Podstawy konstrukcji maszyn III sem.

stacjonarne

I stopnia

obowiązkowy

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

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.

Pkm, III semestr studiów / kierunek - LOTNICTWO I KOSMONAUTYKA /, wszystkie specjalności, studia stacjonarne.

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 / 30.

4. Udział w ćwiczeniach / 24.

5. Wykonanie zadań domowych / 10.

6. Udział w zajęciach z projektu / 6.

7. Samodzielne wykonanie projektu / 20.

8. Udział w konsultacjach / 6.

9. Przygotowanie do egzaminu / 15.

10. Udział w egzaminie / 2.

Sumaryczne obciążenie pracą studenta: 158 / 5 ECTS.

Zajęcia z udziałem nauczycieli: 1. + 4. + 6. +8. + 10. = 68 / 3 ECTS

Pozostałe zajęcia: 90 / 3 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 a specjalistycznymi. Tematyka przedmiotu uzupełniona jest o zagadnienia dotyczące wytrzymałości zmęczeniowej elementów i zespołów konstrukcyjnych maszyn oraz o zagadnienia z zakresu trybologii.

Wykłady / 30 godz.:

Temat / liczba 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. Normalizacja i unifikacja w budowie maszyn. Wybrane zagadnienia ochrony patentowej.

2. Wytrzymałość zmęczeniowa elementów konstrukcyjnych /2 - wykład.

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

3. Połączenia nierozłączne / 2.

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

4. Połączenia rozłączne / 2.

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

5. Elementy podatne / 2.

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. Zasady obliczeń elementów podatnych.

6. 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.

7. Modelowanie procesu projektowania / 2.

Modelowanie w środowisku CAD. Bazy danych. Proces projektowo konstrukcyjny w systemach CAD. Projektowanie współbieżne i projektowanie koncepcyjne.

8. Napędy i przekładnie mechaniczne. Przekładnie zębate / 2.

Ogólna charakterystyka napędów i przekładni. Klasyfikacja charakterystyka i zastosowania przekładni zębatych. rodzaje zarysów zębów i współpraca uzębienia. Podstawowe charakterystyki geometryczne przekładni zębatej. Obciążenia i wytrzymałość uzębień. Podstawowe zasady obliczeń geometrycznych i wytrzymałościowych przekładni zębatych.

9. Napędy i przekładnie mechaniczne. Przekładnie cierne i przekładnie cięgnowe / 2.

Klasyfikacja charakterystyka i zastosowania przekładni ciernych. Podstawowe charakterystyki geometryczne przekładni ciernej. Obciążenia działające na przekładne cierne. Materiały stosowane na przekładnie cierne. Podstawowe zasady obliczeń geometrycznych i wytrzymałościowych ciernych. Klasyfikacja charakterystyka i zastosowania przekładni ciernych. Podstawowe charakterystyki geometryczne przekładni cięgnowych. Obciążenia działające na przekładne cięgnowe. Materiały stosowane na przekładnie cięgnowe. Podstawowe zasady obliczeń geometrycznych i wytrzymałościowych cięgnowych.

10. 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; geometrycznych, wytrzymałościowych, cieplnych i na zużycie.

11. 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.

12. Połączenia rurowe i zawory / 2.

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

13. Podstawy napędu hydrostatycznego / 2.

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

14. 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.

15. Elementy trybologii / 2.

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. Smary stosowane w budowie maszyn i ich podstawowe charakterystyki. Zużycie maszyn. Zużycie: adhezyjne, ścierne, korozyjne, zmęczeniowe, erozyjne. Podstawowe sposoby badania i zapobiegania zużyciu powierzchni elementów i zespołów maszynowych.

Ćwiczenia / 24 godz.:

Temat / liczba godz.:

1. Przykłady obliczeń z zakresu wytrzymałości zmęczeniowej oraz dokładności elementów maszyn / 2.

2. Przykłady obliczeń z zakresu połączeń spajanych / 2.

3. Przykłady obliczeń z zakresu połączeń nitowanych / 2.

4. Przykłady obliczeń z zakresu połączeń rozłącznych / 2.

5. Przykłady obliczeń sprężyn / 2.

6. Przykłady obliczeń resorów i sprężyn skrętnych / 2.

7. Przykłady obliczeń wałów i osi / 2.

8. Przykłady obliczeń - projektowanie współbieżne i koncepcyjne / 2.

9. Przykłady obliczeń - edycja parametrów elementów maszyn w systemach CAD / 2.

10. Przykłady obliczeń sprzęgieł mechanicznych / 2.

11. Przykłady obliczeń hamulców mechanicznych / 2.

12. Przykłady obliczeń przewodów rurowych i zaworów / 2.

Ćwiczenia projektowe / 6 godz.:

1. Wykonanie projektu zadanej przekładni mechanicznej / 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. 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.

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.