60 Dasar-dasar Desain Mekanik yang Harus Anda Ketahui: Panduan Komprehensif

1. Mesin ini terdiri dari empat bagian: penggerak utama, transmisi, eksekusi, dan kontrol.
2. Bentuk utama kegagalan pada penggerak sabuk adalah kerusakan akibat kelelahan dan selip sabuk.
3. Pentingnya menerapkan standardisasi, serialisasi, dan generalisasi dalam desain mekanis:

① Mengurangi beban kerja desain;

② Suku cadang standar diproduksi dalam jumlah besar oleh pabrik profesional dengan efisiensi tinggi, biaya rendah, dan kualitas yang dapat diandalkan;

③ Membuat perawatan dan perbaikan menjadi lebih nyaman;

④ Prinsip "Tiga Modernisasi" harus diikuti dalam desain dan juga merupakan kebijakan teknis nasional.

4. Sambungan dapat diklasifikasikan ke dalam dua jenis: dapat dilepas dan tidak dapat dilepas.
5. Sambungan sekrup dapat dibagi menjadi sambungan baut, sambungan stud berkepala dua, dan sambungan sekrup.
6. Tindakan anti-pelonggaran untuk sambungan ulir meliputi anti-pelonggaran gesekan, anti-pelonggaran mekanis, dan anti-pelonggaran permanen.
7. Sambungan pin diklasifikasikan ke dalam pin lokasi, pin penghubung, dan pin pengaman.
8. Sambungan kunci dibagi menjadi sambungan kunci datar, sambungan kunci setengah lingkaran, dan sambungan spline.
9. Fungsi poros diklasifikasikan menjadi poros transmisi, spindel, dan poros yang berputar.
10. Kopling dikelompokkan ke dalam dua kategori: kopling kaku dan fleksibel.

11. Bantalan dapat diklasifikasikan menjadi dua jenis: bantalan geser dan bantalan gelinding.

Bantalan geser dibagi lagi menjadi bantalan radial dan dorong berdasarkan beban yang ditanggungnya.

12. Definisi bantalan minyak: Bantalan minyak terbuat dari bahan metalurgi serbuk, di mana serbuk logam seperti perunggu, besi, atau aluminium dicampur dengan grafit untuk membentuk cangkang bantalan. Cangkang ini disinter pada suhu tinggi untuk menghasilkan cangkang bantalan yang tidak kompak dan berpori dengan struktur keramik. Setelah direndam seluruhnya dalam minyak pelumas, pori-pori terisi dengan minyak, oleh karena itu dinamakan bantalan minyak.

Fitur bantalan oli: kekuatan rendah, tidak tahan benturan, struktur sederhana, dan biaya rendah.

13. Bantalan gelinding:

Keuntungan:

(1) Resistensi gesekan rendah, start sensitif, efisiensi tinggi, pemanasan rendah, dan kenaikan suhu rendah;

② Dimensi aksial yang kecil berkontribusi pada kekompakan dan kesederhanaan seluruh mekanisme alat berat;

③ Jarak bebas radial yang kecil, yang dapat disesuaikan dengan metode pra-pengencangan, sehingga menghasilkan akurasi rotasi yang tinggi;

④ Pelumasan sederhana, konsumsi oli rendah, dan perawatan yang mudah;

⑤ Suku cadang standar, produksi massal, hemat biaya, serta mudah digunakan dan diganti.

Kekurangan: ukuran radial yang besar, kemampuan terbatas untuk menanggung beban benturan, kebisingan yang tinggi ketika berjalan pada kecepatan tinggi, dan masa kerja yang singkat.

14. Komponen-komponen bantalan gelinding: cincin luar, cincin dalam, elemen gelinding, dan sangkar.
15. Kode bantalan gelinding: terdiri dari kode awal, kode dasar, dan kode akhir. Kode dasar mencakup kode jenis bantalan, kode seri ukuran, dan kode diameter dalam.
16. Bentuk struktural bantalan gelinding: penyangga tetap satu arah poros ganda, penyangga tetap dua arah poros tunggal, penyangga mengambang poros ganda.
17. Pelumas dapat dibagi menjadi minyak pelumas dan minyak.
18. Penyegelan bantalan gelinding dapat berupa kontak atau non-kontak.
19. Fungsi pegas:

a. Mengurangi benturan dan menyerap getaran;

b. Mengendalikan gerakan;

c. Menyimpan dan melepaskan energi;

d. Memberikan indikasi pengukuran;

e. Pertahankan kontak elastis.

20. Pegas diklasifikasikan ke dalam berbagai bentuk, seperti pegas spiral, pegas pelat, pegas cakram, dan pegas cincin.

21. a. Metode pegas melingkar: pegas dingin dan pegas panas.

b. Proses pembuatan pegas spiral silinder: pembentukan lilitan, pemrosesan ujung atau produksi kait, dan perlakuan panas.

22. Pasangan bergerak adalah sambungan yang dapat digerakkan di antara komponen dalam mesin yang memungkinkan terjadinya kontak dan gerakan relatif.
23. Jika gerakan relatif antara komponen pasangan kinematik terjadi pada bidang yang sama atau pada bidang paralel, maka dikenal sebagai pasangan kinematik planar. Jika tidak, maka dianggap sebagai pasangan kinematik spasial.
24. Pasangan gerak planar dibagi menjadi pasangan planar rendah dan pasangan planar tinggi berdasarkan bentuk kontak yang berbeda.
25. Pasangan gerakan spasial yang umum termasuk pasangan spiral dan pasangan bola.
26. Pasangan rendah dapat dibagi menjadi pasangan berputar dan pasangan bergerak berdasarkan bentuk gerakan relatif antara dua komponen.
27. Pasangan rendah dan tinggi dalam kehidupan sehari-hari:

(1)Pasangan rendah: engsel pintu dan jendela, kipas angin langit-langit, yang memiliki kontak permukaan, dapat menanggung beban besar, aus secara perlahan, memiliki masa pakai yang lama, dan tekanan rendah, menjadikannya pasangan rendah.

② Pasangan tinggi: penyambungan roda gigi, cincin tumit bola pada bantalan gelinding, kontak antara roda kereta api dan rel, serta kontak antara bubungan dan batang dorong, semuanya merupakan kontak garis atau titik dengan tekanan tinggi. Mereka memungkinkan gerakan yang lebih akurat dan persyaratan manufaktur yang tinggi, menjadikannya pasangan tinggi.

28. Tiga bentuk dasar mekanisme empat batang berengsel:

① Mekanisme engkol-rocker (misalnya perontok manual pertanian, pencampur cairan, kuda goyang, mesin jahit);

② Mekanisme engkol ganda (mis. mekanisme penghubung roda kereta, payung);

③ Mekanisme goyang ganda (misalnya mekanisme osilasi kipas angin elektrik, penghapus kaca mobil).

29. a. Klasifikasi mekanisme bubungan berdasarkan bentuk: bubungan bergerak, bubungan cakram, dan bubungan silinder.

b. Klasifikasi berdasarkan bentuk pengikut: pengikut runcing, pengikut rol, dan pengikut dasar datar.

c. Klasifikasi berdasarkan bentuk gerakan pengikut: pengikut yang bergerak langsung dan pengikut yang berosilasi.

39. Mekanisme umum untuk gerakan terputus-putus: mekanisme ratchet, mekanisme Jenewa, dan mekanisme roda gigi tidak lengkap.
40. Fitur dari penggerak sabuk:

Keuntungan:

① Dapat mengurangi benturan, menyerap getaran, memberikan pengoperasian yang mulus, dan memiliki kebisingan yang rendah;

② Struktur sederhana, perawatan dan penggantian yang mudah, serta biaya rendah;

③ Dapat dengan mudah mencapai transmisi di antara jarak tengah yang besar;

④ Ketika kelebihan beban, sabuk konveyor akan tergelincir pada roda untuk menghindari kerusakan pada mesin.

Kekurangan:

① Tidak dapat menjamin rasio transmisi yang akurat dan konstan dalam transmisi sabuk;

② Efisiensi transmisi mekanis yang rendah;

③ Poros dan poros mengalami gaya radial yang besar, yang tidak menguntungkan untuk pengoperasian mesin.

41. ① Struktur sabuk-V: dibagi menjadi struktur inti kabel dan struktur inti kabel, dengan lapisan karet atas (1), lapisan tarik (2), lapisan karet bawah (3), dan lapisan kelongsong (4);

② Lapisan netral: terletak di antara lapisan karet atas dan bawah, panjang dan lebarnya tidak berubah akibat ketegangan sabuk-V pada katrol;

③ Lebar pitch: lebar lapisan netral sabuk-V;

④ Ada tiga jenis katrol V-belt berdasarkan ukuran diameter patokannya: tipe padat, tipe pelat ruji, dan tipe ruji.

42. Jenis utama transmisi sabuk: transmisi sabuk datar, transmisi sabuk-V, transmisi sabuk bundar, dan sabuk sinkron transmisi.
43. Karakteristik penggerak rantai:

Keuntungan:

① Transmisi meshing dapat memastikan rasio transmisi rata-rata yang konstan;

② Tidak diperlukan tegangan awal dan porosnya minimal kekuatan lentur;

③ Kekuatan yang lebih besar dibandingkan dengan penggerak sabuk, memungkinkan transmisi beban yang lebih besar;

④ Kemampuan beradaptasi yang kuat, dapat digunakan dalam kondisi kerja yang menantang.

Kekurangan:

① Tidak dapat menjamin rasio transmisi sesaat yang konstan seperti roda gigi;

Kebisingan dan getaran yang tinggi;

③ Persyaratan manufaktur dan pemasangan yang lebih tinggi dibandingkan dengan penggerak sabuk;

④ Arah poros sproket dibatasi.

44. Karakteristik transmisi roda gigi:

Keuntungan:

① Akurasi transmisi yang tinggi;

② Beragam aplikasi yang luas;

③ Dapat mencapai transmisi antara dua poros di ruang angkasa;

Pengoperasian yang andal dan masa pakai yang lama;

⑤ Efisiensi transmisi yang tinggi.

Kekurangan:

(1) Persyaratan manufaktur dan pemasangan yang tinggi, dan biaya tinggi;

② Persyaratan ketat untuk kondisi cermin cincin, pada umumnya harus ditempatkan dalam penutup untuk mencegah debu dan kerak, dan perhatian harus diberikan pada pelumasan;

③ Tidak cocok untuk transmisi jarak jauh;

④ Peredaman getaran dan ketahanan benturan tidak sebaik transmisi sabuk.

45. Pada transmisi mekanis, profil involute biasanya diadopsi untuk roda gigi untuk memastikan transmisi yang mulus, dan roda gigi yang tidak rata transmisi memiliki rasio transmisi yang konstan.
46. Sudut antara arah gaya dan arah pergerakan titik aksi gaya pada suatu benda disebut sudut tekanan.
47. Sepasang roda gigi tak beraturan harus memiliki modulus dan sudut tekanan yang sama sebelum penyambungan dan transmisi dapat terjadi.
48. Bentuk utama dari kerusakan gigi: fraktur dari akar gigi, lubang kelelahan pada permukaan gigi, keausan permukaan gigi, dan ikatan permukaan gigi.
49. Jenis rangkaian roda gigi: rangkaian roda gigi gandar tetap dan rangkaian roda gigi epiklik.
50. Fungsi kereta roda gigi:

① Mendapatkan rasio transmisi yang besar;

② Mencapai kecepatan variabel dan transmisi mundur;

③ Mencapai transmisi multi-saluran;

④ Mencapai transmisi gigi pada jarak yang jauh;

⑤ Mensintesis dan menguraikan gerakan.

51. A sistem transmisi yang terdiri dari serangkaian mekanisme roda gigi yang saling bertautan disebut dengan gear train.
52. Transmisi sekrup terdiri dari sekrup, mur, dan batang mesin.
53. Penggerak rantai terutama terdiri dari sproket penggerak, rantai, sproket yang digerakkan, rangka, dan bagian lainnya.
54. Bentuk pelumasan yang umum untuk transmisi roda gigi tertutup: pelumasan pencelupan oli dan pelumasan injeksi oli.
55. Jenis struktur roda gigi yang umum: poros roda gigi, roda gigi padat, pelat ruji, dan roda gigi ruji.
56. Komponen dalam mekanisme dibagi menjadi tiga jenis: rangka, penggerak utama, dan pengikut.
57. Cengkeraman dibagi menjadi cengkeraman rahang, cengkeraman gesekan, dan cengkeraman overrunning.
58. Keuntungan mekanisme cam: mekanisme ini dapat secara akurat merealisasikan hukum gerak apa pun dan memiliki struktur yang sederhana dan ringkas.
59. Bentuk dasar bantalan geser:

① Bantalan geser integral;

② Bantalan geser sebagian;

③ Bantalan geser yang menyelaraskan sendiri;

④ Bantalan geser dorong.

60. Peredam terdiri dari kotak, bantalan, poros, bagian poros, dan aksesori.