Podstawy Projektowania Inżynierskiego
- wykład (30 godz.)
Kierunek: Zarządzanie i Inżynieria Produkcji, studia stacjonarne
Semestr: 04.
CEL: Zapoznanie studentów ze problematyką dotyczącą konstruowania maszyn, obliczania
elementów części maszyn oraz nabycie umiejętności w zakresie projektowania i doboru
połączeń rozłącznych i nierozłącznych.
Szczegółowy program przedmiotu (wykłady):
1. Ogólne uwagi o konstruowaniu maszyn
Podstawowe problemy konstrukcji maszyn. Elementy procesu konstruowania. Metody
i kryteria oceny konstrukcji. Podstawowe materiały konstrukcyjne. Normalizacja w
budowie maszyn.
2. Podstawy obliczeń elementów maszynowych przy obciążeniach stałych i
zmiennych
Klasyfikacja obciążeń. Ogólne zasady wyznaczania naprężeń dopuszczalnych przy
obciążeniach stałych. Wiadomości o wytrzymałości zmęczeniowej. Wykresy
zmęczeniowe (Wöhlera, Smith’a, Haigha i Soderberga). Czynniki (kształt, materiał,
stan powierzchni, wielkość) wpływające na wytrzymałość zmęczeniową.
Współczynnik bezpieczeństwa. Naprężenia dopuszczalne. Obliczanie rzeczywistego
współczynnika bezpieczeństwa przy obciążeniach prostych i złożonych. Wpływ
obciążeń zmiennych na konstrukcje elementów maszyn.
3. Połączenia spawane, zgrzewane, lutowane i klejone
Rodzaje spawania i spoin spawalniczych. Obliczanie wytrzymałościowe połączeń
spawanych przy obciążeniach prostych i złożonych oraz obciążeniach zmiennych.
Konstrukcja połączeń spawanych. Rodzaje zgrzein i metody zgrzewania. Obliczanie
połączeń zgrzewanych. Połączenia lutowane. Połączenia klejone.
4. Połączenia gwintowe
Budowa geometryczna gwintu, rodzaje gwintów i połączeń gwintowych. Rodzaje
łączników gwintowych. Siły działające w połączeniu gwintowym, sprawność
połączenia gwintowego. Klasyfikacja typowych przypadków obciążeń śrub.
Obliczanie wytrzymałościowe śrub. Wytrzymałość gwintu. Zasady konstruowania
śrub przy obciążeniach zmiennych. Ustalanie połączeń gwintowych.
5. Połączenia kształtowe
Rodzaje, charakterystyka i obliczenia połączeń wpustowych. Konstrukcja i obliczanie
połączeń wielowypustowych i wielobocznych. Rodzaje połączeń kołkowych i ich
obliczanie wytrzymałościowe. Konstrukcja i obliczanie połączeń sworzniowych.
6. Połączenia wciskowe
Ogólna charakterystyka połączeń wciskowych. Konstrukcja i obliczanie połączeń
wciskowych.
7. Przekładnie cierne.
Rodzaje przekładni ciernych. Tarcie. Współczynnik tarcia. Obliczanie przekładni
ciernych.
8. Przekładnie cięgnowe
Rodzaje przekładni cięgnowych i ich konstrukcja. Przekładnie pasowe. Rodzaje pasów
i kół pasowych. Obliczanie przekładni pasowych. Przekładnie zębate. Rodzaje
łańcuchów i kół łańcuchowych. Obliczanie przekładni zębatych.
9. Przekładnie zębate.
Określenia podstawowe, klasyfikacja przekładni zębatych. Koła zębate i ich podział.
Podstawowe wymiary koła zębatego. Podstawy budowy uzębienia. Linia przyporu,
odcinek przyporu, kąt przyporu i liczba przyporu. Cechy zarysu ewolwentowego.
Ogólne wiadomości o metodach obróbki kół o ewolwentowym zarysie zębów. Zarys
odniesienia. Podcinanie zębów. Graniczna liczba zębów. Korekcja kół zębatych
walcowych o zębach prostych. Wymiary zęba korygowanego. Odległość osi kół
zębatych korygowanych. Koła zębate walcowe o zębach śrubowych. Podstawowe
wymiary kół o zębach śrubowych. Zastępcza liczba zębów. Liczba przyporu w kołach
o zębach śrubowych. Korekcja zazębienia. Rozkład sił w przekładni walcowej o
zębach śrubowych. Wyrównanie sił wzdłużnych. Ogólne wiadomości o obliczaniu
wytrzymałościowym przekładni zębatych. Stan obciążenia przekładni. Obciążenia
dynamiczne. Kryteria zniszczenia zębów. Obliczanie zębów na zginanie i na nacisk
powierzchniowy.
10. Osie i wały.
Określenie oraz podział osi i wałów. Obliczanie wytrzymałościowe i sztywnościowe
osi i wałów. Kształtowanie wałów. Obliczenia dynamiczne wałów. Obliczenia
sprawdzające – zmęczeniowe.
11. Łożyska toczne.
Elementy konstrukcyjne łożyska tocznego. Klasyfikacja łożysk tocznych. Trwałość
łożysk i rozkład obciążenia na elementy toczne. Nośność dynamiczna i spoczynkowa
łożysk tocznych. Dobór łożysk tocznych. Pasowanie, smarowanie i uszczelnianie
łożysk tocznych na wałach i w kadłubach maszyn.
12. Łożyska ślizgowe.
Podstawowe elementy trybologii. Tarcie w łożyskach ślizgowych. Obliczanie łożysk
pracujących przy tarciu mieszanym. Smarowanie łożysk ślizgowych.
13. Elementy podatne.
Ogólna charakterystyka elementów podatnych. Rodzaje sprężyn. Obliczanie sprężyn
śrubowych naciskowych. Układy sprężyn.
14. Sprzęgła i hamulce.
Rodzaje sprzęgieł i ich charakterystyczne własności. Przykłady konstrukcyjne
wybranych rodzajów sprzęgieł. Rodzaje hamulców ciernych i ich konstrukcja.
Literatura:
1.
Dietrich M., red.: Podstawy konstrukcji maszyn. t. I-III, WNT 2006 lub wydanie starsze.
2. Dietrych J.: System i konstrukcja, WNT 1985.
3. Dietrych J., Kocańda S., Korewa W.: Podstawy konstrukcji maszyn. PWN 1982.
4. Skarbiński M.: Technologiczność konstrukcji maszyn. WNT 1977.
5. Puff T., Sołtys W.: Podstawy technologii montażu maszyn i urządzeń. WNT 1980.
6. Szewczyk K.: Połączenia gwintowe. PWN 1991.
7. Jakubiec M., Lesiński., Czajkowski H.: Technologia konstrukcji spawanych. WNT 1987.
8. Osinski Z., Bajon W., Szucki T.: Podstawy konstrukcji maszyn. PWN 1985.
9. Knosala R., Gwiazda A., Baier A., Gendarz P.: Podstawy konstrukcji maszyn. Przykłady
obliczeń. WNT 2000.
10. Cykl tematyczny Podstawy konstrukcji maszyn. PWN:
• Osinski Z., Wróbel J.: Teoria konstrukcji maszyn.
• Kocanda S., Szala J.: Podstawy obliczeń zmęczeniowych.
• Szewczyk K.: Połączenia gwintowe.
• Krzeminski-Freda H.: Łożyska toczne.
• Dabrowski Z., Maksymiuk M.: Wały i osie.
• Lawrowski Z.: Technika smarowania.
• Dziama A., Michniewicz M., Niedźwiedzki A.: Przekładnie zębate.
• Osinski Z.: Sprzęgła i hamulce.