Podstawy konstrukcji maszyn- III sem.

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 techniczna.

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;

Zapis Konstrukcji.

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.

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

III semestr studiów / MECHATRONIKA / Wszystkie specjalności.

Prof. dr hab. inż. Józef GACEK

Aktywność / obciążenie studenta w godz.

1. Udział w wykładach / 30

2. Samodzielne studiowanie tematyki wykładów / 15

3. Samodzielne przygotowanie się do ćwiczeń / 24

4. Udział w ćwiczeniach / 24

5. Wykonanie zadań domowych / 10

6. Udział w zajęciach z projektu / 6

7. Samodzielne wykonanie projektu / 9

8. Udział w konsultacjach / 6

9. Przygotowanie do egzaminu / 15

10. Udział w egzaminie / 2

Sumaryczne obciążenie pracą studenta: 141 / 5 ECTS

Zajęcia z udziałem nauczycieli: 1. + 4. + 6. +8. + 10. = 68 / 2.5 ECTS

Pozostałe zajęcia: 73 / 2.5 ECTS.

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

Wykłady / 30 godz.:

1. Podstawy teorii konstrukcji / 2.

Proces konstruowania. 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.

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 - wykład.

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.

Połączenia nierozłączne. Charakterystyka, rodzaje i zastosowania połączeń: spawanych, zgrzewanych, lutowanych, klejonych, nitowych, zawalcowanych, wulkanizowanych i zaginanych. Zasady obliczeń połączeń nierozłącznych.

5. Połączenia rozłączne / 2.

Połączenia rozłączne. Charakterystyka, rodzaje i zastosowania połąxc zeń rozłącznych: śrubowych, gwintowych, kształtowych oraz czopowo ciernych. Zasady obliczeń połączeń rozłącznych.

6. Elementy podatne / 2.

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

7. Osie i wały maszynowe / 2.

Charakterystyka, klasyfikacja i zastosowania osi i wałów. Obciążenia i 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. Zasady obliczania osi i wałów.

8. Sprzęgła mechaniczne / 2.

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.

Charakterystyka, klasyfikacja i zastosowania hamulców. Rodzaje i zasada działania hamulców: promieniowych osiowych i specjalnych. Zasady obliczeń hamulców: wytrzymałościowych, cieplnych i na zużycie.

10. Połączenia rurowe i zawory / 2.

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

11. Podstawy napędu hydrostatycznego / 4.

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

12. Mechanizmy i ich struktury / 2.

Klasyfikacja, charakterystyki oraz zastosowania mechanizmów i 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.

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 / 24 godz.:

1. Przykłady obliczeń z zakresu dokładności elementów

konstrukcyjnych / 2.

2. Przykłady obliczeń z zakresu wytrzymałości zmęczeniowej / 2.

3. Przykłady obliczeń z zakresu połączeń spajanych / 2.

4. Przykłady obliczeń z zakresu połączeń nitowanych / 2.

5. Przykłady obliczeń z zakresu połączeń rozłącznych / 2.

6. Przykłady obliczeń sprężyn / 2.

7. Przykłady obliczeń resorów i sprężyn skrętnych / 2.

8. Przykłady obliczeń wałów i osi / 2.

9. Przykłady obliczeń sprzęgieł mechanicznych / 2.

10. Przykłady obliczeń hamulców mechanicznych / 2.

11. Przykłady obliczeń przewodów rurowych i zaworów / 2.

12. Przykłady obliczeń mechanizmów płaskich / 2.

Ćwiczenia projektowe / 6 godz.:

1. Wykonanie projektu wybranego połączenia / 6.

Podstawowa:

1. Dietrich M. (red.) - "Podstawy konstrukcji maszyn t. I, T. II i t. III",

WNT, Warszawa 1999.

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. Morecki A., Knapczyk J., Kędzior K. - "Teoria mechanizmów i

manipulatorów", WNT, Warszawa 2002.

5. Praca zbiorowa - "Poradnik mechanika", Najnowsze dostępne

wydanie.

6. Rutkowski A. "Części maszyn", WSiP, Warszawa. Najnowsze

dostępne wydanie.

7. Skoć A. - "Przykłady obliczeń. Zadania do rozwiązania z podstaw

konstrukcji maszyn t. I. Cz. 2", Wydawnictwo Politechniki Śląskiej,

Gliwice 2007.

8. Skoć A. - "Przykłady obliczeń z zadaniami do rozwiązania z podstaw

konstrukcji maszyn t. II. Cz. 1", Wydawnictwo Politechniki Śląskiej,

Gliwice 2009.

W1 - Student ma uporządkowaną i podbudowaną teoretycznie

podstawową wiedzę z zakresu projektowania, wytrzymałości

zmęczeniowo-kształtowej elementów konstrukcyjnych oraz

trybologii / K_W13.

W2 - Student ma uporządkowaną i podbudowaną teoretycznie wiedzę z

zakresu: klasyfikacji, budowy, zastosowania i projektowania

połączeń oraz elementów podatnych stosowanych w budowie

maszyn / K_W10.

W3 - Student ma uporządkowaną i podbudowaną teoretycznie

podstawową wiedzę z zakresu: klasyfikacji, budowy,

zastosowania i projektowania wybranych elementów i zespołów

napędowych maszyn / K_W8, K_W10.

U1 - Student potrafi zaprojektować proste urządzenie mechaniczne z

uwzględnieniem unifikacji i obowiązujących norm / K_U03, K_U07.

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.

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:

- egzamin jest przeprowadzany w formie egzaminu pisemnego (testy)

lub egzaminu ustnego,

- warunkiem dopuszczenia do egzaminu jest zaliczenie ćwiczeń i

projektu na ocenę,

- zaliczenie ćwiczeń na ocenę odbywa się na podstawie średniej za

wszystkie efekty kształcenia,

- projekt jest zaliczany na podstawie średniej z ocen cząstkowych, na

które składa się ocena: wykonanego zadania, wykonanej

dokumentacji projektowej oraz sposobu realizacji.

- warunek konieczny do zaliczenia przedmiotu: pozytywne oceny z

ćwiczeń, kolokwium, egzaminu i zaliczenia projektu.

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

Efekt U1 sprawdzany jest na ćwiczeniach rachunkowych, podczas zaliczania zadania domowego (projektu) i zadań dodatkowych oraz na egzaminie.

Ocena. Opis umiejętności.

5.0 (bdb). Student potrafi zaprojektować proste urządzenie mechaniczne z uwzględnieniem trendów rozwojowych, unifikacji, obowiązujących norm oraz z wykorzystaniem techniki komputerowej.

4.0 (db). Student potrafi zaprojektować proste urządzenie mechaniczne z uwzględnieniem obowiązujących norm.

3.0 (dst). Student potrafi zaprojektować proste urządzenie mechaniczne posługując się prostym schematem obliczeniowym.

Efekt U2 sprawdzany jest na ćwiczeniach rachunkowych, podczas zaliczania zadania domowego (projektu) i zadań dodatkowych oraz na egzaminie.

Ocena. Opis umiejętności.

5.0 (bdb). Student potrafi sklasyfikować, podać budowę, zastosowania, wykonać obliczenia geometryczne i wytrzymałościowe z wykorzystaniem techniki komputerowej elementów i zespołów maszynowych oraz potrafi określić ich tendencje rozwojowe.

4.0 (db). Student potrafi sklasyfikować, podać budowę, zastosowania, wykonać obliczenia geometryczne i wytrzymałościowe z i zespołów maszynowych.

3.0 (dst). Student potrafi sklasyfikować, podać budowę, zastosowania, wykonać obliczenia geometryczne i wytrzymałościowe z i zespołów maszynowych bez ich interpretacji.

Efekt U3 sprawdzany jest na ćwiczeniach rachunkowych, podczas zaliczania zadania domowego (projektu) i zadań dodatkowych oraz na egzaminie.

Ocena. Opis umiejętności.

5.0 (bdb). Student potrafi sformułować problem trybologiczny, podać charakterystykę i właściwości powierzchni ciernych, zinterpretować mechanizm zużycia konstrukcji mechanicznych oraz scharakteryzować sposoby zużywania powierzchni ciernych wraz z tendencjami ich rozwoju.

4.0 (db). Student potrafi sformułować problem trybologiczny, zinterpretować mechanizm zużycia konstrukcji mechanicznych oraz scharakteryzować sposoby zużywania powierzchni ciernych.

3.0 (dst). Student potrafi podać określenie problemu trybologicznego, mechanizmu zużycia konstrukcji mechanicznych oraz wymienić sposoby zużyciu powierzchni ciernych.