Podstawy konstrukcji maszyn

stacjonarne

I stopnia

W 28/x, C 32/+; razem: 60 godz., 5 pkt. ECTS

Matematyka I, II, III / Wymagania wstępne: Umiejętność przekształcania wyrażeń zawierających funkcje potęgowe, funkcje trygonometryczne, funkcję wykładniczą i logarytmy, umiejętność rozwiązywania równań alge-braicznych i trygonometrycznych, znajomość pojęcia wektora, jego repre-zentacji i działań na wektorach, znajomość podstaw rachunku macierzo-wego, znajomość pochodnej zwyczajnej i cząstkowej, umiejętność wyzna-czania pochodnej funkcji, umiejętność wyznaczania całki oznaczonej, umiejętność rozwiązywania prostych równań różniczkowych zwyczajnych oraz rachunku prawdopodobieństwa i statystyki matematycznej,

Mechanika techniczna / Wymagania wstępne: Podstawowy zasób wie-dzy z zakresu: analizy płaskiego i przestrzennego układu sił, wyznaczania geometrii mas układu materialnego o stałej i zmiennej masie, tarcia spo-czynkowego i ruchowego, analizy stanu naprężenia i odkształcenia, hipo-tez wytrzymałościowych, kinematyki i dynamiki nieodkształcalnego układu materialnego o stałej masie, znajomość jednostek miar wielkości mecha-nicznych układu SI,

Grafika inżynierska / Wymagania wstępne: umiejętność czytania i spo-rządzania 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.

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

1. Podstawy teorii konstrukcji mechanicznych. (2 godz.)

Proces konstruowania. klasyfikacja i cechy użytkowe zespołów i czę-ści maszyn. Wybrane zagadnienia z zakresu normalizacji i unifikacji w budowie maszyn oraz ochrony patentowej. Materiały konstrukcyjne i ich podstawowe właściwości mechaniczne, fizyczne i technologiczne. Podstawowe zasady wytwarzania maszyn. Elementy dokładności wy-konania elementów i zespołów maszynowych.

2. Modelowanie procesu projektowania. (2 godz.)

Modelowanie w środowisku CAD. Proces projektowo-konstrukcyjny w systemach CAD. Algorytmy projektowania. Zastosowanie modelowa-nia 3D w projektowaniu bryłowym. Bazy danych inżynierskich w budo-wie maszyn. Generowanie dokumentacji warsztatowej 2D na podsta-wie modeli 3D.

3. Wytrzymałość zmęczeniowo-kształtowa elementów i zespołów 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 wy-trzymałości zmęczeniowej wysokocyklowej i niskocyklowej. Podstawy wytrzymałości elementów i zespołów konstrukcyjnych na pękanie.

4. Połączenia nierozłączne stosowane w budowie maszyn.

(2 godz.)

Połączenia nierozłączne. Charakterystyka, rodzaje i zastosowania po-łączeń nierozłącznych: spawanych, zgrzewanych, lutowanych, klejo-nych, nitowych, zawalcowanych, wulkanizowanych i zaginanych. Pod-stawowe zasady obliczania połączeń nierozłącznych.

5. Połączenia rozłączne stosowane w budowie maszyn. (2 godz.)

Charakterystyka, rodzaje i zastosowania połączeń rozłącznych: śrubo-wych, gwintowych, kształtowych oraz czopowo-ciernych. Podstawowe zasady obliczania połączeń rozłącznych.

6. Elementy podatne stosowane w budowie maszyn. (2 godz.)

Charakterystyka, klasyfikacja oraz zastosowania elementów podat-nych. Podstawowe charakterystyki elementów podatnych. Charakte-rystyka i zastosowania sprężyn: śrubowych, walcowych, talerzowych, pierścieniowych, zginanych i skrętnych. Materiały stosowane na sprę-żyny. Elementy podatne metalowe i niemetalowe. Elementy sprężyste z materiałów podatnych. Gazowe elementy podatne. Podstawowe za-sady obliczania elementów podatnych.

7. Osie i wały maszynowe. (2 godz.)

Charakterystyka, klasyfikacja i zastosowania osi i wałów. Obciążenia i wytrzymałość zmęczeniowa osi i wałów. Sztywność statyczna i dyna-miczna wałów. sztywność skrętna oraz giętna wałów. Prędkość kry-tyczna i przemieszczenia dynamiczne wałów. Podstawowe zasady konstruowania osi i wałów. Wały wykorbione i wały giętkie. Materiały stosowane na osie i wały ma8. Przekładnie mechaniczne. Przekładnie zębate. (2 godz.)

Ogólna charakterystyka napędów i przekładni. Klasyfikacja, charakte-rystyka i zastosowania przekładni zębatych. Współpraca uzębienia i rodzaje zarysów zębów. Podstawowe charakterystyki geometryczne przekładni zębatej. Przekładnie odciążone. Obciążenia i wytrzymałość uzębień. Podstawowe zasady obliczeń geometrycznych i wytrzymało-ściowych przekładni zębatych.

9. Przekładnie mechaniczne. Przekładnie cierne i cięgnowe.

(2 godz.)

Klasyfikacja, charakterystyka i zastosowania przekładni ciernych. Podstawowe charakterystyki geometryczne i zasady obliczeń wytrzy-małościowych, cieplnych i obliczeń na zużycie przekładni ciernych. Klasyfikacja, charakterystyka i zastosowania przekładni cięgnowych. Podstawowe charakterystyki geometryczne i zasady obliczeń geome-trycznych oraz wytrzymałościowych przekładni cięgnowych.

10. Sprzęgła mechaniczne i hamulce. (2 godz.)

Charakterystyka, klasyfikacja i zastosowania sprzęgieł mechanicz-nych. Rodzaje i zasada działania sprzęgieł: nierozłącznych, sterowa-nych, samoczynnych oraz hydrokinetycznych. Zasady wyznaczania momentu nominalnego oraz momentu obliczeniowego sprzęgła. Obcią-żenia oraz podstawowe zasady obliczeń wytrzymałościowych sprzęgieł mechanicznych. Zasady doboru sprzęgieł. Hamulce mechaniczne. Charakterystyka, klasyfikacja i zastosowania hamulców. Rodzaje i za-sada działania hamulców: promieniowych, osiowych i specjalnych. Hamulce: klockowe, tarczowe, szczękowe, taśmowe i hydrokinetycz-ne. Moment hamowania i sposób jego wyznaczania. Podstawowe za-sady obliczeń hamulców: geometrycznych, wytrzymałościowych, cieplnych i na zużycie.

11. Połączenia rurowe i zawory. (2 godz.)

Ogólna charakterystyka, klasyfikacja i zastosowania przewodów ruro-wych. Połączenia nierozłączne i rozłączne przewodów rurowych oraz sposoby ich wykonania. Ogólna charakterystyka budowa i zastosowa-nie zaworów. Zawory bezpieczeństwa. Podstawowe zasady obliczania połączeń przewodów rurowych i elementów zaworów.

12. Podstawy napędu hydrostatycznego. (2 godz.)

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

13. Elementy trybologii. (2 godz.)

Problem trybologiczny i jego elementy. Charakterystyki powierzchni elementów konstrukcyjnych. Tarcie i jego znaczenie w budowie ma-szyn. Tarcie suche, tarcie toczne i tarcie powierzchni smarowanych. Smar jako materiał konstrukcyjny. Podstawowe właściwości smarów. Czynniki wpływające na opory tarcia. Zużycie maszyn. Zużycie: adhe-zyjne, ścierne, korozyjne, zmęczeniowe, erozyjne. Podstawowe spo-soby badania i zapobiegania zużyciu powierzchni zespołów maszyno-wych.

14. Czynniki ergonomiczne w budowie maszyn. (2 godz.)

Podstawowe kryteria oceny konstrukcji. Bezpieczeństwo jako para-metr projektowy. Bezpieczeństwo człowieka w systemach C-T-O. Mo-delowanie zagrożeń i niezawodności. Normy bezpieczeństwa w kon-strukcji maszyn.

szynowe. Podstawowe zasady obliczania doboru łożyskowania osi i wałów

Autor: prof. dr hab. inż. Józef GACEK

aktywność / obciążenie studenta w godz.:

1. Udział w wykładach / 28

2. Udział w laboratoriach / 0

3. Udział w ćwiczeniach / 32

4. Udział w seminariach / 0

5. Samodzielne studiowanie tematyki wykładów / 14

6. Samodzielne przygotowanie do laboratoriów / 0

7. Samodzielne przygotowanie do ćwiczeń / 32

8. Samodzielne przygotowanie do seminarium / 0

9. Realizacja projektu / 0

10. Udział w konsultacjach / 28

11. Przygotowanie do egzaminu / 16

12. Przygotowanie do zaliczenia / 0

13. Udział w egzaminie / 2

Sumaryczne obciążenie pracą studenta: 152 godz./ 5 ECTS.

Zajęcia z udziałem nauczycieli (1+2+3+4+9+10+13): 90 godz./3 ECTS.

Zajęcia powiązane z działalnością naukową: 152 godz. /5 ECTS.

"Podstawy konstrukcji maszyn" są pierwszym przedmiotem dotyczącym konstruowania, z jakim spotykają się studenci Wydziału Mechatroniki, Uzbrojenia 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 zawiera także zagadnienia dotyczące wytrzymałości zmęczeniowej elementów i zespołów konstrukcyjnych maszyn oraz podstawowe zagadnienia z zakresu trybologii.

Podstawowa:

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

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

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

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

• Skoć A., Spałek J., Markusik S. - "Podstawy konstrukcji maszyn. Tom I, Tom II" i Tom III. WNT, Warszawa 1995.

Uzupełniająca:

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

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

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

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

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

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

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

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

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

• Stryczek S. – „Napęd hydrostatyczny. Tom I. Elementy. Tom II. Układy. WNT. Warszawa 1995.

Symbol i nr efektu przedmiotu / efekt uczenia się / odniesienie do efektu kierunkowego:

W1 / student ma uporządkowaną i podbudowaną teoretycznie podstawową wiedzę z zakresu: projektowania, wytrzymałości zmęczeniowo-kształtowej elementów i zespołów konstrukcyjnych maszyn oraz try-bologii. / K_W06

W2 / student ma uporządkowaną i podbudowaną teoretycznie wiedzę z zakresu: klasyfikacji, budowy, zastosowania i projektowania połą-czeń rozłącznych i nierozłącznych oraz elementów podatnych stoso-wanych w budowie maszyn. / K_W06

W3 / student ma uporządkowaną i podbudowaną teoretycznie podstawową wiedzę z zakresu: klasyfikacji, budowy, zastosowania i projektowania wybranych elementów i zespołów napędowych maszyn, zużycia ele-mentów i zespołów konstrukcyjnych maszyn oraz sposobów zapo-biegania ich zużyciu. / K_W06

U1 / student potrafi zaprojektować proste urządzenie mechaniczne z uwzględnieniem unifikacji i obowiązujących norm. / K_U19

U2 / student potrafi: sklasyfikować, podać budowę, zastosowanie, wyko-nać niezbędne obliczenia geometryczne i wytrzymałościowe połączeń nierozłącznych i rozłącznych, elementów podatnych stosowanych w budowie maszyn oraz wybranych elementów mechanicznych ukła-dów napędowych maszyn. / K_U19

U3 / student potrafi sformułować problem trybologiczny, zinterpretować mechanizm zużycia konstrukcji mechanicznych oraz sposoby zapo-biegania zużyciu powierzchni ciernych. / K_U19

Przedmiot zaliczany jest na podstawie: egzaminu.

Ćwiczenia zaliczane są na podstawie: zaliczenia z oceną.

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

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

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

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

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

Podczas realizacji wykładów i ćwiczeń audytoryjnych mogą zostać wykorzystane metody i techniki kształcenia na odległość.

Podczas realizacji wykładów i ćwiczeń audytoryjnych przekazywana będzie podstawowa terminologia angielska z tematyki przedmiotu.

Dopuszcza się możliwość zaliczenia wykładów i ćwiczeń w formie zdalnej.

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

Osiągnięcie efektów: U1, U2, U3 – sprawdzane są na ćwiczeniach rachunkowych, podczas zaliczania zadania domowego i zadań dodatkowych oraz na egzaminie.

Ocenę bardzo dobrą otrzymuje student, który udzielił bezbłędnych odpowiedzi na min. 95% 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 pracy.

Ocenę dobrą plus otrzymuje student, który udzielił bezbłędnych odpowiedzi na min. 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 pracy.

Ocenę dobrą otrzymuje student, który udzielił bezbłędnych odpowiedzi na min. 80% pytań pisemnego testu sprawdzającego, oraz który posiadł wiedzę i umiejętności przewidziane programem nauczania w stopniu dobrym. Potrafi rozwiązywać zadania i problemy o średnim stopniu trudności.

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

Ocenę dostateczną otrzymuje student, który udzielił bezbłędnych odpowiedzi na min. 55% pytań pisemnego testu sprawdzającego, oraz który posiadł wiedzę i umiejętności przewidziane programem nauczania w stopniu dostatecznym. Samodzielnie rozwiązuje zadania i problemy o niskim stopniu trudności. W jego wiedzy i umiejętnościach zauważalne są luki, które potrafi jednak uzupełnić pod kierunkiem nauczyciela.

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