Design of Machine Elements — Summer 2024

Define Following Terms:- (1) Strength (2) Ductility (3) Hardness. પરશન.1 (અ) નીચન ા પદો વયાખયાયયત કરો:- (1) સટરથ 2) ડકીયિી (3) કયિનતા.

Explain Stress Concentration. (બ) સટરસ કોશો રસન સમજાવો.

Determine the six standard spindle speeds of the machine having minimum speed of 250 rpm and maximum speed of 750 rpm. (ક) ઓછામાો ઓછી 250 rpm અન મહતતમ 750 rpm ઝડપ ધરાવતા મશીનની છ સટાોડડડ યસટપનડિ ઝડપ શોધો.

Determine the standard sizes of six round bars having smallest diameter of 20 mm and largest diameter 64 mm. also determine the section modulus of each round bar. (ક) સૌથી નાનો વયાસ 20 મીમી અન સૌથી મોો વયાસ 64 મીમી ધરાવતા છ રાઉનડ બારના સટાોડડડ કદ શોધો. દરક રાઉનડ બારનો સકશન મોડયિસ પણ શોધો.

List the applications of Knuckle joint. પરશન.2 (અ) નકલ જોઇટ ના ઉપયોગ લખો.

Define machine design. Explain factors affecting the design of machine element. (બ) મશીન યડઝાઇન વયાખયાયયત કરો. મશીન એિીમ ની રચનાન અસર કરતા પયરબળો સમજાવો.

Two rods are to be joined axially with cotter joint to take 30 KN axial load. If permissible stresses for rod material are [σt ] = 70 MPa ,[τ] = 40 MPa and [σcr]=110 MPa, Determine the following dimensions while designing a cotter joint. a) diameter of rod b) diameter of spigot

diameter of spigot collar. (ક) 30 KN અકષીય ભાર િવા મા બ રોડ ન કોર જોઈન સાથ અકષીય રીત જોડવાના છ. જો રોડ ની સામગરી મા પરયમસીબિ સટરસ [σt] = 70 MPa ,[τ] = 40 MPa અન [σcr] = 110 MPa હોય, તો કોર જોઈન યડઝાઇન કરતી વખત નીચના પયરમાણો નકકી કરો. a) રોડ નો વયાસ b) યસટપગોનો વયાસ c) યસટપગો કોિરનો વયાસ.

List the applications of Cotter joint. પરશન.2 (અ) કોટર જોઇટ ના ઉપયોગ લખો.

Explain the failure of riveted joint with neat sketch. Also state the application of riveted joint. (બ) સઘડ સટકચ સાથ યરવડ જોઇટ ની યનષફળતા સમજાવો. યરવડ જોઇટ ની ઉપયોગ પણ જણાવો.

Two 12 mm thick plates are joined with single riveted lap joint using 15 mm diameter rivet. If the pitch for the rivet is 50 mm, determine the strength of the joint. [σc ] = 160 MPa ,[τ] = 90 MPa. Take (6t)=100 N/mm2 (ક) બ 12 મીમી જાડા પિોન 15 મીમી વયાસના યરવનો ઉપયોગ કરીન યસોગિ યરવડ િપ જોઈન સાથ જોડવામાો આવ છ. જો યરવ મા યપચ 50 મીમી છ, તો જોઇો ની મજબતાઈ નકકી કરો. [σc ] = 160 MPa , [τ] = 90 MPa. Take (6t)=100 N/mm2 Q. 3 (a) Define Following Terms:- (1) Mechanical advantage (2) Leverage (3) Load arm. પરશન.3 (અ) નીચ ના પદો વયાખયાયયત કરો:- (1) યમકનીકિ િાભ 2) િીવરજ (3) િોડ આમડ.

Define Shaft and name different types of Shaft. (બ) શાફન વયાખયાયયત કરો અન શાફના યવયવધ પરકારો ના નામ આપો.

Asemi elliptical spring with 900 mm span and 55 mm width of leaves is fixed in the centre using 50 mm wide band. If the thickness of each leaf is 5 mm, determine the number of leaves to sustain 5500N load in the centre. Maximum permissible bending stress is 490 N/mm2. if the first two leaves have the full length of the spring, find out the deflection of the spring. Take E=210KN/mm2. (ક) 50 મીમી પહોળા બનડનો ઉપયોગ કરીન મધયમાો 900 મીમી સટપાન અન 55 મીમી પહોળાઈવાળા સમી ઇિીપીકિ યસટપરોગન મધયમાો યનયિત કરવામાો આવ છ. જો દરક િીવસની જાડાઈ 5 મીમી હોય, તો કનરમાો 5500 N િોડન કાવી રાખવા મા િીવસની સોખયા નકકી કરો. મહતતમ પરયમસીબિ બયનડોગ સટરસ 490 N/mm2 છ. જો પરથમ બ િીવસ સોપણડ િોબાઈ ની યસટપરોગ ધરાવ છ, તો યસટપરોગ નો યવચિન શોધો. E=210KN/mm2 િો.

Q. 3 (a) State the application of leaf spring and materials of leaf spring used for automobiles. પરશન.3 (અ) િીફ યસટપરોગ નો ઉપયોગ અન ઓોમોબાઈિ મા વપરાતી િીફ યસટપરોગ માો કયા મીરીયિ નો ઉપયોગ થાય છ ત જણાવો.

Define Key and name different types of Key. (બ) કી ન વયાખયાયયત કરો અન કી ના યવયવધ પરકારો ના નામ આપો.

Ashaft is required to transmit 1200 N.m torque to the pulley through the key. Determine the dimensions of the key and shaft diameter. For both, shaft and key, permissible stresses are [σc ] = 100 N/mm2 ,[τ] = 50 N/mm2 (ક) કી દવારા પિીમાો 1200 N.m ોકડ પરસાયરત કરવા મા શાફની જરર પડ છ. કી અન શાફ વયાસના પયરમાણો નકકી કરો. શાફ અન કી બોન મા, પરયમસીબિ સટરસ છ. [σc ] = 100 N/mm2 , [τ] = 50 N/mm2 Q. 4 (a) Differentiate between shaft, axle and spindle. પરશન.4 (અ) શાફ, એકસિ અન યસટપનડિ વચચ નો તફાવત આપો.

Define eccentric loading. List the machine elements subjected to eccentric loading. (બ) એસયરક િોયડોગ વયાખયાયયત કરો. એસયરક િોયડોગ િાગો પડતા મશીન તતવોની સયચ બનાવો.

Aknuckle joint withstands a tensile force of 8 kN. The material of the joint has a tensile strength of 70 N/mm2.Compressive strength is 50 N/mm2, shear stress=45 N/mm2. Decide the following dimensions while designing a knuckle joint. Calculate : (1) rod diameter (2) diameter of the knuckle pin. (ક) એક નકિ જોઇન 8 kN ના તાણ બળનો સામનો કર છ. જોઇન ની સામગરીની તાણ સટરથ 70 N/mm2 છ. કમપપરસીવ સટરથ 50 N/mm2 છ, શીયર સટરસ=45 N/mm2 છ. નકિ જોઈન યડઝાઇન કરતી વખત નીચના પયરમાણો નકકી કરો અન ગણતરી કરો : (1) રોડ નો વયાસ (2) નકિ યપનનો વયાસ.

Q. 4 (a) Write complete design procedure for lever. પરશન.4 (અ) િીવર મા સોપણડ યડઝાઇન પરયિયા િખો.

The frame of Cclamp has rectangular cross section of 60mm x 30mm. Amaximum clamping load of 30kN is acting at a distance of 100mm from the inner edge of the frame. Find maximum stress and minimum stress. (બ) C કિમપપની ફરમમાો 60mm x 30mmનો િોબચોરસ િોસ સકશન છ. 30kN નો મહતતમ કિયમપપોગ િોડ ફરમની અોદરની ધારથી 100mm ના અોતર કાયડ કર છ. મહતતમ સટરસ અન નયનતમ સટરસ શોધો.

Determine lever dimension of a Rocker arm lever is used to lift the load of 3 kN. acting at the end of short arm of the lever. The length of short arm is 150 mm and long arm is 200 mm. The angle between two arm is 140 degree and allowable stress [σb] = 80 N/mm2.Take h = 2.5 b. Pb=8 N/mm2 and [T]=40 N/mm2 . (ક) યિવરના શોડ આમડ ના અોત 3 kN નો ભાર ઉપાડવા મા રોકર આમડ િીવરનો િીવર ડાયમનશન નકકી કરો. શોડ આમડ ની િોબાઈ 150 mm અન િોગો આમડ ની િોબાઈ 200 mm છ. બ આમડ વચચનો ખણો 140 ડીગરી છ અન એિોવબિ તણાવ [σb] = 80 N/mm2. h = 2.5 b િો. Pb=8 N/mm2 and [T]=40 N/mm2 .

Give the classification of pressure vessel. પરશન.5 (અ) પરસરવસિ નો વગીકરણ આપો.

Acylinder with 160 mm inside diameter and 15 mm plate thickness is subjected to internal pressure of 8 N/mm2. Determine: (i) Hoop stress (ii) Longitudinal stress (iii) Maximum shear stress in the cylinder. (બ) 160 mm અોદરનો વયાસ અન 15 mm પિની જાડાઈ ધરાવતો યસયિનડર 8 N/mm2 ના આોતયરક દબાણન આયધન છ.: (i) હપ તણાવ (ii) િોનીટયડીનિ તણાવ (iii) યસયિનડરમાો મહતતમ શીયર સટરસ શોધો.

Following data refers to a pillar crane of a capacity 50 KN: Pillar flange diameter = 2.2 m Bolt circle diameter = 1.8 m Eccentricity = 4 m No of bolts = Allowable tensile stress = 60 MPa Determine the size of the foundation bolt. (ક) નીચના ડા 50 KN કષમતાની યપિર િનનો સોદભડ આપ છ: યપિર ફિજ વયાસ = 2.2 મીર બોલ વતડળ વયાસ = 1.8 મીર ઇસરીસીી = 4 મી બોલની સોખયા = એિોવબિ તાણ તણાવ = 60 MPa ફાઉનડશન બોલનો સાઇઝ નકકી કરો.

Compare journal bearing with anti-friction bearing. પરશન.5 (અ) એની ઘરડણ બયરોગ સાથ જનડિ બયરોગની તિના કરો.

Adeep groove ball bearing is subjected to radial load of 12KN and thrust load of 6 KN. The inner ring of the bearing rotates at 1200 rpm. For the average life of 4500 hours determine the basic dynamic capacity of the bearing. Take X = 0.56, Y = 1.2 ,K=3,V=1and S=1.2 (બ) ડીપ ગરવ બોિ બયરોગ 12KN ના રય ડયિ િોડ અન 6 KN ના થરસટ િોડન આયધન છ. બયરોગની અોદરની રીગો 1200 rpm પર ફર છ. 4500 કિાકના સરર ાશ ીવન મા બયરોગની મળભત ગયતશીિ કષમતા નકકી કરો. X = 0.56, Y = 1.2 ,K=3,V=1 અન S=1.2 િો