Enlist and explain types of design. પરશન.1 (અ) ડીઝાઇનના પરકાર જણાવો અન સમજાવો.
[3 marks]Determine the standard sizes of 6 round bars having smallest diameter of 40 mm and largest diameter of 128 mm. (બ) 40 mm નાનોમાા નાનો વયાસ અન 128 mm મોટોમાા મોટો વયાસ ધરાવતા ગોળ સળળયાની 6 સટાનડડડ સાઇઝ શોધો.
[4 marks]Acotter joint is subjected to a maximum load of 45 kN. The joint parts are made of 30C8 for which the safe stresses are 40 MPa in shear, 60 MPa in tension and 120 MPa in crushing. Determine the following dimensions of the joint.
[7 marks]Spigot diameter (ii) Spigot collar diameter (iii)Spigot collar thickness (ક) એક કોટર જોઈનટ પર 45 kN નો લોડ લાગ છ. જોઈનટના ભાગો 30C8 મટીરીયલના બનલા છ, જન ી સર ળિત ળશયર સટરસ 40 MPa, ટનસાઈલ સટરસ 60 MPa અન કરળશાગ સટરસ 120 MPa છ. જોઈનટ માટના નીચન ા માપો શોધો. ૧. સપીગોટ નો વયાસ ૨. સપીગોટ કોલરનો વયાસ ૩. સપીગોટ કોલરની જાડાઇ
[7 marks]Aknuckle joint is subjected to a tensile force of 40 kN. The material of the joint has a tensile strength of 240 N/mm2. Compressive strength is 400 N/mm2, shear strength 140 N/mm2. Calculate the following safe dimensions with factor of safety 4, while designing a knuckle joint. (1) Rod diameter (2) Diameter of the knuckle pin (3) Diameter of single eye. (ક) એક નકલ જોઈનટ પર 40 kN નો ટનસાઈલ લોડ લાગ છ. મટીરીયલની ટનસાઈલ સટરનથ 240 N/mm2, કોમપપરસીવ સટરનથ 400 N/mm2 અન ળશયર સટરનથ 140 N/mm2 છ. શોધો: જો ફકટર ઓફ સફટી 4 લવામાા આવ તો નકલ જોઈનટ માટ નીચન ા માપ શોધો. ૧) રોડનો વયાસ ૨) નકલ પીન નો વયાસ ૩) ળસાગલ આઇ નો વયાસ.1
[7 marks]Explain factors effecting the value of Factor of safety પરશન.2 (અ) ફકટર ઓફ સફટીન અસર કરત ા પરીબળો સમજાવો.
[3 marks]Acircular steel pipe has outer diameter of 60 mm and thickness of 3 mm. If allowable tensile stress for the pipe is = 60 N/mm2. Determine the permissible axial load for the pipe. (બ) ગોળાકાર સટીલના પાઇપનો 60 મીમી બાહય વયાસ અન જાડાઈ 3 મીમી. છ. જો પાઇપ માટ માનય ટનસાઈલ સટરસ 60 N/mm2 હોય તો પાઇપ માટ અનકળ અિીય લોડ નકકી કરો.
[4 marks]12 mm thick plates are to be joined by double riveted double cover butt joint using 20 mm diameter rivet. If the ultimate stresses in tension, shearing and crushing are 400 N/mm2, 320 N/mm2 and 640 N/mm2 respectively. Determine the pitch of the joint. What will be the efficiency of the joint? Take factor of safety 4. (ક) 20 મીમી વયાસના ળરવટનો ઉપયોગ કરીન 12 મીમી જાડાઈની પલટન ડબલ રીવટ ડ ડબલ કવર બટ જોઈનટથી જોડવામાા આવલ છ. જો મટીરીયલની અલટીમટ સટરસ ટનસાઈલ, ળશયર અન કરળશાગમાા અનકર મ 400 N/mm2, 320 N/mm2 અન 640 N/mm2 હોય તો જોઈનટ ની પીચ અન તની એફીસીયનસી શોધો. ફકટર ઓફ સફટી 4 લો.
[7 marks]Explain stress concentration પરશન.2 (અ) સટરસ કોનસનટરશન સમજાવો.
[3 marks]Determine the smallest size of a hole that can be punched in a 12 mm thick plate, having an ultimate shear strength of 300 N/mm2. The allowable compressive stress for the punch is 900 N/mm2. (બ) 12 mm જાડી પલટ માા સૌથી નાનામાા નાની સાઈઝનો હોલ પાચ કરી શકાય તની ગણતરી કરો. પલટની ળશયર સટરથ 300 N/mm2 અન પાચની કોમપપપરસ સવ સટરથ 900 N/mm2 છ.
[4 marks]State application and classification of pressure vessels. પરશન.5 (અ) પરશર વસલન વગીકરણ અન તન ા ઉપયોગો જણાવો.
[3 marks]Acylinder of hydraulic press has internal diameter of 40 cm and thickness of cm. calculate the internal pressure in the cylinder so that the circumferential stress do not exceed 60 N/mm2. (બ) એક હાયડરોલીક પરસના સીલીનડર જન ો 40 cm અાદરનો વયાસ અન 10 cm જાડાઈ છ. સરકમફરનસીયલ સટરસ 60 N/mm2 થી ન વધ ત રીત ળસળલનડરના અાદરના દબાણ શોધો.
[4 marks]Define rating life of bearing and determine the basic dynamic capacity of the following bearing for the average life of 5000 hours: Adeep groove ball bearing is subjected to radial load of 10 KN and thrust load of 4 KN. The inner ring of the bearing rotates at 1000 rpm. Take X = 0.56, Y = 1.2, K = 3, V = 1 and S = 1.2. (ક) બરીગા ની રળટાગ લાઈફની વયાખયા આપો અન નીચ આપલ બરીગા માટ બઝીક ડાયનળ મક કપસીટી શોધો જન ી સરર ાશ લાઈફ 5000 કલાક છ: એક ડીપગરવ બોલ બર ીગા ઉપર રડ ીયલ લોડ 10 KN તથા થરસટ લોડ 4 KN લાગ છ તથા તની ઇનર રીગા 1000 rpm થી ફર છ. X = 0.56, Y = 1.2, K = 3, V = 1 અન S = 1.2 લો.
[7 marks]State main considerations for the design of pressure vessels. પરશન.5 (અ) પરસર વસલની ડીઝાઇન માટ મખય આધાર જણાવો.
[3 marks]Acylinder with 150 mm inside diameter and 15 mm plate thickness is subjected to internal pressure of 5 N/mm2. Determine hoop stress, longitudinal stress and maximum shear stress in the cylinder. (બ) એક નળાકાર પરસ ર વસલનો આાતરીક વયાસ 150 મી.મી. અન જાડાઇ 15 મી.મી. છ. તમ ાા આાતરીક દબાણ 5 N/mm2 છ. હપ, લોજીા ટડીનલ અન મહતતમ શીયર સટરસ શોધો.
Determine rivet diameter to join 15 mm thick plates by single riveted lap joint. The pitch of the joint 60 mm. Also determines tearing, shearing and crushing efficiency of joint. σc = 120 N/mm2 σt = 90 N/mm2 and τ = 70 N/mm2. (ક) 15 mm જાડાઈની પલટન ળસાગલ રીવટડ લપ જોઇનટ વડ જોડવા માટ રીવટનો ડાયામીટર શોધો. જોઇનટ ની પીચ 60 mm છ, જોઇનટ ની ટીયરીગા , ળશયરીગા , તથા કરળશાગ એફીસીયનસી શોધો. પમીસીબલ સટરસ નીચ મજ બ છ: σc= 120 N/mm2 σt = 90 N/mm2 અન τ = 70 N/mm2. Q. 3 (a) Define eccentric loading. Give at least four names of machine elements subjected to eccentric loading પરશન.3 (અ) એસટરીક લોડીગા ની વયાખયા આપો. એસટ રીક લોડ લાગતો હોય તવ ા કોઈપણ ચાર મશીન એળલમનટના નામ આપો.
[3 marks]Amachine frame having a rectangular cross section in which width is 1/3 of depth. 40 kN load is acting 170 mm away from the machine geometrical axis. If allowable tensile stress is 100 N/mm2 for frame material then find frame cross section. (બ) એક મશીન ફરમનો આડછદ લબા ચોરસ છ. જમ ાા તની પહોળાઇ તન ી ઊા ડાઇના 1/3 ભાગ જટ લી છ. ફરમની જીઓમટરીકલ ધરીથી 170 mm ના અાતર 40 kN નો લોડ લાગ છ. જો ફરમ મટીરીયલ માટ અલાવબ લ ટસાઈલ સટરસ 100 N/mm2 હોય તો ફરમન ા આડછદ શોધો.
[4 marks]The length of vertical arm (Ball Arm) of a bell crank lever of a Hartnell governor is 12 cm and the length of horizontal arm is 10 cm. 1.5 KN centrifugal force is acting on the ball arm. Design the lever including fulcrum pin. Allowable tensile stress for lever material 70 N/mm2. Permissible bearing pressure for the bush 30 N/mm2 and permissible shear stress for the pin 40 N/mm2. For rectangular cross section h = 2b and L= 2d for pin.2 (ક) એક હાટડનલ ગવનડરના બલ કરક લીવરના વટીકલ આમનડ ી (બોલ આમડ) લાબાઈ 12 cm અન હોરીઝોનટલ આમનડ ી લાબાઈ 10 cm છ. તના બોલ આમડ પર 1.5 KNનો સનટરીફયગલ ફોસડ લાગ છ. લીવર અન તની ફલકરમ પીનની ડીઝાઈન કરો. લીવર મટીરીયલ માટ ટસાઈલ સટરસ 70 N/mm2. પીનના બશ માટ બરીગા પરસ ર 30 N/mm2 અન પીન માટ શીયર સટરસ 40 N/mm2 લો. લીવરના આડછદ માટ h = 2b અન પીન માટ L= 2d લો.
[7 marks]Q. 3 (a) State the modulus of section with neat sketch for the following cross sections.
[3 marks]Rectangular Cross Section (b) Circular Cross Section (c) Hollow Circular Cross Section પરશન.3 (અ) નીચના આડછદ માટના મોડયલસ ઓફ સકશન આકળત સાથ જણાવો. (અ) લાબચોરસ કરોસ સકશન (બ) સરકયલર કરોસ સકશન (ક) હોલો સરકયલર કરોસ સકશન
[3 marks]Aspindle of drilling machine is subjected to a maximum load of 22 kN during operation. Determine the diameter of solid column. If the safe tensile stress for column material is 65 Mpa. The eccentric distance is 340 mm. (બ) ડરીલીગા મશીનના સપીનડલ પર ઓપરશ ન દરમપયાન 22 kN નો મહતતમ લોડ આવ છ. મશીનના સોલીડ સપીનડલનો વયાસ શોધો. કોલમ મટીરીયલ માટ સલામત ટસાઈલ સટરસ 65 Mpa છ. એસનટરીક અાતર 340 મી.મી. છ.
[4 marks]Determine the width and thickness of the leaves of the leaf spring for the truck from the following details: Max. load on spring = 150kN, No. of springs = 5, Allowable tensile stress = 600N/mm2. Span of the spring = 1000 mm. Maximum deflection = 80 mm. Total no. of leaves = 12 and E = 200 KN/mm2. (ક) નીચની ળવગતો પરથી ટરકની લીફ ળસપરાગના પાટાની પહોળાઈ અન જાડાઈ શોધો. ળસપરગા પર લાગતો મહતમ લોડ = 150kN, લીફ ળસપરાગની સખા યા = 5, ટસાઈલ સટરસ = 600N/mm2, ળસપરાગનો સપાન = 1000 mm, મહતતમ ડીફલકશન = 80 mm, કલ લીફની સાખયા = 12 અન E = 200 KN/mm2. Q. 4 (a) State requirement of good couplings. પરશન.4 (અ) સારા કપલીગા ની જરરીયાતો દશાડવો.
[3 marks]Differentiate between shaft, axle and spindle. (બ) શાફટ, એકસલ અન ળસપડા લની વચચનો તફાવત આપો.
[4 marks]Avalve spring having inner diameter of coil as 40 mm, deflects for 40 mm at the maximum axial load of 500 N. Allowable shear stress for spring is 300 Mpa, spring index 6 and modulus of rigidity 82 KN/mm2. Determine the wire diameter, number of turns and the stiffness of spring. (ક) એક વાલવ ળસપરાગનો અાદરનો વયાસ 40 mm છ અન તના મહતતમ લોડ 500 N પર 40 mm ડીફલકટ થાય છ. ળસપરાગ માટ અલાવબલ શીયર સટરસ 300 Mpa, ળસપરાગ ઇનડિ અન મોડયલસ ઓફ રીજીડીટી 82 KN/mm2 લો. વાયર ડાયામીટર, એકટીવ કોઈલની સાખયા અન ળસપરાગની ળસટફનસ શોધો.
[6 marks]Q. 4 (a) Define the following term for tension spring. Solid length, free length and spring index પરશન.4 (અ) ટનશન ળસપરાગમાટ નીચન ા ટમનડ ી વયાખયા આપો. સોલીડ લથ , ફરી લથ અન ળસપરગા ઇનડકસ.
[3 marks]Explain the failures of key by showing resisting area with sketch. (બ) કી ના ફલયોર રસ ીળસટાગ એળરયા દશાડવી આકળતસહ સમજાવો.
[4 marks]Asimple flange coupling has to transmit 15 KW at 200 RPM. Assume torque to be 20 % more than the full load. Calculate (a) Shaft diameter (b) number & size of Bolts. The stresses are as under, For Shaft σ = 80 N/mm2, τ = 50 N/mm2 t3 For Bolt τ = 40 N/mm2, σ = 100 N/mm2 c (ક) એક સાદી ફલજ કપલીગા 200 rpm પર 15KW પાવર ટરાનસમીટ કર છ. ટોકડ ફલ લોડ કરતા 20% જટ લો વધાર ધારી (1) શાફટ ડાયા મીટર (2) બોલટ ની સાખયા અન સાઇઝ શોધો. સટરસના મલયો, શાફટ માટ σ = 80 N/mm2, τ = 50 N/mm2 t બોલટ માટ τ = 40 N/mm2, σ = 100 N/mm2 c
[7 marks]Define basic dynamic capacity of bearing and find the rating life and average life of the following bearing in hours. Adeep groove ball bearing is rotating at 1500 rpm. The bearing is subjected to radial load of 8500 Nand thrust load of 5500 N. The inner race of the bearing rotate with shaft. The dynamic capacity of the bearing is 41500 Nand the bearing is in continuous service .Take X = 0.56, Y = 1.3, K = 3, V = 1 and S = 1. (ક) બઝીક ડાયનળ મક કપસીટીની વયાખયા આપો અન નીચ આપલ બરીગા માટ રળટાગ લાઈફ અન સરર ાશ લાઈફ કલાકમાા શોધો: એક ડીપગરવ બોલ બરીગા 1500 rpmથી ફર છ. જ 8500 Nનો રડ ીયલ લોડ અન 5500 Nનો થરસટ લોડ સહન કર છ. શાફટ સાથ બરીગા ની ઇનર રઈ સ ફર છ. બરીગા ની ડાયનળ મક કપસ ીટી 41500 N છ અન બરીગા સતત વપરાય છ. X = 0.56, Y = 1.3, K = 3, V = 1 અન S = 1. લો.4
[7 marks]