Upload
jirupi
View
285
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
เครองกล ( Mechanism) มาท าความเขาใจในเรองเครองกล กบพสมจก นองสมโอ นองสมหวาน และสมเปรยวกนนะคะในบทน
พสมจก
นองสมโอ
นองสมหวาน
สมเปรยว
วนนพสมจกจะพานองๆมารจกเครองกลกน ทกคนพอ
ทราบไหมวาเครองกลทอยรอบๆตวเรานมอะไรบาง ?
สมเปรยวทราบคะ คานและ รอก
ถกตองแลวครบ แลวมอะไรอกครบ?
….?!?!
สมหวานคดวา ลม ครบ
ถกตองแลวครบ
สมโอคดวาพนเอยง ลอ และ
เพลา ใชไหมครบ ?
เครองกล (Mechanism) หมายถงอปกรณททาหนาท สงผานการเคลอนท ทาใหมการเปลยนตาแหนง จาก ตนทางของการ
เคลอนท (Input Movement) ไปยง ปลายทางของการเคลอนท (Output Movement) นอกจากนยงทาหนาท เปลยน
ทศทาง ความเรว และลกษณะการเคลอนท รวมทง เปลยน คาของแรงท กระทา และ แรงบด
เครองกล ไดแกอปกรณทชวยใหการทางานสะดวกมากยงขน เชน งานในการยกของหนก เครองกลจะชวยใหยกได
โดยทใชแรงทนอยลง เปนตน เครองกลพนฐานทจจดเปนเครองกลอยางงายม 6 อยางไดแก คาน ลม รอก พนเอยง สกร
และลอกบเพลา การอธบายวาเครองกลตางๆ ชวยใหใชงานนอยลงหรอทางานไดสะดวกขนนน อาจอาศยหลกการของงาน
เนองจากงานและพลงงานเปนพลงงานคงตว เครองกลจะไมชวยใหเราทางานไดมากกวาทเราทางานใหกบเครองกล แตอาจ
สญเสยงานไปเลกนอย
สาหรบเครองกลทด งานของแรงเสยดทานจะมความนอยเมอเทยบกบงานทเปนเครองกลกระทา จะไดดน
ประสทธภาพของเครองกล หาไดจาก
ในทางปฏบต ระบบจะมการสญเสยไปบางกบความเสยดทานภายในระบบของเครองกล โดยงานทเอาชนะความเสยดทานไมสามารถนาคนกลบมาใช
ใหเปนประโยชนประสทธภาพจงมคานอยกวา 1 หรอ 100 เปอรเซนต
งานททาโดยแรงทใหกบเครองกล = งานทเครองกลไดรบ + งานทสญเสยไปกบความเสยดทาน
งานททาโดยแรงทใหกบเครองกล = งานทเครองกลไดรบ
ประสทธภาพของเครองกล = กาลงทไดรบจากเครองกล
กาลงทใหกบเครองกล
ลม คาน รอก
พนเอยง สกร เพลาและลอ
ทบทวนเรองเครองกล
(Mechanism)
เครองกล เปนเครองมอทชวยอานวยความสะดวกในการทางาน บางชนดอาจชวยผอนแรง บางชนดอาจไมชวยผอนแรง แตทกชนดไมชวย
ผอนงาน เราใชเครองผอนแรงในการทางาน โดยยดหลกใหงานแกเครองกลนอย แตเครองกลสามารถทางานออกมาไดมาก
เครองผอนแรง มอยหลายชนดดวยกน ดงอธบายตอไปน
1. รอก
พวกเราเขาใจแลว ครบ / คะ ขอบคณพสมจก และพ
ทองแดงมากนะครบทมาใหความรพวกเรา และเพอน ๆ
แลวมเกรดความรในเรองของเครองกลออกไหม
คะพทองแดง นองสมเปรยวอยากทราบวาเรอ
เครองกลมสตรการค านวณไหมคะสมโอ
ใหนกเรยนพจารณาระบบรอกดงรป
ออกแรง F1 ในการดงโซ ใหโซเคลอนทลงได Si ทาใหกลองวตถเคลอนทขนได SO โดยแรงดงกลองเทากบ FO
พจารณาแรงทกลอง
เนองจากเปนโซเสนเดยวกน ดงนน ความตงในโซเสนเดยวกนมคาเทากนเทากบแรง Fi ดวย จากรป จะได
FO = 4Fi และ FO = mg
เมอโซถกดงใหเคลอนทลงได Si วตถเคลอนทขนได SO จะไดความสมพนธระหวาง Si และ SO ดงน
Si = 4SO
งานทใหแกเครองกล Wi = FiSi
งานทเครองกลใหออกมา WO = FOSO
- ถาระบบรอกมประสทธภาพ 100% จะได
งานทใหแกเครองกล = งานทเครองกลใหออกมา
Wi = WO
FiSi = FOSO
- ถาระบบรอกมความฝดจะใหประสทธภาพไมถง 100 % เราหาประสทธภาพไดดงน
เปอรเซนตของประสทธภาพ Eff = %100x
ระบบงานทเขา
อกมางานทใหอ
ดงนน Eff = 100x
W
W
i
o
%100x
SF
SF
ii
oo
อตราสวนระหวาง i
o
F
F
เรยก การไดเปรยบเชงกลปรากฎ (AMA)
อตราสวนระหวาง o
i
S
S
เรยก การไดเปรยบเชงกลจรง (IMA)
- ถาระบบรอกไมมความฝดจะมประสทธภาพ 100 % จะได
i
o
F
F
o
i
S
S
หรอ o
ii
S
SF
- ถาระบบรอกมความฝดจะใหประสทธภาพไมถง 100% จะได
%100x
SF
SF
ii
oo
%100x)
S
S)(
F
F(
i
o
i
o
%100x)
S
S
1)(
F
F(
o
ii
o
%100x
IMA
AMA
2. ลอและเพลา
เพลาดงรป รศมของลอในการยกน าหนก W มคาเทากบ a และรศมของเพลาทรบแรง F เทากบ b ถาลอและเพลาดงรป ม
ประสทธภาพ 100 % จะได
WO = Wi
FOSO = FiSi
FO(2a) = Fi(2b)
i
o
F
F
= a
b
=
F0 = =
Eff = =
=
=
IMA = a
b
และ FO = a
b
Fi
3. คานดดคานงด (ชะแลง คอนงดตะป คม กรรไกร ตะเกยบ)
คานงดดงรป ออกแรง F1 กดคาน ทาใหเคลอนทลงไดระยะ S1 ปลายคานงดกอนหนดวยแรง FO ทาใหกอนหนเคลอนทขนได
ระยะ SO
ถาคานงดไมมแรงเสยดทาน จะมประสทธภาพ 100%
จากรป จะได Wi = WO
แทนคา FiSi = FOSO
i
o
F
F
o
i
S
S
การไดเปรยบเชงกลปรากฏ AMA = i
o
F
F
การไดเปรยบเชงกลจรง IMA = o
i
S
S
4. คมตดลวด
ให F1 คอ แรงทกระท ากบดามจบของคมตดลวด
F2 คอ แรงทลวดกระท ากบคม ณ จดทคมตดลวด
=
พจารณาแรงทรป ข. จะได
OM = 0
F1.D = F2.d
5. ไขควง
ให F1 คอ แรงทกระท ากบดามของไขควง และ R คอรศมของดามไขควง
F2 คอ เปนแรงทตะปควงท ากบปลายไขควง และ r คอรศมของปลายไขควง
พจารณาแรงทรป ข. จะได
OM = 0
F1(2R) = F2(2r)
1
2
F
F
r
R
=
=
อตราสวนระหวาง 1
2
F
F
ในคมตดลวด และไขควงเรยกวา การไดเปรยบเชงกล
6. พนเอยง
เครองกลประเภทพนเอยงเปนเครองกลทมอยทวไป เชน ถนนทขนและลงจากทสง บนได ทางขนและทางลงจากเนน ฯลฯ ถาไมมทาง
เหลาน การน าวตถ เชน รถยนต ตวคน สงของ ทมมวลมากขนไปยงต าแหนงทสงหรอต าของเดมตองใชแรงอยางมาก ถาไมมรอกมาชวยแรง
ทใชอยางนอยตองเทากบน าหนกของวตถนน
การทมถนนเอยง บนได ชวยใหการเคลอนทไปยงทสงกวา หรอทต ากวาเปนไปไดดวยความงายดาย ไมตองใชอปกรณหรอเครองกลอน
ใดมาชวย
ถาไมมการสญเสยพลงงาน จากกฎการอนรกษพลงงาน จะไดวา
งานทใชดงรถ = งานทใชในการยกรถขนในแนวดง
F s = mgh