📘 CodingMarble Learn

मशीन डिज़ाइन: जोड़ने वाले पुर्ज़े, शाफ़्ट और गियर

मशीन छोटे-छोटे मानक पुर्ज़ों से बनती है, जिन्हें मशीन एलिमेंट कहते हैं। बोल्ट, नट, पेंच और रिवेट पुर्ज़े जोड़ते हैं। शाफ़्ट, की, कपलिंग और बेयरिंग घुमाव को सँभालते हैं। गियर, बेल्ट और चेन गति आगे पहुँचाते हैं। गियर अनुपात = चलने वाले गियर के दाँत ÷ चलाने वाले गियर के दाँत।

🎬 कदम-दर-कदम कहानी

  1. यहाँ दो प्लेटें और एक बोल्ट हैं। प्लेटें ढीली हैं। मशीन में पुर्ज़े जुड़े होने चाहिए।
  2. बोल्ट डालो और नट घुमाओ। नट चूड़ी पर आगे बढ़ता है और प्लेटों को कसकर दबा देता है।
  3. शाफ़्ट एक घूमने वाली छड़ है। छोटा-सा टुकड़ा, जिसे की (key) कहते हैं, नीली पुली को शाफ़्ट से बाँध देता है। दोनों साथ घूमते हैं।
  4. अब दो गियर। लाल गियर में 12 दाँत हैं, नीले में 24। उनके दाँत एक-दूसरे में फँसे हैं।
  5. लाल गियर को एक पूरा चक्कर घुमाओ। नीला गियर सिर्फ़ आधा चक्कर, उलटी दिशा में घूमता है। यही गियर अनुपात 1 : 2 है।
  6. अब तुम्हारी बारी। नीले गियर के दाँत बदलो और गति का बदलाव देखो।

टिप: 3D दृश्य को घुमाने के लिए खींचें। ज़ूम के लिए दो उंगलियाँ इस्तेमाल करें।

🤔 आम शंकाएँ और उनके जवाब

नट की ज़रूरत ही क्यों है?

चूड़ी की वजह से नट घूमते हुए बोल्ट पर आगे बढ़ता है और दोनों पुर्ज़ों को बड़े बल से खींचकर जोड़ देता है।

पुली को शाफ़्ट पर बस चढ़ा क्यों नहीं देते?

वह फिसल जाएगी। की दोनों के खाँचे में बैठकर घुमाने का बल पहुँचाती है।

गियर उलटी दिशा में क्यों घूमते हैं?

जहाँ दाँत छूते हैं वहाँ एक दाँत दूसरे को नीचे धकेलता है, तो दूसरी तरफ़ वह ऊपर जाता है।

बड़ा गियर धीमा क्यों घूमता है?

उसमें दाँत दोगुने हैं, इसलिए छोटे गियर के एक चक्कर में वह सिर्फ़ आधा घूमता है।

ड्रिवन गियर में दाँत बढ़ा दें तो?

वह और धीमा घूमेगा और ज़्यादा बल देगा। स्लाइडर से आज़माओ।

मशीन डिज़ाइन क्या है?

मशीन कई पुर्ज़ों का समूह है जो मिलकर काम करते हैं। मशीन डिज़ाइन का मतलब है सही पुर्ज़े, उनका आकार और पदार्थ चुनना, ताकि मशीन सुरक्षित, काफ़ी मज़बूत और सस्ती हो। डिज़ाइनर मशीन एलिमेंट कहे जाने वाले मानक पुर्ज़े बार-बार इस्तेमाल करते हैं, इसलिए पुर्ज़ा कहीं भी मिल जाता है।

जोड़ने वाले मशीन एलिमेंट (फ़ास्टनर)

फ़ास्टनर पुर्ज़ों को जोड़ते हैं।

चूड़ी (थ्रेड) एक सर्पिल खाँचा है। नट का एक चक्कर उसे पिच जितना आगे ले जाता है।

शाफ़्ट से जुड़े मशीन एलिमेंट

शाफ़्ट घूमने वाली छड़ है जो शक्ति पहुँचाती है। इस पर लगते हैं:

गियर ड्राइव, बेल्ट और चेन

गियर दाँतों वाला पहिया है। दो गियर के दाँत फँसकर गति बिना फिसले आगे बढ़ाते हैं। मोटर जिसे घुमाए वह चलाने वाला (ड्राइवर) गियर है, दूसरा चलने वाला (ड्रिवन) गियर। वे उलटी दिशा में घूमते हैं।

गियर अनुपात = ड्रिवन के दाँत ÷ ड्राइवर के दाँत। ड्रिवन की चाल = ड्राइवर की चाल ÷ अनुपात। अनुपात बड़ा तो चाल कम और बल-आघूर्ण (टॉर्क) ज़्यादा।

प्रकार: स्पर (सीधे दाँत), हेलिकल (तिरछे दाँत, शांत), बेवल (दिशा 90° बदलता है), वर्म (चाल बहुत घटाता है)। बेल्ट (चपटी या V) बेल्ट और पुली के घर्षण से चलती है। चेन कड़ियों और दाँतेदार चक्कों से चलती है, इसलिए फिसलती नहीं। स्प्रिंग ऊर्जा जमा करती है, कैम पुर्ज़े को ऊपर-नीचे चलाता है, फ़्लाईव्हील चाल को एक-सी रखता है।

मुख्य सूत्र और परिभाषाएँ

हल किए गए उदाहरण

1. ड्राइवर गियर में 20 दाँत और ड्रिवन गियर में 60 दाँत हैं। गियर अनुपात बताओ।

अनुपात = 60 / 20 = 3। ड्रिवन गियर 3 गुना धीमा घूमता है।

2. ड्राइवर गियर 900 rpm पर घूमता है, उसमें 15 दाँत हैं। ड्रिवन गियर में 45 दाँत हैं। ड्रिवन की चाल निकालो।

ड्रिवन की चाल = 900 × 15 / 45 = 300 rpm।

3. मोटर की 10 cm व्यास की पुली 1200 rpm पर घूमती है और बेल्ट से 30 cm व्यास की पुली चलाती है। बड़ी पुली की चाल निकालो।

N1 D1 = N2 D2, इसलिए N2 = 1200 × 10 / 30 = 400 rpm।

4. एक बोल्ट की पिच 1.5 mm है। 8 पूरे चक्करों में नट कितना आगे जाएगा?

दूरी = 8 × 1.5 = 12 mm।

आम गलतियाँ

अभ्यास क्विज़

1. पुली को शाफ़्ट से कौन-सा पुर्ज़ा बाँधता है?
2. स्थायी फ़ास्टनर कौन-सा है?
3. ड्राइवर में 10 दाँत, ड्रिवन में 40 दाँत। गियर अनुपात है:
4. शाफ़्ट को कम घर्षण से घूमने कौन देता है?
5. फँसे हुए दो गियर घूमते हैं:

अभ्यास: खुद जवाब दो

अपना जवाब लिखो या चुनो, फिर जाँचें दबाओ। अटको तो संकेत देखो; जवाब देने के बाद पूरा हल दिखेगा।

अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न

मशीन एलिमेंट क्या होते हैं?

ये छोटे मानक पुर्ज़े हैं जिनसे मशीनें बनती हैं: फ़ास्टनर, शाफ़्ट, की, बेयरिंग, गियर, बेल्ट, स्प्रिंग आदि।

बोल्ट और पेंच में क्या फ़र्क़ है?

बोल्ट सादे छेदों से गुज़रता है और नट से कसा जाता है। पेंच चूड़ीदार छेद में घुमाकर डाला जाता है, नट नहीं लगता।

गियर क्यों इस्तेमाल करते हैं?

गियर चाल और घुमाने का बल बदलते हैं और गति बिना फिसले आगे पहुँचाते हैं। कम चाल पर ज़्यादा बल मिलता है, जैसे गाड़ी का पहला गियर।

यह कहाँ पढ़ाया जाता है

जापान高校(専門学科)1〜3年Machine Design and Fabrication
जापान高校(専門学科)1〜3年Machine Design

पहले यह पढ़ें

आगे पढ़ें

इससे जुड़े पाठ

सभी भौतिक विज्ञान पाठ