميكانيكية -1واجية محاكي التروس
لتركيب التروس اضغط عمي الترس و اسحبة الي المكان المخصص لوضي التروس.
ألنشاء " "gear trainنقوم بسحب التروس الي اماكنيا ومالحظة االتي:
3
محاكى األليات الميكانيكية استخدام الموتور يستخدم الموتور لتدوير االلتروس بسرعة ثابتة
أعادة ضبط التروس كل ترس بو عالمة حمراء يجب ان تكون ألعمي لتتمكن من عد عدد ل ات الترس
-2واجية محاكي السيور
4
محاكى األليات الميكانيكية لتركيب التروس والسير -1اضغط واسحب الترسين من مكانيما باالس ل وضعيم في مكان التشغيل كما بالشكل
-2اسحب السير المناسب لمتروس المختارة. -1السير الكبير يستخدم عند استخدام الترسين ذوي ال 33سنة. -2السير الصغير يستخدم عند استخدام الترس ذو ال 23سنة مي الترس االخر. -3استخدم الشداد لشد السير عن طريق الضغط عمي السيم ألعمي.
-3واجية محاكي البكرات
اختيار البكرة اختار البكرة المطموبة عن طريق الضغط في المربي اس ل البكرة
5
محاكى األليات الميكانيكية
فستظير البكرة في منتصف واجية البرنامج كاالتي
اضافة وزن لمبكرة اضغط واسحب الوزن المطموب لتعميقو في البكرة
اضغط عمي اليد واسحبيا ألعمي او ألس ل لتحريك الحمل كما بالشكل
ياس يمة الشد 6
محاكى األليات الميكانيكية يمكن راءة يمة الشد من التدريجات الموجودة عمي احبال كما بالشكل
ياس المسافة -1م بأظيار المسطرة عن طريق الضغط في المربي الموضح بالشكل -2ستظير المسطرة كما بالشكل فيمكنك الضغط عمييا وسحبيا لتحريكيا
7
محاكى األليات الميكانيكية -4واجية محاكي الروافي ذراع الرافعة
-1يوجد بالرافعة 18مكان لتركيب االحمال ومقياس القوة كما بالشكل
-2لتركيب الرافي يتم الضغط عمييا وسحبيا لمكان وضي الذراع يوجد وضعين لتركيب الذراع .i
الوضي االول بيذا الشكل
.ii
والثاني بيذا الشكل
تركيب االوزان 8
محاكى األليات الميكانيكية تقوم بالضغط عمي الوزن المراد تركيبو وسحبو الي اي مكان تركيب بذراع الرافعة المشار الييا سابقا والنتيجة ستكون بالشكل االتي
استخدام مقياس القوة نقوم بالضغط عمي المقياس وسحبو وتركيبو بن س طريقة تركيب االوزان وبعد تركيبو يظير بالشكل االتي
لقراءة المقياس نقوم بتوجيو سيم ال ارة عمي المقياس دون الضغط عمية فتظةر راءة المقياس كاالتي
استخدام المسطرة -1مسطرة الذراع نقوم بالضغط داخل المربي كما بالشكل ألظيار المسطرة
تظير المسطرة كاالتي 9
محاكى األليات الميكانيكية
الحظ تغير مكان ص ر المسطرة مي تغيير وضي تركيب الذراع -2مسطرة ياس ارت اع وانخ اض الذراع ألظيار ىذه المسطرة نقوم بالضغط عمي المربي االخر كما بالصورة
ستظير المسطرة كما بالشكل ويمكنك الضغط عمييا وسحبيا لتحريكيا
-5واجية محاكي الكامات تركيب الكامة والذراع التابي نقوم بالضغط عمي نوع الكامة المطموبة وسحبيا وتركيبيا في المكان المخصص ليا فسيظير النافذة االتية لتحديد مقدار االنبعاج المطموب:
10
محاكى األليات الميكانيكية
نقوم بالضغط عمي السيم المشار اليو لتحديد مقدار االنبعاج وكذلك المنحني المجاور يبين منحني حركة الذراع التابي. والنتيجة تكون بالشكل االتي
وبن س الطريقة يتم تركيب الكامتين االخريين حيث االختالف في الكامة االخيرة المتعددة االنبعاجات ىو انك تستطيي تحديد اربي انبعاجات في ن س الكامة كالشكل التالي
11
محاكى األليات الميكانيكية
وكذلك يتم تركيب الذراع ويكون الشكل الناتج كاالتي:
تشغيل الموتور او التشغيل اليدويي :كما تم شرحو سابقا
12
محاكى األليات الميكانيكية -6واجية محاكي االسطح المائمة
تركيب السطح لتركيب السطح نقوم بالضغط عمي السطح وسحبو لمكان من اماكن التركيب كالشكل التالي
تركيب االوزان لتركيب االوزان نختار الوزن المراد تركيبو ونضغط عميو ثم نسحبو ونضعو عمي السطح وستكون النتيجة كاالتي
يمكن تغيير وضي الوزن عمي السطح حيث ان ىناك وضعيين لالنزالق بين الوزن والسطح
13
محاكى األليات الميكانيكية -2مي االحتكاك
-1بدون احتكاك
ل تح ىذه النافذة واختيار نوع االحتكاك كما بالشكل السابق نقوم بتوجيو ال اره عمي الوزن المركب عمي السطح فسظير سيمين فوق الوزن كالشكل التالي
فنضغط عمي احد االسيم وسوف تظير النافذة سابقة الذكر فنختار منيا نوع االنزالق المطموب. تحديد وة الشد ومعدل االحتكاك
استخدام المسطرة تم شرحو سابقا وسيكون شكمو كاالتي 14
محاكى األليات الميكانيكية
استخدام المنجمة ألظيار المنجمة نضغط عمي المربي المبين بالشكل
ألستخداميا في القياس يتم الضغط عمييا وسحبيا لتحريكيا كاالتي
ومن الشكل السابق تكون راءة الميل ىي 45درجة تقريبا
15
محاكى األليات الميكانيكية
التجارب أ -التروس -1تمرين ال " "gear trainمجموعات التروس في ىذا التمرين سوف نقوم باستخدام محاكي التروس ألنشاء ال" " gear trainsبعدد تروس مختمف و اسات تروس مختم ة خطوات التجربة: -1م ب تح محاكي التروس -2م بتركيب ترسين من التروس ذات ال 63سنة كما بالشكل التالي:
-3استخدم التشغيل اليدوي في تدوير الترس القائد 13دورات في اتجاه عقارب الساعة و م بعد عدد ل ات الترس المنقاد واتجاه دورانو -4اجب عمي االسئمة التالية من خالل مالحظتك لمتشغيل 1كم عدد ل ات الترس المنقاد بدما مت بتدوير الترس القائد 13دورات 13 2في اي اتجاه ام الترس المنقاد بالدوران عندما مت بتدوير الترس القائد في اتجاه عقارب الساعة عكس اتجاه عقارب الساعة -5م بتغيير الترس المنقاد بترس اخر ذو 33سنة و م بعد عدد ل اتو عند تدوري الترس القائد 13دورات ايضا ثم اجب عمي االسئمة التالية 3كم عدد ل ات الترس المنقاد بدما مت بتدوير الترس القائد 13دورات 23 4ىل تغيير مقاس الترس اثر في اتجاه دوران الترس المنقاد نعم 16
محاكى األليات الميكانيكية -6م بتغيير التروس لتصبح كاالتي:الترس القائد ذو 33سنة والترسم المنقاد ذو 63سنة كالشكل االتي
-7م بتشغيل الموتور ليقةم بتدوير الترس القائد و م بعد عدد ل ات الترس المنقاد عند دوران الترس القائد 13دورات والحظ انجاه دوران الترسين القائد والمنقاد 5كم عدد ل ات الترس المنقاد بدما مت بتدوير الترس القائد 13دورات 5 6ىل تغيير مقاس الترس القائد لو اي تأثير في اتجاه دوران الترس المنقاد نعم :الترس المنقاد االن يدور في ن س اتجاه الترس القائد ال :الترس المنقاد يدور مازال يدور عكس اتجاه الترس القائد -8م بتركيب ترس وسيط ذو 33سنة بين ترسين ذوي 63سنة كالشكل االتي
-9م بتدوير الترس القائد 13دورات و م بعد عدد ل ات الترس المنقاد و ارن بين اتجاه دورانو في ىذه الحالة وفي الحالة السابقة ذات الترسيين فقط 7عدد ل ات الترس المنقاد..................عند وضي الترس الوسيط زاد
ام يتغير
ل
تضاعف
8ىل اضافة الترس الوسيط اثر في اتجاه دوران الترس المنقاد نعم ال
17
محاكى األليات الميكانيكية من هذا التمرين نستنتج التالي: -1عند تركيب مجموعة من التروس مي بعضيا تكون ال GEAR TRAIN -2عند استخدام ترسين فقط يكون اتجاه دوران الترس المنقاد عكس اتجاه الترس القائد -3عند تغيير عدد اسنان احد التروس تتغير سرعة دورانو -4عند وضي ترس في المنتصف "الترس الوسيط" يحدث االتي -1يدور الترس المنقاد في ن س اتجاه الترس القائد -2ال يؤثر الترس الوسيط في سرعة وعدد ل ات الترس المنقاد
18
محاكى األليات الميكانيكية
-2تمرين ال " "idler gearالترس الوسيط. في ىذا التمرين سوف نستخدم محاكي التروس في معرفة التغيرات التي تحدث في سرعة واتجاه دوران الترس المنقاد عند استخدام احجام واعداد مختم ة من التروس الوسيطة خطوات التجربة: -1قم بفتح محاكي التروس -2قم تركيب 3من التروس ذات ال 66سنة كالشكل التالي
-3قم برف الترس القائد يدويا في اتجاه عقارب الساعة والحظ اتجاه وسرعة دوران الترس المنقاد 1ىل يدور الترس المنقاد في ن س اتجاه دوران الترس القائد ال
نعم
-4قم بتغيير الترس الوسيط وضع ترس وسيط ذو 36سنة وكرر الخطوه رقم3 2ىل تغيير حجم الترس الوسيط اثر في اتجاه او سرعة دوران الترس المنقاد نعم :االتجاه تغير نعم :الترس المنقاد يدور اسرع االن نعم :االتجاه تغير والترس المنقاد يدور االن بسرعة ا ل ال :ال يوجد تغيير في سرعة او اتجاه الترس المنقاد -5قم باضافة ترس وسيط اخر كالشكل التالي وكرر الخطوه رقم 3
19
محاكى األليات الميكانيكية 3ىل اضافة ترس وسيط اخر لو اي تأثير عمي اتجاه او سرعة دوران الترس المنقاد نعم :االتجاه تغير نعم :الترس المنقاد يدور ابطء االن نعم :االتجاه تغير والترس المنقاد يدور اسرع ال :ال يوجد تغيير في سرعة او اتجاه الترس المنقاد -6قم بتغيير اعداد واحجام التروس الوسيطة لمعرفة تأثيرها عمي سرعة واتجاه الترس المنقاد 4اي الجنل االتية تصف بد و تأثير التروس الوسيطة في اتجاه وسرعة الترس المنقاد اذا كان الترس الوسيط اصغر من الترس المنقاد سوف يدور الترس المنقاد بسرعة ا ل من الترس القائد اضافة عدد فردي من التروس الوسيطة يجعل الترس المنقاد يدور في ن س اتجاه الترس القائد اذا كان الترس الوسيط اكبر من الترس المنقاد سوف يدور الترس المنقاد بسرعة اكبر من الترس القائد تركيب عدد زوجي من التروس الوسيطة يجعل الترس المنقاد يدور في ن س اتجاه الترس القائد من التمرين السابق نتستنتج االتي -1اعداد او احجام التروس الوسيطة ليس ليا اي تأثير في سرعة دوران الترس المنقاد بالنسبو لمترس القائد -2احجام التروس الوسيطة ليس ليا اي تأثير في اتجاه دوران الترس المنقاد -3لكن اعداد التروس الوسيطة تؤثر في اتجاه دوران الترس المنقاد حيث: -1اذا كان عدد التروس الوسيطة المركبو فردي يدور الترس المنقاد في ن س اتجاه الترس القائد -2اذا كان عدد التروس المركبو زوجي يدور الترس المنقاد عكس اتجاه الترس القائد
20
محاكى األليات الميكانيكية
-3تمرين ال " "gear ratioالنسب بين التروس. في ىذا التمرين سوف نستخدم محاكي التروس لبناء مجموعات التروس وحساب النسب ليذه المجموعات وحساب سرعة الترس المنقاد عن طريق معرفة سرعة الترس القائد خطوات التجربة: -1م بتشغير محاكي التروس -2م بتركيب التروس الموضحو كما بالشكل
-3استخدم التشغيل اليدوي في تدوير الترس القائد دورتين و م بعد عدد دورات الترس المنقاد 1كم عدد ل ات الترس المنقاد بدما مت بتدوير الترس القائد دورتين 1 العال و بين عدد ل ات الترس القائد وعدد ل ات الترس المنقاد تسمو ال gear ratio وىي تساوي = Gear ratio
عدد اسنان الترس المنقاد عدد اسنان الترس القائد
في ىذه الحالة يكون الناتج 2:1اي ان ل تان من الترس القائد يساوي ل و واحده من الترس المنقاد -4م بتبديل الترسين وجعل الترس القائد ذو 63سنة والمنقاد ذو 33سنة كما بالشكل
21
محاكى األليات الميكانيكية -5م بتدوير الترس القائد و م بعد عدد ل ات الترس القائد وعدد ل ات الترس المنقاد ثم احسب النسبو من العال و السابقة 2ما ىي نتيجو حسابك لمنسبو السابقة 1:1 1:3 1:3.5 3.5:1 من السابق نالحظ ان سرعة دوران الترس المنقاد اكبر من سرعة دوران الترس القائد وتحسب سرعة الترس المنقاد من العال و االتية سرعة الترس المنقاد=
سرعة الترس القائد النسبو بين التروس
-6م بتركيب ترس ذو 33سنة كترس ائد وترس ذو 53سنة كترس منقاد كما بالشكل وكرر الخطوه 5
3ما ىي نتيجو حسابك لمنسبو بين التروس السابقة 5:3 5:1 1:5 3:5 4ما ىي سرعة دوران الترس المنقاد في الشكل السابق اذا كانت سرعة الترس القائد 133ل و في الد يقو 33 63 93 123
22
محاكى األليات الميكانيكية من التمرين السابق نستنتج ان -1تستخدم مجموعات التروس زياده او تقميل سرعة الترس المنقاد بتغيير االحجام -2تستطيي حساب النسبو بين التروس من العال و االتية = Gear ratio
عدد اسنان الترس المنقاد عدد اسنان الترس القائد
-3تستطيي حساب سرعة الترس المنقاد بمعموميو سرعة الترس القائد والنسبو بين التروس من العال و االتية سرعة الترس المنقاد=
23
سرعة الترس القائد النسبو بين التروس
محاكى األليات الميكانيكية
-4تمرين ال " "Compound Gear Trainمجموعات التروس االكثر تعقيدا. في ىذا التمرين سوف نستخدم محاكي التروس لبناء مجموعات التروس االكثر تعقيدا وحساب النسب ليذه المجموعات وحساب سرعة الترس المنقاد عن طريق معرفة سرعة الترس القائد خطوات التجربة: -1م بتشغيل محاكي التروس -2م بتركيب التروس كما بالشكل
تتكون ىذه المجموعة من ترس ذو 63سنة كترس ائد متصل مي ترس ذو 33سنة ومركب فو و عمي ن س العمود ترس ذو 53سنة ىذا الترس متصل مي ترس ذو 63سنة كتر منقاد -3م بتدوير الترس القائد 13دورات و م بعد عدد ل ات الترس المنقاد 1كم عدد ل ات الترس المنقاد عند دوران الترس القائد 13ل ات 5ل ات تقريبا 12ل و تقريبا 17مره تقريبا 25مره تقريبا اذا نسبو ىذه المجموعة ىي 3.6:1اي ان 3.6من الم و لمترس القائد تساوي ل و واحده من الترس المنقاد
24
محاكى األليات الميكانيكية يمكن حساب نسبو التروس من العال و االتية
النسبو =
النسبو =
عدد اسنان الترس B
x
عدد اسنان الترس A 53
عدد اسنان الترس C 63
x
63
عدد اسنان الترس D
33
-4م بتغيير ترتيب التروس ليصبح كاالتي ثم كرر الخطوه 3
2ما تأثير تغيير التروس الوسيطة في سرعة الترس المنقاد ال يوجد تأثير الترس المنقاد االن يدور عدد ل ات اكبر من السابق الترس المنقاد االن يدور عدد ل ات ا ل من السابق يمكن حساب سرعة الترس المنقاد من ن س العال و السابقة: سرعة الترس المنقاد=
25
سرعة الترس القائد النسبو بين التروس
= 1.6
محاكى األليات الميكانيكية -5كم بتركيب التروس كالشكل االتي واجب عمي االسئمة التالية
3ما ىي نسبو مجموعة التروس السابقة 3.1:1تقريبا 3.4:1تقريبا 1:1تقريبا 2.5:1تقريبا 4مي ىذه النسبو المحسوبو اذا كان الترس القائد يدور بسرعة 133ل و في الد يقو ما ىي سرعة الترس المنقاد 253 من التمرين السابق نستنتج االتي -1بأستخدام ىذه المجموعات يمكن تكبير وتصغير السرعة بشكل اكبر من المجموعات البسيطو -2تحسب نسبو التروس من ىذه العال و النسبو =
عدد اسنان الترس B عدد اسنان الترس A
x
عدد اسنان الترس D عدد اسنان الترس C
-3وتحسب سرعة الترس المنقاد من العال و االتية سرعة الترس المنقاد=
26
سرعة الترس القائد النسبو بين التروس
محاكى األليات الميكانيكية
ب -السيور في ىذا التمرين سوف نستخدم محاكي السيور لتركيب بكرتين وسير وحساب نسب السرعات خطوات التجربة: -1م بتشغيل محاكي االلسيور -2م بتركيب البكره الصغيره والبكره الكبيره والسير الصغير كما بالشكل
-3م بوضي شداد السير عمي الوضي ر م 1كما بالشكل
-4م بتشغيل الموتور لتدوير البكر والحظ ما يحدث 1ماذا حدث عند تشغيل الموتور لم تتحرك البكره القائده او المنقاده ألن السير مشدود اكثر من الالزم البكره القائده تدور بسرعة ثابتو ولكن البكره المنقاده تدور بشكل متقطي حيث ان السير ينزلق من حول البكره المنقاده كال من البكره القائده والمنقاده يدو ار بسرعة ثابتو -5م بوضي شداد السير عمي الوضي 2و م بأعاده الخطوه 3 2ماذا حدث عند تشغيل الموتور لم تتحرك البكره القائده او المنقاده ألن السير مشدود اكثر من الالزم البكره القائده تدور بسرعة ثابتو ولكن البكره المنقاده تدور بشكل متقطي حيث ان السير ينزلق من
حول البكره المنقاده
كال من البكره القائده والمنقاده يدو ار بسرعة ثابتو 27
محاكى األليات الميكانيكية 3في اي اتجاه تدور البكره المنقاده عكس عقارب الساعة مي عقارب الساعة -6م بعج عدد ل ات البكره المنقاده عند دوران البكره القائده 3ل ات 4كم عدد ل ات البكره المنقاده عند دوران البكره القائده 3ل ات 2 -7م بعد عدد ل ات البكره الصغيره عند دوران البكره الكبيره 3ل ات في ىذه البكرات الميقاتية تستخدم عدد اسنان البكرات في حساب نسب السرعات كما في التروس -8استخدم عال و النسب لمتروس في ايجاد النسبو بين ىاتين البكرتين. 5ما ىي نسبو التشغيل عندما تكون البكره الصغيره ىي القائده والكبيره ىي المنقاده 2:1 3:1 1:1 1.5:1 -9م بعكس البكرتين حيث تكون البكره الكبيره ىي القائده والصغيره ىي المنقاده واحسب نسبو السرعة بين البكرتين 6اذا كانت سرعة البكره القائده "الكبيره" ىي 33ل و في الد يقو فما ىي سرعة البكره المنقاده "الصغيره" 45 من التمرين السابقة نستنتج ان -1ال يجب ان تكون السيور مشدوده اكثر من الالزم او ا ل من الالزم -2يمكن حساب النسبو بين سرعات البكرتين بأستخدام العال ات السابقة الخاصو بالتروس
28
محاكى األليات الميكانيكية
ج -البكرات في ىذا التمرين سوف نستخدم محاكي البكرات في المقارنو بين انواع البكرات ومميزات استخداميا خطوات التجربة: -1م بتشغيل محاكي البكرات -2اختار كال من االربي بكرات بالترتيب وفي كل مره اضف كتمو صغيره واحسب االتي -1الجيد المطموب لرفي الثقل في الحالتين المثاليو والحقيقيو -2المسافو المطموب تحركةا لرفي الحمل 1متر -3حساب النسبو بين الحمل والقوة المطموبة لرفعو في النظام المثالي -4حساب النسبو بين الحمل والقوة المطموبة لرفعو في النظام الحقيقي
-3م بممئ الجدول االتي بالنتائج التي حصمت عمييا البكره
الجيد المطموب
الجيد المطموب في
في الحالة المثاليو
الحالة الحقيقيو
المسافو المطموبة
النسبو في الحالة النسبو في الحالة المثاليو
الحقيقيو
1
133
136
1
1
3.94
2
53
56
2
2
1.7
3
36
43
3
2.7
2.5
4
25
33
4
4
3.3
29
محاكى األليات الميكانيكية 1ما ىي مقدار القوة المطموبة لرفي حمل مقداره 133نيوتنبأستخدام ىذه البكره في الحالة المثاليو
2ما ىي المسافو المطموب تحركةا لرفي الحمل مسافو مقدارىا 1متر بأستخدام ىذه البكره
3ما ىي النسبو بين الحمل والقوة المطموبة لمرفي في ىذه البكره في الحالة المثاليو 4:1 3:1 2:1 1:1
30
محاكى األليات الميكانيكية من التمرين السابق نستنتج ان -1تساعد البكرات عمي تقميل القوة المطموبة لرفي حمل ما -2ولكن يأتي ىذا عمي حساب المسافو المطموب من القوة تحركةا لتحريك الحمل مسافو معينو -3كمما ساعدت البكره عمي تقميل الحمل زادت المسافو المطموب تحركةا -4ترتيب البكرات من حيث االكثر راحو واالطول مسافو ىو 1-2-3-4
31
محاكى األليات الميكانيكية
د -الروافي -1تمرين ال " "1st class leversالروافي من الدرجو االولي في ىذا التمرين سوف نستخدم محاكي الروافي ألنشاء رافعو من الدرجو االولي واستخدام مقياس القوة لقياس الجيد المطموب لتحريك حمل معروف القيمو خطوات التجربة: -1م يتشغيل محاكي الروافي -2م بتركيب ذراع الرافعة في مكان التركيب في مكان التركيب االوسط -3م بتعميق كتمو صغيره عمي الذراع في المكان المسمي L4 -4كرر الخطوه السابقة ولكن بأستخدام المكان المسمي R4فيكون الشكل النيائي كاالتي
1يجب ان تكون الرافعة في حالة اتزان ألن................... كل كتمو تسحب في اتجاه عكس االخر كال من الكتمتين ليما ن س الوزن والمسافو من محور التثبيت الكتمتين عمي مسافتين مختم تين من المحور الكتل ليا اوزان مختم ة عندما تؤثر وة عمي ذراع رافعو فأن ىذه القوة ستجعل الذراع يدور حول محور التثبيت ,وىذا التأثير يسمي عزم القوة وىو يساوي عزم القوة = القوة xالمسافو من محور التثبيت
عندما تتساوي العزوم عمي طرفي الرافعة فتكون الرافعة في حالة اتزان
-5استبدل احدي الكتل الصغير بواحده كبيره "الحمل المطموب رفعو" فتختل حالة االتزان ويميل الذراع ألن العزوم عمي جانبي الذراع غير متساويين
32
محاكى األليات الميكانيكية -6م بنقل الكتمو الكبيره "الحمل" عمي طول الجانب المركبو عميو حتي يتزن ذراع الرافعة
2متي تتزن الرافعة ؟ اي يكون عزم الحمل يساوي عزم القوة المبذولو لرفعو عندما يتحرك الحمل الي االعمي عندما يكون الحمل ا رب الي محور التثبيت من القوة المبذولو عندما يصبح الحمل والقوة المبذولو في ن س الجيو من الذراع عندما تصبح القوة ا رب الي المحور من الحمل -7استخدم المسطرة في ياس البعد بين الحمل ومحور التثبيت والبعد بين القوة ومحور التثبيت -8ثم احسب ال ائده الميكانيكيو ليذا النوع من الروافي طبقا لمعال و االتية ال ائده الميكانيكو =
الحمل الجيد المبذول
المسافو بين الجيد والمحور
OR
المسافو بين الحمل والمركز
و م بتسجيل نتائج الخطوات 7و 8في الجدول االتي عند نقطو االتزان
المسافو بين الجيد والمركز
المسافو بين الحمل والمركز
ال ائده الميكانيكيو
8
4
2
3ما ىي يمو ال ائده الميكانيكيو لمروافي من الدرجو االولي 2
33
محاكى األليات الميكانيكية -9م بتركيب رافعو من الدرجو االولي كما بالشكل واستخدم مقياس القوة لقياس الجيد المطموب ألتزان الرافعة
من نتائج الخطوه السابقة نالحظ ان عند تقميل المسافو بين الجيد و محور التثبيت او الدوران تزيد يمو القوة المطموبة لألتزان -13م بنقل الحمل الي النقطو R2وضي المقياس في النقطو L4 2ما ىو التغيير الذي حدث في الجيد المطموب عند تقميل المسافو بين الحمل والمحور الي النصف
لم يتغير الجيد المطموب ل الجيد المطموب الي النصف تضاعف الجيد المطموب من نتيجو الخطوه السابقة نستنتج االتي عند تقميل المسافو بين الحمل والمحور يقل الجيد المطموب لرفي ىذا الحمل
34
محاكى األليات الميكانيكية
-2تمرين الع " "2nd class leversالروافي من الدرجو الثانيو في ىذا التمرين سوف نستخدم محاكي الروافي ألنشاء رافعو من الدرجو الثانيو واستخدام مقياس القوة لقياس الجيد المطموب لتحريك حمل معروف القيمو خطوات التجربة: -1م بتشغيل محاكي الروافي -2م بتركيب الذراع والوزن والمقياس كما بالشكل
-3ثم م بقياس المسافو بين الحمل ومحور االرتكاز والمسافو بين الجيد ومحور االرتكاز و يمو الجيد المطموب ايضا -4م بتغيير موضي الكتمو من النقطو Bالي النقط D,F,Hوكرر القياسات الموجوده بالخطوه ر م 3
وسجل النتائج بالجدول التالي
35
محاكى األليات الميكانيكية المسافو بين الجيد المطموب والمحور
المسافو بين الحمل والمحور
الجيد المطموب
ال ائده الميكانيكيو
النقطو B
16
4
3.8
4
النقطو D
16
8
1.5
2
النقطو F
16
12
2.3
1.3
النقطو H
16
16
3
1
1ما التغير الحادث لمجيد عند نقل الحمل الي النقطو H اصبح الذراع ا ل اتزانا تغير تغيير ط يف زاد الجيد المطموب ل الجيد المطموب 2اي العبارات االتية تصف الروافي من الدرجو الثانيو وص ا صحيحا كمما زادت المسافو بين الحمل والجيد المطموب تقل ال ائده الميكانيكيو اذا كان الحمل والجيد معا في ابعد نقطو عن المحور يكون الجيد المطموب في ا ل يمو لو كمما زادت المسافو بين الجيد والحمل المطموب زادت يمو الجيد المطموب في النقطو التي يكون فييا الحمل ا رب ما يكون من المحور يكون الجيد المطموب لرفعو ا ل تضاعف الجيد المطموب 3في اي وضي لمحمل كانت ال ائده الميكانيكيو لمرافعو اكبر ما يمكن B D F H
36
محاكى األليات الميكانيكية
-3تمرين ال " "3rd class leversالروافي من الدرجو الثالثو في ىذا التمرين سوف نستخدم محاكي الروافي ألنشاء رافعو من الدرجو الثالثو واستخدام مقياس القوة لقياس الجيد المطموب لتحريك حمل معروف القيمو خطوات التجربة: -1م بتشغيل محاكي الروافي -2م بتركيب الذراع والوزن والمقياس كما بالشكل
-3ثم م بقياس المسافو بين الحمل ومحور االرتكاز والمسافو بين الجيد ومحور االرتكاز و يمو الجيد المطموب ايضا -4م بتغيير موضي الكتمو من النقطو Hالي النقط D,F,Bوكرر القياسات الموجوده بالخطوه ر م 3
37
محاكى األليات الميكانيكية وسجل النتائج بالجدول التالي المسافو بين الجيد المطموب والمحور
المسافو بين الحمل والمحور
الجيد المطموب
ال ائده الميكانيكيو
النقطو B
4
16
12
3.25
النقطو D
8
16
6
3.5
النقطو F
12
16
4
3.75
النقطو H
16
16
3
1
1ما ىي النقطو التي تعطي ا ل يمو لمجيد؟ B D F H 2ما ىي يمو ال ائده الميكانيكو عندما كان الحمل والمقياس في ن س المكان؟ 1 3.75 3.5 3.25 3ما ىي يمو ال ائده الميكانيكيو عندما كان المقياس في الوضي B 4 2 1 0.25 4باستخدام الروافي من الدرجو التالتو كمما ا ترب الجيد من محور االرتكاز وابتعد الحمل من المحور زادت يمو الجيد المطموب لرفي الحمل نعم ال
38
محاكى األليات الميكانيكية
ه -الكامات -1تمرين ال " "eccentric camsالكامات الدائريو االمركزيو في ىذا التمرين سوف نستخدم محاكي الكامات لتركيب الكامة مي الذراع التابي ونقارن بين كامات بمقاسات مختم ة ومعرفة تأثيرىا عمي حركة الذراع التابي خطوات التجربة: -1م يتشغيل محاكي الكامات -2م بتركيب كامة دائريو دون ترحيل لممركز كالشكل التالي
1
ما ىو شكل منحني الكامة؟
39
محاكى األليات الميكانيكية -3م باضافة الذراع التابي و م بتشغيل الموتور -4الحظ حركة الكامة والذراع 2ماذا يحدث لمذراع يتحرك الذراع لألمام ولمخمف في حركة تردديو ي قد الذراع االتصال مي الكامة اثناء دورانيا يظل الذراع متصل مي الكامة اثناء دورانيا ولكن ال يتحرك لألمام او لمخمف -5م بوضي كامة اخري في المكان االخر لمتشغيل ولكن م بترحيل مركزىا درجو واحده كما بالشكل
3ما ىو مسار الذراعين االول :ال يتحرك الثاني :اليتحرك االول :اليتحرك
الثاني :يتحرك في حركة تردديو
االول :يتحرك في حركة تردديو الثاني :ال يتحرك االول :يتحرك في حركة تردديو الثاني :يتحرك في حركة تردديو -6م بزياده ترحيل مركز الكامة االولي الي الوضي 1 -7و م بزياده ترحيل مركز الكامة الثانيو الي الوضي 2ثم 3 -8يقارن بين الكامتين من حيث المسافو التي يتحركةا الذراع -9 4كمما زادت درجو ترحيل المركز كمما زادت المسافو التي يتحركةا الذراع نعم ال 40
محاكى األليات الميكانيكية
-2تمرين ال " "pear camsالكامات الكمثريو الشكل في ىذا التمرين سوف نستخدم محاكي الكامات لتركيب الكامة مي الذراع التابي ونقارن بين كامات بمقاسات مختم ة ومعرفة تأثيرىا عمي حركة الذراع التابي خطوات التجربة: -1م يتشغيل محاكي الكامات -2م بتركيب كامة كمثريو دون ترحيل لممركز كالشكل التالي
-3م بتشغيل الموتور والحظ حركة الكامة والتابي 1اي العبارات االتية صحيحا يتحرك الذراع لألمام ولمخمف في حركة تردديو ي قد الذراع االتصال مي الكامة اثناء دورانيا الذراع ال يتحرك -4م بوضي كامة اخري في المكان االخر لمتشغيل ولكن م بترحيل مركزىا درجو واحده كما بالشكل
41
محاكى األليات الميكانيكية ما ىو شكل منحني الكامة؟
2
-1م بزياده ترحيل مركز الكامة االولي الي الوضي 1 -2و م بزياده ترحيل مركز الكامة الثانيو الي الوضي 2ثم 3 -3يقارن بين الكامتين من حيث المسافو التي يتحركةا الذراع 3
ارن بين المسافو التي يتحركةا الذراعين اذا كان ترحيل الكامة االولي 1والكامة الثانيو 2 االول :ال يتحرك الثاني :اليتحرك االول :يتحرك تقريبا 2مم الثاني :يتحرك تقريبا 4مم االول :يتحرك تقريبا 4مم الثاني :يتحرك تقريبا 2مم االول :ال يتحرك الثاني :يتحرك تقريبا 4مم
4كمما زادت درجو ترحيل المركز كمما زادت المسافو التي يتحركةا الذراع نعم ال
42
محاكى األليات الميكانيكية
و -األسطح المائمو في ىذا التمرين سوف نستخدم محاكي االسطح المائمو لمعرفة القوة المطموبة لرفي حمل عمي سطح مائل مي تغيير درجو الميل خطوات التجربة: -1م يتشغيل محاكي االسطح المائمو -2م بتركيب السطح المائل في مكان التركيب ر م واحد مي وضي وزن مقد ارره 233نيوتن فوق السطح المائل وتغيير االنزالق الي بدون احتكاك كالشكل التالي
-3شد الوزن الي اعمي مو السطح المائل باستخدام زياده وة الشد حتي تصبح كالشكل التالي
1ما ىي ا ل وة مطموبة لشد الحمل ألعمي 18.2 من النتيجة السابقة نجد ان 18نيوتن فقط كانت كافيو لرفي حمل وزنو 133نيوتن اذا فاالسطح المائمو توفر فائده ميكانيكيو نستطيي حسابيا كاالتي: ال ائده الميكانيكيو =
المسافو التي تحركتيا القوة المسافو التي تحركةا الحمل
43
=
طول السطح المائل ارت اع السطح المائل
محاكى األليات الميكانيكية ولكن االحتكاك يجعل الحمل اصعب في الرفي بالتأكيد لذلك ال ائده الميكانيكيو الحقيقيو ىي الحمل المراد رفعو
ال ائده الميكانيكيو الحقيقيو =
القوة المبذولو لرفعو
-4استخدم المسطرة في يار طول السطح المائل وارت اعو و م بحساب ال ائده الميكانيكيو 2ما ىي يمو ال ائده الميكانيكيو في المثال الثابق 5.4 خالل رفي شد الحمل عمي السطح المائل فقد بذلت بعض الشغل ولحسابو: الشغل البذول = القوة xالمسافو 3اذا كانت المسافو التي تحركةا الحمل 5متر فما يمو الشغل 91 -5كرر الخطوات السابقة مي تغيير مكان تثبيت السطح المائل واحسب االلشغل المبذول في كل حالة وامأل الجدول االتي 1
مكان تركيب السطح
3
2
5
4
الشغل المبذول 4ماذا يحدث لممسافو التي يتحركةا الحمل كمما اصبح السطح المائل اكثر انحدا ار تقل المسافو ال تتغير تزيد تزيد في البدايو ثم تقل بعد ذلك 5ماذا يحدث لألرت اع الذي يصل اليو الحمل عند زياده زاويو ميل السطح تقل ال تتغير تزيد تزيد في البدايو ثم تقل بعد ذلك كمما ارت ي الحمل عن االرض اكتسب طا و تسمي طا و الوضي ولحساب كميو الطا و التي اكتسبيا الجسم: طا و الوضي = الوزن xاالرت اع -6فم بقياس االرت اع الذي يصل اليو الحمل في كل وضي لمسطح المائل واحسب طا و الوضي لو مكان تركيب السطح
1
2
طا و الوضي 6ما ىي طا و الوضي لمحمل عند وصولو لمرف االول
44
3
4
5
محاكى األليات الميكانيكية -7م بتركيب الشكل التالي
-8اجعل الحمل عمي الوجو المسطح كما في الشكل ثم م بزياده الشد تدريجيا حتي تحدد ا ل يمو لمشد يمكنيا تحريك الحمل 7ىل وة الشد االلمطموبة لتحريك الحمل ا ل من وزن الحمل؟ نعم ال من الم ترض ان االسطح المائمو تقوم بتقميل الجيد المبذول لرفي حمل ما ولكن عند وجود احتكاك فأن ىذا االحتكاك يزيد من الجيد المطموب لرفي الحمل -9م بتغيير وضي انزالق الحمل الي بدون احتكاك و م بحساب ا ل وة تمزم لرفي الحمل مره اخري 7اي العبارات االتية اصح؟ القوة المطموبة لشد الحمل بدون احتكاك ا ل القوة المطموبة لشد الحمل بدون احتكاك و مي االحتكاك متساويو القوة المطموبة لشد الحمل بدون احتكاك اكبر ال رق بين مقدار القوتين يوضح مقدار تأثير االحتكاك
45