Soalan $1$

KIG$1014$

Question $1$

a$)$ Dua aci yang padu dan gear seperti yang ditunjukkan dalam Rajah $1$ telah digunakan untuk menghantar $12kW$ dari motor pada titik A yang beroperasi pada kelajuan $1320$ RPM $($putaran seminit$),$ ke alat mesin di titik D$.$ Diketahui bahawa tegasan ricih maksimum yang dibenarkan untuk aci itu adalah setinggi $60$MPa, tentukan yang berikut

The two solid shafts and gears as shown in Figure $1$ are used to transmit $12kW$ from the motor at point A operating at a speed of $1320$ RPM $($revolutions per minute$),$ to a machine tool at point $D.$ Knowing that the maximum allowable shearing stress of the shafts is $60$ MPa, determine the following:

$($i$)$ Diameter aci $AB$ yang diperlukan

The required diameter of shaft $AB$

$($ii$)$ Diameter aci CD yang diperlukan

$(6$ markah$/$marks$)$

The required diameter of shaft $CD$

$(4$ markah$/$marks$)$

b$)$ Aci padu dalam Rajah $1$ telah mencapai jangka hayatnya. Penggantian aci itu diperlukan segera. Ada satu cadangan untuk menggantikan kedua$-$dua aci AB dan BC dengan aci$-$aci baru yang mempunyai diameter berukuran $18\mathrm{.}0mm$ yang disimpan di dalam bilik stor. Jejari gear pada titik B dan C kekal sama. Tegasan ricih yang dibenarkan untuk aci$-$aci baru itu adalah $70$ MPa. Tentukan perkara yang berikut berdasarkan cadangan tersebut:

The solid shafts in Figure $1$ have reached their life span. The replacement of the shafts is urgently required. There is a suggestion to replace both shafts $AB$ and $BC$ with new shafts having a diameter measuring $18\mathrm{.}0mm$ kept in the storeroom. The gear radius at points $B$ and C remains the same. The allowable shearing stress of the new shaft is $70$MPa. Determine the following based on the suggestion:

$($i$)$ Tegasan ricih yang diperlukan untuk aci baru $AB$ di bawah penghantaran kuasa yang sama iaitu $12kW$ dan kelajuan motor $1320$ RPM$?$

The required shearing stress of the new shaft $AB$ under the same power transmission of $12kW$ and the motor speed of $1320$ RPM$?$

$(4$ markah$/$marks$)$

$($ii$)$ Berdasarkan jawapan b$($i$)$ di atas, adakah anda akan menerima pakai cadangan tersebut? Terangkan jawapan anda.

Based on answer b$($i$)$ above, would you adopt the suggestion? Explain your answer.

$(2$ markah$/$marks$)$KIG$1014$

$($iii$)$ Apakah kelajuan operasi minimum motor itu $($dalam RPM$)$ jika penggantian tersebut adalah diperlukan?

What is the minimum operating speed of the motor $($in RPM$)$ if the replacement is necessary?

$(4$ markah$/$marks$)$