Podstawy konstrukcji maszyn I - III sem.

stacjonarne

I stopnia

obowiązkowy

W 30/x; C 24/+; P 6/+; Razem: 60

Matematyka I, II, III.

Wymagania wstępne: Umiejętność przekształcania wyrażeń zawierających funkcje potęgowe, funkcje trygonometryczne, funkcję wykładniczą i logarytmy, umiejętność rozwiązywania równań algebraicznych i trygonometrycznych, znajomość pojęcia wektora, jego reprezentacji i działań na wektorach, znajomość podstaw rachunku macierzowego, znajomość pochodnej zwyczajnej i cząstkowej, umiejętność wyznaczania pochodnej funkcji, umiejętność wyznaczania całki oznaczonej, umiejętność rozwiązywania prostych równań różniczkowych zwyczajnych oraz rachunku prawdopodobieństwa i statystyki matematycznej.

Mechanika I.

Wymagania wstępne: Podstawowy zasób wiedzy z zakresu: analizy płaskiego i przestrzennego układu sił, wyznaczania geometrii mas układu materialnego o stałej i zmiennej masie, tarcia spoczynkowego i ruchowego, analizy stanu naprężenia i odkształcenia, hipotez wytrzymałościowych, kinematyki i dynamiki nieodkształcalnego układu materialnego o stałej masie, znajomość jednostek miar wielkości mechanicznych układu SI.

Grafika Inżynierska I, II.

Wymagania wstępne: Umiejętność czytania i sporządzania rysunków konstrukcyjnych zgodnie z obowiązującymi normami.

Nauka o materiałach.

Wymagania wstępne: Podstawowy zasób wiedzy o materiałach konstrukcyjnych - podstawowe właściwości fizykochemiczne oraz oznaczenia materiałów konstrukcyjnych.

Informatyka I.

Wymagania wstępne: Podstawowy zasób wiedzy z zakresu modelowania komputerowego oraz tworzenia baz danych.

PKM 1, III semestr studiów / kierunek studiów - MECHATRONIKA / studia wojskowe, wszystkie specjalności

prof. dr hab. inż Józef GACEK

Aktywność / obciążenie studenta w godz.

1. Udział w wykładach / 30 godz.

2. Udział w laboratoriach / 0 godz.

3. Udział w ćwiczeniach / 24 godz.

4. Udział w seminariach / 0 godz.

5. Udział w zajęciach z projektu / 6 godz.

6. Samodzielne studiowanie tematów wykładów / 24 godz..

7. Samodzielne przygotowanie do ćwiczeń / 48 godz.

8. Samodzielne przygotowanie do seminarium 0 godz.

9. Samodzielne przygotowanie się do projektu oraz wykonanie projektu / 18 godz.

10. Udział w konsultacjach / 4 godz.

11. Przygotowanie do egzaminu / 16 godz.

12. Przygotowanie do zaliczenia / 0 godz.

13. Udział w egzaminie / 1 godz.

Sumaryczne obciążenie pracą studenta: 167 / 6 ECTS

Godziny kontaktowe: 1. +3. +5. +10. +13. = 65 godz. / 3.0 ECTS

Godziny o charakterze praktycznym: 5. +9. = 22 godz. 1 ECTS.

"Podstawy konstrukcji maszyn" są pierwszym przedmiotem dotyczącym konstruowania, z jakim spotykają się studenci Wydziału Mechatroniki i Lotnictwa Wojskowej Akademii Technicznej. W ramach przedmiotu przekazywana jest wiedza, ułatwiająca opanowanie umiejętności projektowania elementów i zespołów konstrukcyjnych maszyn, a jednocześnie stanowiąca pomost pomiędzy przedmiotami podstawowymi i specjalistycznymi. Tematyka przedmiotu uzupełniona jest o zagadnienia dotyczące wytrzymałości zmęczeniowej elementów i zespołów konstrukcyjnych maszyn oraz o zagadnienia z zakresu trybologii.

Wykłady / 30 godz. / Wykłady ilustrowane prezentacjami komputerowymi Power Point w celu dostarczenia wiedzy określonej efektami W1, W2, W3.

Tematy / liczba godz. / Podstawowe zagadnienia:

1. Podstawy teorii konstrukcji / 2 godz.

Proces konstruowania i jego elementy. Klasyfikacja i cechy użytkowe zespołów i części maszyn. Kryteria oceny konstrukcji. Podstawowe zasady wytwarzania maszyn. Materiały konstrukcyjne i ich podstawowe właściwości mechaniczne, fizyczne i technologiczne.

2. Dokładność elementów maszyn / 2 godz.

Dokładność wymiarów liniowych. Pasowania. Chropowatość powierzchni. Odchyłki kształtu i położenia. Normalizacja i unifikacja w budowie maszyn. Wybrane zagadnienia ochrony patentowej.

3. Wytrzymałość zmęczeniowa elementów konstrukcyjnych / 2 godz.

Podstawowe wiadomości z zakresu naprężeń zmiennych i procesu zmęczenia. Czynniki wpływające na wytrzymałość zmęczeniową. Współczynniki bezpieczeństwa i naprężenia dopuszczalne. Obliczenia zmęczeniowe przy obciążeniach złożonych. Obliczenia w zakresie wytrzymałości zmęczeniowej wysokocyklowej i niskocyklowej. Podstawy wytrzymałości elementów konstrukcyjnych na pękanie.

4. Połączenia nierozłączne / 2 godz.

Wiadomości ogólne o połączeniach stosowanych w budowie maszyn. Połączenia nierozłączne. Charakterystyka, rodzaje i zastosowania połączeń: spawanych, zgrzewanych, lutowanych, klejonych, nitowych, zawalcowanych, wulkanizowanych i zaginanych. Podstawowe zasady obliczeń połączeń nierozłącznych.

5. Połączenia rozłączne / 2 godz.

Połączenia rozłączne. Charakterystyka, rodzaje i zastosowania połączeń rozłącznych: śrubowych, gwintowych, kształtowych oraz czopowo ciernych. Podstawowe zasady obliczeń połączeń rozłącznych.

6. Elementy podatne / 2 godz.

Wiadomości ogólne o elementach podatnych stosowanych w budowie maszyn.

Charakterystyka, klasyfikacja i zastosowania elementów podatnych. Podstawowe charakterystyki elementów podatnych. Sprężyny: śrubowe, walcowe talerzowe, pierścieniowe, zginane i skrętne. Materiały stosowane na sprężyny. Elementy podatne metalowe i niemetalowe. Elementy sprężyste z materiałów podatnych. Gazowe elementy podatne. Podstawowe zasady obliczeń elementów podatnych.

7. Osie i wały maszynowe / 2 godz.

Charakterystyka, klasyfikacja i zastosowania osi i wałów. Obciążenia oraz wytrzymałość zmęczeniowa osi i wałów. Sztywność statyczna i dynamiczna wałów. Prędkość krytyczna i przemieszczenia dynamiczne wałów. Podstawowe zasady konstruowania osi i wałów. Wały wykorbione i wały giętkie. Materiały stosowane na osie i wały maszynowe. Podstawowe zasady obliczania osi i wałów.

8. Sprzęgła mechaniczne / 2 godz.

Charakterystyka, klasyfikacja i zastosowania sprzęgieł mechanicznych. Rodzaje i zasada działania sprzęgieł: nierozłącznych, sterowanych, samoczynnych i hydrokinetycznych. Zasady doboru sprzęgieł. Obciążenia oraz podstawowe zasady obliczeń sprzęgieł mechanicznych.

9. Hamulce mechaniczne / 2 godz.

Charakterystyka, klasyfikacja i zastosowania hamulców mechanicznych. Rodzaje oraz zasada działania hamulców: promieniowych osiowych i specjalnych. Podstawowe zasady obliczeń hamulców: geometrycznych, wytrzymałościowych, cieplnych i na zużycie.

10. Połączenia rurowe i zawory / 2 godz.

Ogólna charakterystyka, klasyfikacja i zastosowania przewodów rurowych. Połączenia rurowe i sposoby ich wykonania. Ogólna charakterystyka budowa i zastosowanie zaworów. Podstawowe zasady obliczania połączeń rurowych i elementów zaworów.

11. Podstawy napędu hydrostatycznego / 4 godz.

Podstawowe wiadomości o napędach. Pojęcie napędu hydrostatycznego. Zasada działania oraz zalety i wady napędu hydrostatycznego. Charakterystyka, zasada działania, rodzaje oraz zastosowania elementów napędów hydrostatycznych: pomp wyporowych, silników wyporowych, siłowników, akumulatorów hydraulicznych, cieczy roboczych, filtrów oraz elementów magazynujących czynnik roboczy. Podstawowe zasady obliczeń wybranych elementów napędu hydrostatycznego.

12. Mechanizmy i ich struktury / 2 godz.

Klasyfikacja, charakterystyki oraz zastosowania mechanizmów oraz manipulatorów. Mechanizmy: dźwigniowe, krzywkowe oraz mechanizmy do otrzymywania ruchu przerywanego. Podstawowe wiadomości z zakresu metod: kinematyki, dynamiki, syntezy i badania mechanizmów.

13. Elementy trybologii / 4 godz.

Problem trybologiczny i jego elementy. Charakterystyki powierzchni elementów konstrukcyjnych. Tarcie i jego znaczenie w budowie maszyn. Tarcie suche, tarcie toczne i tarcie powierzchni smarowanych. Czynniki wpływające na opory tarcia. Zużycie maszyn. Zużycie: adhezyjne, ścierne, korozyjne, zmęczeniowe, erozyjne. Podstawowe sposoby badania i zapobiegania zużyciu powierzchni.

Ćwiczenia / Wykonywanie obliczeń geometrycznych i wytrzymałościowych elementów i zespołów maszynowych.

Temat / liczba godz.:

1. Przykłady obliczeń z zakresu dokładności elementów konstrukcyjnych / 2.

Tolerancje i pasowania w budowie maszyn. Zasady doboru tolerancji i pasowań. Odchyłki wykonawcze i tolerancje kształtu i położenia. Chropowatość i falistość powierzchni. Przykłady obliczeń z zakresu dokładności wykonania elementów konstrukcyjnych maszyn.

2. Przykłady obliczeń z zakresu wytrzymałości zmęczeniowej elementów i zespołów konstrukcyjnych / 2.

Przykłady obliczeń naprężeń zmęczeniowych przy obciążeniu harmonicznie zmiennym. Przykłady obliczeń zmęczeniowych przy obciążeniach złożonych. Przykłady obliczeń w zakresie ograniczonej wytrzymałości zmęczeniowej wysokocyklowej oraz niskocyklowej. Naprężenia zastEpcze, naprężenia dopuszczalne oraz współczynniki bezpieczeństwa.

3. Przykłady obliczeń z zakresu połączeń spajanych / 2.

Przykłady obliczeń wytrzymałościowych połączeń nierozłącznych: spawanych, zgrzewanych, lutowanych i klejonych dla zadanych obciążeń. Podstawowe zasady projektowania połączeń spajanych.

4. Przykłady obliczeń z zakresu połączeń nitowych i wciskowych / 2.

Przykłady obliczeń wytrzymałościowych połączeń : nitowanych, wciskowych, wtłaczanych i skurczowych dla zadanych obciążeń. Podstawowe zasady projektowania połączeń nierozłącznych.

5. Przykłady obliczeń z zakresu połączeń rozłącznych / 2.

Przykłady obliczeń wytrzymałościowych połączeń rozłącznych: gwintowych, śrubowych, wpustowych, wielowypustowych, klinowych, kołkowych oraz sworzniowych, dla zadanych obciążeń. Podstawowe zasady projektowania śrub, połączeń gwintowych oraz mechanizmów śrubowych.

6. Przykłady obliczeń sprężyn / 2.

Przykłady obliczeń geometrycznych i wytrzymałościowych sprężyn. Obliczanie geometryczne i wytrzymałościowe oraz podstawowe zasady projektowania, dla zadanych obciążeń, sprężyn śrubowych, płaskich i prętowych.

7. Przykłady obliczeń resorów i sprężyn skrętnych / 2.

Przykłady obliczeń geometrycznych i wytrzymałościowych resorów i sprężyn skrętnych. Podstawowe zasady projektowania, dla zadanych obciążeń, resorów oraz sprężyn skrętnych.

8. Przykłady obliczeń wałów i osi / 2.

Podstawowe zasady projektowania oraz obliczania wytrzymałości osi i wałów. Przykłady wyznaczania wytrzymałości zmęczeniowej oraz sztywności osi i wałów.

9. Przykłady obliczeń sprzęgieł mechanicznych / 2.

Przykłady obliczeń geometrycznych i wytrzymałościowych elementów sprzęgieł mechanicznych. Podstawowe zasady obliczeń sprzęgieł mechanicznych cieplnych i na zużycie. Podstawowe zasady konstruowania i doboru sprzęgieł mechanicznych.

10. Przykłady obliczeń hamulców mechanicznych / 2.

Przykłady obliczeń geometrycznych i wytrzymałościowych elementów hamulców mechanicznych. Podstawowe zasady obliczeń hamulców mechanicznych cieplnych i na zużycie. Podstawowe zasady konstruowania i hamulców mechanicznych.

11. Przykłady obliczeń przewodów rurowych i zaworów / 2.

Przykłady obliczeń geometrycznych i wytrzymałościowych przewodów rurowych cienkościennych i grubościennych, złącz rurowych rozłącznych i nierozłącznych oraz elementów zaworów. Przewody rurowe sztywne i giętkie. Obliczanie geometryczne i wytrzymałościowe oraz dobór elementów uszczelniających stosowanych w połączeniach rurowych i zaworach.

12. Przykłady obliczeń mechanizmów płaskich / 2.

Przykłady obliczeń z zakresu analizy kinematycznej mechanizmów płaskich. Przykłady obliczeń z zakresu analizy kinetostatycznej mechanizmów i manipulatorów płaskich. Modele dynamiczne mechanizmów.

Ćwiczenia projektowe / 6 godz. / Ćwiczenie ilustrowane prezentacjami komputerowymi Power Point w celu przygotowania studenta do samodzielnego wykonania projektu połączenia.

1. Wykonanie projektu zadanego połączenia pod kierunkiem nauczyciela / 6.

Wykonanie obliczeń geometrycznych i wytrzymałościowych oraz opracowanie projektu zadanego zespołu maszynowego (połączenia, mechanizmu śrubowego) dla zadanych warunków początkowych - geometrycznych i obciążeń.

l

PODSTAWOWA:

1. Dietrich M. (red.) - "Podstawy konstrukcji maszyn t. I, t. II i t. III". WNT, Najnowsze dostępne wydanie.

2. Dziurski A., Kania L., Kasprzycki A. Mazanek E. - "Przykłady obliczeń z podstaw konstrukcji maszyn t. I i t. II". WNT, Warszawa 2005.

3. Knosala R., Gwiazda A., Baier A., Gendarz P. -"Podstawy konstrukcji maszyn. Przykłady obliczeń". WNT. Warszawa 2000.

4. Osiński Z. (red.) - "Podstawy konstrukcji maszyn". WNT, Warszawa 2010.

5. Skoć A., Spałek J., Markusik S. - "Podstawy konstrukcji maszyn t. I i t. II". WNT. Warszawa 1995.

UZUPEŁNIAJĄCA:

1. Bajkowski J. - Podstawy zapisu konstrukcji". Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa 2005.

2. Boś P., Sitarz S. - "Podstawy konstrukcji maszyn. Wstęp do projektowania". WKŁ, Warszawa 2011.

3. Krawiec P. - "Projektowanie napędów i elementów maszyn z CAD". Wydawnictwo Politechniki Poznańskiej, Poznań 2007.

4 Kurmaz L.. W. , Kurmaz O. L - "Podstawy konstruowania węzłów i części maszyn. Podręcznik konstruowania". Wydawnictwo Politechniki Świętokrzyskiej, Kielce 2011.

5. Morecki A., Knapczyk J., Kędzior K. - "Teoria mechanizmów i manipulatorów". WNT, Warszawa 2002.

6. Praca zbiorowa - "Poradnik mechanika". Najnowsze dostępne wydanie.

7. Rutkowski A. - "Części maszyn". WSiP, Warszawa. Najnowsze dostępne wydanie.

8. Skoć A. - "Przykłady obliczeń. Zadania do rozwiązania z podstaw konstrukcji maszyn t. I. Cz. 2". Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice 2007.

9. Skoć A. - "Przykłady obliczeń z zadaniami do rozwiązania z podstaw konstrukcji maszyn t. II. Cz. 1". Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice 2009.

10. Stryczek S. - "Napęd hydrostatyczny. Tom I. Elementy. Tom II. Układy. WNT, Warszawa 1995.

Efekt W1: Student ma uporządkowaną i podbudowaną teoretycznie podstawową wiedzę z zakresu projektowania, wytrzymałości zmęczeniowo-kształtowej elementów konstrukcyjnych oraz trybologii / K_W16.

Efekt W2: Student ma uporządkowaną i podbudowaną teoretycznie wiedzę z zakresu: klasyfikacji, budowy, zastosowania i projektowania

połączeń oraz elementów podatnych stosowanych w budowie maszyn / K_W01.

Efekt W3: Student ma uporządkowaną i podbudowaną teoretycznie podstawową wiedzę z zakresu: klasyfikacji, budowy, zastosowania i projektowania wybranych elementów i zespołów napędowych maszyn / K_W09, K_W11.

Efekt U1: Student potrafi zaprojektować proste urządzenie mechaniczne z uwzględnieniem unifikacji i obowiązujących norm / K_U03, K_U07.

Efekt U2: Student potrafi: sklasyfikować, podać budowę, zastosowanie, wykonać niezbędne obliczenia geometryczne i wytrzymałościowe połączeń nierozłącznych i rozłącznych, elementów podatnych stosowanych w budowie maszyn oraz wybranych elementów mechanicznych układów napędowych maszyn / K-U09.

Efekt U3: Student potrafi sformułować problem trybologiczny oraz zinterpretować mechanizm zużycia i sposoby zapobiegania zużyciu powierzchni ciernych / K_U08

Przedmiot zaliczany jest na podstawie średniej z ocen za wszystkie efekty kształcenia, przy czym:

a) egzamin jest przeprowadzany w formie egzaminu pisemnego (testy) lub egzaminu ustnego,

b) warunkiem dopuszczenia do egzaminu jest zaliczenie ćwiczeń oraz projektu na ocenę,

c) zaliczenie ćwiczeń na ocenę odbywa się na podstawie średniej za wszystkie efekty kształcenia,

d) projekt jest zaliczany na podstawie średniej z ocen cząstkowych, na które składa się ocena: wykonanego zadania, wykonanej dokumentacji projektowej oraz sposobu realizacji zadania.

e) warunek konieczny do zaliczenia przedmiotu: pozytywne oceny z ćwiczeń, kolokwium, zaliczenia projektu oraz egzaminu.

Efekty W1, W2, i W3 sprawdzane są egzaminie pisemnym w postaci testu sprawdzającego (lub egzaminie ustnym) oraz podczas rozwiązywania zadań w ramach ćwiczeń audytoryjnych i prac domowych oraz wykonywania projektu.

Efekty U1, U2, i U3 sprawdzane są na trzech kolokwiach podczas rozwiązywania zadań w ramach ćwiczeń audytoryjnych i prac domowych, podczas zaliczenia wykonywanego projektu oraz na egzaminie.

Ocenę bardzo dobrą otrzymuje student, który udzielił bezbłędnych odpowiedzi na 90% pytań pisemnego testu sprawdzającego oraz który posiadł wiedzę i umiejętności przewidziane efektami kształcenia, a ponadto wykazuje zainteresowanie przedmiotem, w sposób twórczy podchodzi do powierzonych zadań i wykazuje się samodzielnością w zdobywaniu wiedzy. Wykazuje się wytrwałością i samodzielnością w pokonywaniu trudności oraz systematycznością w pracy.

Ocenę dobrą plus otrzymuje student, który udzielił bezbłędnych odpowiedzi na 80% pytań pisemnego testu sprawdzającego oraz który posiadł wiedzę i umiejętności przewidziane efektami kształcenia, a ponadto wykazuje zainteresowanie przedmiotem, w sposób twórczy podchodzi do powierzonych zadań i wykazuje się samodzielnością w zdobywaniu wiedzy. Wykazuje się wytrwałością i samodzielnością w pokonywaniu trudności oraz systematycznością w pracy.

Ocenę dobrą otrzymuje student, który udzielił bezbłędnych odpowiedzi na 70% pytań pisemnego testu sprawdzającego oraz który posiadł wiedzę i umiejętności przewidziane efektami kształcenia w stopniu dobrym. Potrafi rozwiązywać zadania i problemy o średnim stopniu trudności.

Ocenę dostateczną plus otrzymuje student, który udzielił bezbłędnych odpowiedzi na 60% pytań pisemnego testu sprawdzającego oraz który posiadł wiedzę i umiejętności przewidziane efektami kształcenia w stopniu dobrym. Potrafi rozwiązywać zadania i problemy o średnim stopniu trudności.

Ocenę dostateczną otrzymuje student, który udzielił bezbłędnych odpowiedzi na 50% pytań pisemnego testu sprawdzającego oraz który posiadł wiedzę i umiejętności przewidziane efektami kształcenia w stopniu dostatecznym. Potrafi samodzielne rozwiązywać zadania i problemy o niskim stopniu trudności. w jego wiedzy i umiejętnościach zauważane są luki, które potrafi jednak uzupełnić pod kierunkiem nauczyciela.

Ocenę niedostateczną otrzymuje student, który nie spełnia przedstawionych powyżej wymogów.