Podstawy konstrukcji robotów

stacjonarne

I stopnia

realizowane formy zajęć: W-wykład, C - ćw. audytoryjne, L – ćw. lab.

Rygor: x – egzamin, + zaliczenie na ocenę, z – zaliczenie ogólne

W 60/x, razem: 60 godz., 5,0 pkt ECTS

nazwa przedmiotu / wymagania wstępne:

Matematyka 1, 2

Nauka o materiałach

Mechanika

Laboratorium wytrzymałości i nauki o materiałach

dr inż. Mirosław PRZYBYSZ

Aktywność / obciążenie studenta w godz.

1. Udział w wykładach / 60

2. Udział w laboratoriach / -

3. Udział w ćwiczeniach / -

4. Udział w seminariach / -

5. Samodzielne studiowanie tematyki wykładów / 24

6. Samodzielne przygotowanie do laboratoriów / -

7. Samodzielne przygotowanie do ćwiczeń / -

8. Samodzielne przygotowanie do seminarium / -

9. Realizacja projektu / -

10. Udział w konsultacjach / 14

11. Przygotowanie do egzaminu / 24

12. Przygotowanie do zaliczenia / 25

13. Udział w egzaminie / 2

Sumaryczne obciążenie pracą studenta: 149,0 godz. / 5,0 ECTS

Zajęcia z udziałem nauczycieli: 71,0 godz. / 3,0 ECTS

Zajęcia powiązane z działalnością naukową: 114,0 godz. / 4,0 ECTS

Mechanizmy stosowane w budowie robotów. Materiały, techniki wytwarzania i technologia łączenia elementów konstrukcyjnych i mechanizmów platform bezzałogowych. Podstawy tribologii. Trwałość i niezawodność elementów i podzespołów. Projektowanie z uwzględnieniem czynników eksploatacji, ekonomii, bezpieczeństwa użytkowania. Dyrektywa maszynowa. Proces i kryteria projektowania wytrzymałościowego. Charakterystyki obciążeń podzespołów i elementów konstrukcyjnych. Siły wewnętrzne – normalne, tnące, momenty gnące i skręcające. Wskaźniki wytrzymałościowe, naprężenia dopuszczalne, współczynnik bezpieczeństwa. Wytrzymałość zmęczeniowa. Złożone stany naprężeń – wytężenie materiału. Hipotezy wytrzymałościowe. Kształtowanie wytrzymałościowe oraz dobór typowych elementów konstrukcyjnych i zespołów z uwagi na obciążenia i trwałość. Wpływ technologii wytwarzania na wytrzymałość projektowanych elementów.

Wykłady

1. Wprowadzenie do problematyki projektowania konstrukcji robotów. Opracowanie prototypów. / 6 godz.

Podstawowe pojęcia związane z budową i zastosowaniem robotów. Opis i charakterystyka podzespołów i elementów składowych. Przykłady rozwiązań konstrukcyjnych. Wymagania.

2. Trwałość i niezawodność elementów. Obciążenia stałe i zmienne. / 4 godz.

Wprowadzenie w problematykę niezawodności i bezpieczeństwa. Pojęcia podstawowe. Obciążenia zewnętrzne działające na elementy konstrukcyjne.

3. Proces i kryteria projektowania wytrzymałościowego. / 4 godz.

Założenia wytrzymałości materiałów stosowanych na konstrukcję robotów. Charakterystyki obciążeń podzespołów i elementów konstrukcyjnych.

4. Siły wewnętrzne – normalne, tnące, momenty gnące i skręcające. / 8 godz.

Pojęcia podstawowe. Rozciąganie/ściskanie prętów pryzmatycznych krępych. Skręcanie swobodne prętów. Zginanie proste belek. Stan przemieszczenia, odkształcenia i naprężenia. Przykłady obliczeń.

5. Wytrzymałość elementów konstrukcji. / 4 godz.

Podstawy obliczeń wytrzymałości konstrukcji robotów. Hipotezy wytężenia materiału izotropowego. Synteza prostych przypadków wytrzymałościowych. Zginanie ze ścinaniem. Zginanie ukośne. Mimośrodowe rozciąganie. Rozciąganie ze skręcaniem. Rozciąganie ze zginaniem. Zginanie ze skręcaniem.

6. Wytrzymałość zmęczeniowa. / 4 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.

7. Połączenia nierozłączne . / 8 godz.

Charakterystyka i klasyfikacja. Połączenia spawane, zgrzewane, lutowane, klejone i nitowe.

8. Połączenia rozłączne. / 6 godz.

Podstawowe zasady obliczeń połączeń gwintowych, kształtowych i wciskowych.

9. Osie i wały. / 6 godz.

Obliczenia wytrzymałości osi i wałów.

10. Przekładnie zębate. / 4 godz.

Klasyfikacja przekładni zębatych. Pojęcia podstawowe dotyczące geometrii i kinematyki zazębienia. Podstawowe zasady obliczeń przekładni zębatych

11. Kształtowanie struktur nośnych. / 4 godz.

Struktury nośne, konstrukcje ram oraz elementów konstrukcji robotów.

12. Podstawy tribologii. / 2 godz.

Problem trybologiczny i jego elementy. Charakterystyki powierzchni elementów konstrukcyjnych. Tarcie i jego znaczenie w budowie robotów.

13. Łożyska i łożyskowanie. / 4 godz.

Łożyska toczne, smarowane smarami stałymi, samosmarujące, łożyska hydrostatyczne, hydrodynamiczne.

Podstawowa:

1. W. Chomczyk, Podstawy konstrukcji maszyn. Elementy, podzespoły i zespoły maszyn i urządzeń, Wydawnictwo Naukowo-Techniczne WNT, 2007

2. P. Maluśkiewicz, Podstawy konstrukcji maszyn: dla studentów kierunków nie mechanicznych, Wydawnictwo Politechniki Poznańskiej, 2009

3. A. Krukowski, K. Szewczyk. Podstawy konstrukcji maszyn. Część 1: Połączenia nierozłączne (skrypt WAT)

4. A. Krukowski. PKM. Ćwiczenia cz. 1. Obliczanie i projektowanie połączeń (skrypt WAT)

Uzupełniająca:

1. Podstawy Konstrukcji Maszyn t1, t2, t3. Praca zbiorowa pod red. M. Dietricha. WNT, Warszawa 2000.

2. Grzelak K. Telega J. Torzewski J.: Podstawy Konstrukcji Maszyn, WSiP, Warszawa 2013

3. Morecki A., Knapczyk J.: Podstawy robotyki. Teoria i elementy manipulatorów i robotów. WNT. Warszawa 1999

4. Morecki A., Knapczyk J., Kędzior K.: Teoria mechanizmów i manipulatorów. WNT. Warszawa 2002

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

W1 / ma podstawową wiedzę dotyczącą konstrukcji maszyn i napędów wykorzystywanych w układach spotykanych w systemach bezzałogowych / K_W11

W2 / ma podstawową wiedzę niezbędną do rozumienia pozatechnicznych uwarunkowań działalności inżynierskiej, zna podstawowe zasady bezpieczeństwa i higieny pracy, w tym z urządzeniami spotykanymi w systemach bezzałogowych / K_W14

U1 / potrafi wykonać obliczenia wytrzymałościowe elementów konstrukcji oraz wyznaczyć przyspieszenia i prędkości elementów maszyn i urządzeń / K_U09

U2 / umie dobrać materiały podczas projektowania, wytwarzania i eksploatacji systemów bezzałogowych / K_U14

U3 / potrafi zaprojektować elementarne procesy technologiczne wytwarzania urządzeń spotykanych w Inżynierii Systemów Bezzałogowych / K_U15

Przedmiot zaliczany jest na podstawie: egzaminu

Zaliczenie przedmiotu jest prowadzone w formie kolokwium.

Osiągnięcie efektów W1 i W2 - weryfikowane jest podczas kolokwium.

Osiągnięcie efektów U1 – U3 - sprawdzane jest poprzez realizację indywidualnych i zespołowych zadań podczas pracowni problemowych

Oceny osiągnięcia zakładanych efektów uczenia się (wg. opinii Wydziałowej Komisji ds. Funkcjonowania Systemu Jakości Kształcenia):

Ocenę bardzo dobrą otrzymuje student, który osiągnął zakładane efekty uczenia się na poziomie 91-100%.

Ocenę dobrą plus otrzymuje student, który osiągnął zakładane efekty uczenia się na poziomie 81-90%.

Ocenę dobrą otrzymuje student, który osiągnął zakładane efekty uczenia się na poziomie 71-80%.

Ocenę dostateczną plus otrzymuje student, który osiągnął zakładane efekty uczenia się na poziomie 61-70%.

Ocenę dostateczną otrzymuje student, który osiągnął zakładane efekty uczenia się na poziomie 51-60%.

Ocenę niedostateczną otrzymuje student, który osiągnął zakładane efekty uczenia się na poziomie równym lub niższym niż 50%.

Ocenę uogólnioną zal. otrzymuje student, który osiągnął zakładane efekty uczenia się na poziomie wyższym niż 50%.

Ocenę uogólnioną nzal. otrzymuje student, który osiągnął zakładane efekty uczenia się na poziomie równym lub niższym niż 50%.