Podstawy konstrukcji maszyn
Informacje ogólne
Kod przedmiotu: | WMTLXCNI-PKM |
Kod Erasmus / ISCED: | (brak danych) / (brak danych) |
Nazwa przedmiotu: | Podstawy konstrukcji maszyn |
Jednostka: | Wydział Mechatroniki, Uzbrojenia i Lotnictwa |
Grupy: | |
Punkty ECTS i inne: |
(brak)
|
Język prowadzenia: | polski |
Forma studiów: | niestacjonarne |
Rodzaj studiów: | I stopnia |
Rodzaj przedmiotu: | obowiązkowy |
Forma zajęć liczba godzin/rygor: | W 18/x; C 16/+; P 4/+; Razem: 38 godz., 6 pkt ECTS |
Przedmioty wprowadzające: | Matematyka I, II, III. / Wymagania wstępne: umiejętność przekształcania wyrażeń zawierających funkcje potęgowe, funkcje trygonometryczne, funkcję wykładniczą i logarytmy, umiejętność rozwiązywania równań algebraicznych oraz 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 podstawowy zasób wiedzy z zakresu rachunku prawdopodobieństwa i statystyki matematycznej. Mechanika I. / Wymagania wstępne: podstawowy zasób wiedzy z zakresu: analizy płaskiego oraz 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. |
Programy: | semestr trzeci / kierunek Lotnictwo i Kosmonautyka / wszystkie specjalności, studia niestacjonarne |
Autor: | Prof. dr hab. inż. Józef GACEK |
Bilans ECTS: | Aktywność / obciążenie studenta w godz.: 1. Udział w wykładach / 18 godz. 2. Udział w laboratoriach / 0 godz. 3. Udział w ćwiczeniach / 16 godz. 4. Udział w seminariach / 0 godz. 5. Udział w zajęciach z projektu / 4 godz. 6. Samodzielne studiowanie tematów wykładów / 42 godz. 7. Samodzielne przygotowanie do laboratoriów / 0 godz. 8. Samodzielne przygotowanie do ćwiczeń / 48 godz. 9. 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. = 43 godz. / 2 ECTS Godziny o charakterze praktycznym: 5. +9. = 22 godz. 1 ECTS. |
Skrócony opis: |
"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 obejmuje także zaqadnienia dotyczące wytrzymałości zmęczeniowej elementów i zespołów konstrukcyjnych oraz podstawowe zagadnienia z zakresu trybologii. |
Pełny opis: |
Wykład / Wykłady ilustrowane prezentacjami komputerowymi Power Point w celu dostarczenia wiedzy określonej efektami W1, W2, W3. Tematy wykładów / liczba godzin: 1. Podstawy teorii konstrukcji / 2. Proces konstruowania. klasyfikacja i cechy użytkowe zespołów oraz części maszyn. Podstawowe zasady wytwarzania maszyn. Elementy dokładności wykonania elementów i zespołów maszyn. Wybrane zagadnienia z wytrzymałości zmęczeniowo-kształtowej elementów i zespołów maszyn. Wybrane zagadnienia z zakresu normalizacji i unifikacji w budowie maszyn oraz ochrony patentowej. Materiały konstrukcyjne i ich podstawowe właściwości mechaniczne, fizyczne i technologiczne. 2. Połączenia stosowane w budowie maszyn / 2. Połączenia nierozłączne. Charakterystyka, rodzaje i zastosowania połączeń nierozłącznych: spawanych, zgrzewanych, lutowanych, klejonych, nitowych, zawalcowanych, wulkanizowanych i zaginanych. Podstawowe zasady obliczania połączeń nierozłącznych. Połączenia rozłączne. Charakterystyka, rodzaje i zastosowania połączeń rozłącznych: śrubowych, gwintowych, kształtowych oraz czopowo-ciernych. Podstawowe zasady obliczania połączeń nierozłącznych i rozłącznych. 3. Elementy podatne stosowane w budowie maszyn / 2. Charakterystyka, klasyfikacja i zastosowania elementów podatnych. Podstawowe charakterystyki elementów podatnych. Charakterystyka i zastosowanie sprężyn: śrubowych, walcowych, talerzowych, pierścieniowych, zginanych i skrętnych. Materiały stosowane na sprężyny. Elementy podatne metalowe i niemetalowe. Elementy sprężyste z materiałów podatnych. Gazowe elementy podatne. Podstawowe zasady obliczania elementów podatnych. 4. Osie i wały maszynowe / 2. Charakterystyka, klasyfikacja i zastosowania osi i wałów. Obciążenia oraz wytrzymałość zmęczeniowa osi i wałów. Sztywność statyczna i dynamiczna wałów. Sztywność skrętna i sztywność giętna wałów. Prędkość krytyczna i przemieszczenia dynamiczne wałów. Podstawowe zasady konstruowania osi i wałów. Wały wykorbione i wały giętkie. Zasady łożyskowania wałów. Materiały stosowane na osie i wały maszynowe. Podstawowe zasady obliczania osi i wałów. Zasady doboru łożyskowania osi i wałów. 5. Przekładnie mechaniczne. Przekładnie zębate / 2. Ogólna charakterystyka napędów i przekładni. Klasyfikacja, charakterystyka i zastosowania przekładni zębatych. Współpraca uzębienia i rodzaje zarysów zębów. Podstawowe charakterystyki geometryczne przekładni zębatej. Obciążenia i wytrzymałość uzębień. Podstawowe zasady obliczeń geometrycznych i wytrzymałościowych przekładni zębatych. 6. Przekładnie mechaniczne. Przekładnie cierne i cięgnowe / 2. Klasyfikacja, charakterystyka i zastosowania przekładni ciernych. Podstawowe charakterystyki geometryczne i zasady obliczeń przekładni ciernych. Klasyfikacja, charakterystyka i zastosowania przekładni cięgnowych. Podstawowe charakterystyki geometryczne i zasady obliczeń przekładni cięgnowych. Podstawowe zasady obliczania przekładni ciernych i cięgnowych. 7. Sprzęgła i hamulce mechaniczne / 2. Charakterystyka, klasyfikacja i zastosowania sprzęgieł mechanicznych. Rodzaje i zasada działania sprzęgieł: nierozłącznych, sterowanych, samoczynnych i hydrokinetycznych. Zasady wyznaczania momentu nominalnego oraz momentu obliczeniowego sprzęgła. Zasady doboru sprzęgieł. Obciążenia oraz podstawowe zasady obliczeń wytrzymałościowych sprzęgieł mechanicznych. Charakterystyka, klasyfikacja i zastosowania hamulców. Rodzaje oraz zasada działania hamulców: promieniowych, osiowych i specjalnych. Hamulce: klockowe, tarczowe, szczękowe, taśmowe i hydrokinetyczne. Moment hamowania i sposób jego wyznaczania. Podstawowe zasady obliczeń hamulców: geometrycznych, wytrzymałościowych, cieplnych i na zużycie. 8. Podstawy napędu hydrostatycznego / 2. Podstawowe wiadomości o napędach. Pojęcie napędu hydrostatycznego. Zasada działania oraz zalety i wady napędu hydrostatycznego. Ogólna charakterystyka, klasyfikacja i zastosowania przewodów rurowych. Połączenia rurowe; sposoby ich wykonania oraz zastosowania. Ogólna charakterystyka, budowa i zastosowanie zaworów. Podstawowe zasady obliczania połączeń rurowych i elementów zaworów.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. 9. Elementy trybologii / 2. Problem trybologiczny i jego elementy. Charakterystyki powierzchni elementów konstrukcyjnych. Tarcie i jego znaczenie w budowie maszyn. Tarcie suche, tarcie toczne oraz tarcie powierzchni smarowanych. Czynniki wpływające na opory tarcia. Zużycie maszyn. Zużycie: adhezyjne, ścierne, korozyjne, zmęczeniowe, erozyjne. Podstawowe sposoby badania i zapobiegania zużyciu powierzchni zespołów maszynowych. Ćwiczenia / Ćwiczenia ilustrowane prezentacjami komputerowymi Power Point w celu przygotowania studenta do samodzielnego wykonywania obliczeń geometrycznych i wytrzymałościowych elementów oraz zespołów konstrukcyjnych. Wykonywanie obliczeń geometrycznych i wytrzymałościowych elementów i zespołów maszyn. Tematy ćwiczeń / liczba godzin: 1. Przykłady obliczeń z zakresu wytrzymałości zmęczeniowej elementów i zespołów konstrukcyjnych / 2. Przykłady obliczeń elementów konstrukcyjnych poddanych obciążeniom zmiennym wysoko i nisko cyklowym. Obliczenia zmęczeniowe przy obciążeniach złożonych. Obliczenia w zakresie ograniczonej wytrzymałości zmęczeniowej, naprężenia zastępcze, naprężenia dopuszczalne oraz współczynniki bezpieczeństwa. 2. Przykłady obliczeń z zakresu połączeń nierozłącznych / 2. Przykłady obliczeń wytrzymałościowych połączeń nierozłącznych: spawanych, zgrzewanych, lutowanych i klejonych, wciskowych, nitowych, wtłaczanych i skurczowych, dla zadanych obciążeń. Podstawowe zasady projektowania połączeń nierozłącznych. 3. 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. 4. Przykłady obliczeń wałów i osi / 2. Przykłady obliczeń wałów i osi dla różnych przypadków obciążeń. Sztywność giętna i sztywność skrętna wałów. Prawdopodobieństwo uszkodzeń na przykładzie łożysk tocznych. Podstawowe zasady projektowania oraz obliczania wytrzymałości osi i wałów. Przykłady wyznaczania wytrzymałości zmęczeniowej oraz sztywności osi i wałów. 5. Przykłady obliczeń elementów przekładni zębatej / 2. Przykłady obliczeń geometrycznych i wytrzymałościowych elementów przekładni zębatej. Obliczanie wymiarów kół zębatych walcowych o zębach prostych, skośnych i daszkowych. Obliczanie wymiarów kół zębatych stożkowych o zębach prostych i skośnych. Obliczanie wytrzymałości uzębień kół zębatych walcowych i stożkowych. Wyznaczanie podstawowych właściwości użytkowych przekładni prostych i złożonych t.j.: przełożenia, momentu obrotowego, mocy i sprawności. 6. 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 hamulców mechanicznych. 7. Przykłady obliczeń z zakresu projektowania współbieżnego i koncepcyjnego w systemach CAD / 2. Przykłady obliczeń z zakresu projektowania zespołowego z wykorzystaniem systemów CAD. Wykonywanie wizualizacji oraz symulacji działania wyrobów w systemach CAD. 8. Edycja parametrów elementów maszyn w systemach CAD / 2. Sposób korzystania z bibliotek elementów maszyn zaimplementowanych w systemach CAD. Tworzenie wariantów elementów maszyn z wykorzystaniem systemów CAD. Sporządzanie elementów dokumentacji konstrukcyjnej z wykorzystaniem systemów CAD. 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 / 4. Wykonanie obliczeń geometrycznych i wytrzymałościowych oraz opracowanie projektu przekładni zębatej, dla zadanych warunków początkowych - geometrycznych i obciążeń. Dobór łożyskowania dla projektowanej przekładni. |
Literatura: |
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. 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 i Tom II. Układy". WNT, Warszawa 1995. |
Efekty uczenia się: |
Efekt W1: Absolwent ma uporządkowaną i podbudowaną teoretycznie wiedzę z zakresu: mechaniki projektowania, wytrzymałości zmęczeniowo-kształtowej elementów i zespołów konstrukcyjnych maszyn oraz trybologii, w tym niezbędna do zrozumienia zjawisk fizycznych występujacych w konstrukcji maszyn / K_W02, K_W07. Efekt W2: Absolwent ma uporządkowaną i podbudowaną teoretycznie wiedzę w zakresie mechaniki ogólnej, w tym wiedzę obejmującą kluczowe zagadnienia konstrukcyjne i eksploatacyjne z zakresu: klasyfikacji, budowy, zastosowania i projektowania połączeń rozłącznych i nierozłącznych oraz elementów podatnych stosowanych w budowie maszyn / K_W06. Efekt W3: Absolewnt ma uporządkowaną i podbudowaną teoretycznie wiedzę w zakresie zapisu konstrukcji, problemów konstrukcyjnych, technologicznych i eksploatacyjnych maszyn, kryteriów oceny obiektu, niezawodności i bezpieczeństwa oraz procesów prowadzacych do uszkodzeń obiektów mechanicznych / K_W10, K_W11. W4. Absolwent ma zaawansowana wiedzę na temat wybranych faktów, o obiektach i zjawiskach oraz dotyczącą ich metod i teorii wyjaśniających złożone zależności występujących między nimi, stanowiących podstawowa wiedzę ogólna z zakresu dyscyplin mechaniki, budowy i eksploatacji maszyn oraz cyklu życia maszyn / K_W19, K_W20. Efekt U1: Absolwent potrafi pozyskiwać informacje z literatury i innych źródeł, potrafi integrować uzyskane informacje niezbędne dla zaprojektowania prostego urządzenia mechanicznego z uwzględnieniem unifikacji i obowiązujących norm oraz opracować dokumentację dotyczącą realizacji zadania inżynierskiego / K_U03, K_U06. Efekt U2: Absolwent potrafi: sklasyfikować, podać budowę, zastosowanie, wykonać niezbędne obliczenia geometryczne oraz wytrzymałościowe (opisy matematyczne) połączeń nierozłącznych i rozłącznych, elementów podatnych stosowanych w budowie maszyn oraz wybranych elementów mechanicznych układów napędowych maszyn / K-U12. Efekt U3: Absolwent potrafi sformułować problem trybologiczny oraz zinterpretować mechanizm zużycia i sposoby zapobiegania zużyciu powierzchni ciernych / K_U15, K_U17. Efekt K1: Absolwent ma swiadomość ważności zachowania w sposób profesjonalny, przestrzegania zasad etyki zawodowej, podczas opracowywania wyników swoich prac oraz wykonywania zadań projektowych K_K03. |
Metody i kryteria oceniania: |
Przedmiot zaliczany jest na podstawie: egzaminu. Ćwiczenia zaliczane są na podstawie: zaliczenia z oceną. Projekt zaliczany jesta na podstawie: zaliczenia z oceną. 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 i sposobu jego realizacji oraz wykonanej dokumentacji projektowej. e) warunek konieczny do zaliczenia przedmiotu: pozytywne oceny z ćwiczeń, kolokwium, zaliczenia projektu oraz egzaminu. Efekty W1, W2, W3 i W4 sprawdzane są na dwóch kolokwiach, egzaminie pisemnym w postaci testu sprawdzającego (lub egzaminie ustnym) oraz podczas rozwiązywania zadań w ramach ćwiczeń audytoryjnych i prac domowych oraz zaliczania projektu. Efekty U1, U2, i U3 sprawdzane są na ćwiczeniach rachunkowych, podczas zaliczania zadania domowego (projektu) i zadań dodatkowych 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 |
Właścicielem praw autorskich jest Wojskowa Akademia Techniczna.