Maszyna- mechanizm lub grupa mechanizmów wykorzystywana podczas procesu pracy lub przemiany energii na pracę mechaniczną.

Maszyny robocze- za ich pomocą następuje zmiana własności, stanu, kształtu lub położenia przedmiotu

Silniki- za ich pomocą następuje zamiana energii na pracę

Konstrukcja- abstrakcyjny zapis maszyny ze wszystkimi jej cechami, powstający w umyśle konstruktora

Konstruowanie- tworzenie konstrukcji poprzez opracowanie jej zapisu obejmującego: rysunki, obliczenia, opisy

Projektowanie- jest obmyślaniem nowych wytworów i układów lub wytworów powstających w wyniku przekształcenia dotychczas istniejących/ jest obmyślaniem zamierzonych obiektów technicznych, służących zaspakajaniu potrzeb a także sposobów ich realizacji

Projektowanie jest całokształtem działań, zmierzających do obmyślenia sposobu zaspokojenia określonej potrzeby. Proces projektowania zaczyna się w chwili uświadomienia sobie określonej potrzeby i podjęcia zaspokojenia, a kończy w chwili, gdy wypracowywana jest szczegółowa i wiarygodna informacja o tym, w jaki sposób i za pomocą jakich środków, ta potrzeba może być zaspokojona.

Szczególne zasady konstrukcji: 1.Funkcjonalność 2.Niezawodność i trwałość. 3.Sprawność. 4.Lekkość. 5.Taniość i dostępność materiałów. 6.Właściwy układ przenoszenia obciążeń. 7.Technologiczność. 7.Technologiczność. 8.Łatwość eksploatacji. 9.Ergonomiczność. 10.Zgodność z obowiązującymi normami i zasadami

Ogólne zasady konstrukcji:

I. Konstrukcja powinna spełniać wszystkie podstawowe warunki konstrukcyjne wynikające ze szczególnych zasad w stopniu równym lub wyższym od założonego.

II. Konstrukcja powinna być optymalna w danych warunkach ze względu na podstawowe kryterium optymalizacji.

Konstrukcja spełniająca I zasadę jest konstrukcją dobrą przy założonych warunkach. Zwykle można określić pewien zbiór konstrukcji dobrych.

Konstrukcja spełniająca II zasadę jest konstrukcją optymalną ze względu na zadane kryterium optymalizacji. Oczywiście konstrukcja optymalna musi należeć do zbioru konstrukcji dobrych.

UJEDNOLICANIE: -Typizacja (unifikacja) –Normalizacja

Normalizacja–proces tworzenia i stosowania reguł zmierzających do porządkowania określonej działalności ludzkiej, dla dobra i przy współpracy wszystkich zainteresowanych stron / ujednolicenie nie tylko pewnych przedmiotów, ale także pojęć i czynności. Wykracza daleko poza technikę i jej praktyczne stosowanie, obejmuje również organizację pracy i ekonomię.

Powód? Występowanie w maszynach części i zespołów wykonujących tą samą funkcję (sprężyny, sprzęgła, pompy, łożyska itp.)

Korzyści? Wytwarzanie tych części i zespołów wg oddzielnych wzorów stworzyłoby trudności produkcyjne. W celu ich uniknięcia większość powtarzających się w różnych maszynach części i zespołów objęto systemami normalizacyjnymi.

Norma-ogólnie przyjęta zasada, reguła, wzór, wymaganie

Typizacja–zmniejszenie liczby istniejących lub możliwych odmian określonej konstrukcji do liczby wystarczającej w danych warunkach (eliminacja spośród zbioru elementów spełniających tę samą funkcję rozwiązania gorsze i mniej funkcjonalne, stworzenie pewnego wzorca rozwiązania konstrukcyjnego).

Unifikacja– wybór parametrów optymalnych dla danej konstrukcji (ujednolicenia liczb- średnice, prędkości obrotowe, rury blachy itp.)

Dobór materiałów konstrukcyjnych musi uwzględniać:

•warunki eksploatacji (obciążenia, temperatury, prędkości)

•warunki technologiczne(możliwości zakładu)

•warunki ekonomiczne (ceny, dostępność, opłacalność).

Właściwości brane pod uwagę przy doborze materiału:

1. Doraźne właściwości mechaniczne (wł. sprężyste, odkształcalność, twardość, udarność, wytrzymałość)

2. Właściwości reologiczne (pełzanie relaksacyjne, tłumienie drgań, odporność na zużycie)

3. Właściwości zmęczeniowe (wytrzymałość zmęczeniowa, wrażliwość na działanie karbu)

4. Właściwości fizyczne (rozszerzalność cieplna, przewodnictwo cieplne i elektryczne, odporność na korozję)

5. Właściwości technologiczne (skrawalność, tłoczność, spawalność)

Obciążenie elementu- oddziaływania innych elementów, środowiska oraz obciążeń wewnętrznych (powierzchniowe, objętościowe); powierzchniowe: siły czynne (napędzające) i bierne (hamujące); objętościowe: siły bezwładności i ciężaru, obciążenia wew.- zmiana wew materiału, obciążenia środowiska- ciśnienie itp.

Zasada superpozycji- obciążenia można traktować jako oddzielne, a łączyć wyniki ich oddziaływania na element

Hipoteza Hubera -hipoteza energii odkształcenia postaciowego oparta na założeniu, że naprężenia styczne inaczej oddziaływają na element niż naprężenia normalne. Przy czym możliwe jest obliczenie naprężenia zastępczego o identycznej energii odkształcenia „ziarna" elementu jak wspólne działanie naprężeń stycznych i normalnych.

Typy obciążenia: rozciąganie, ściskanie, zginanie, skręcanie, ścinanie

Klasyfikacja zmienności obciążeń: Obciążenia stałe: wartość, kierunek i zwrot nie ulegają zmianie w czasie; Obciążenia zmienne: wartość kierunek lub zwrot ulega zmianie w czasie

Zmęczenie materiału materiału jest związane ze zmniejszeniem wytrzymałości elementów konstrukcyjnych poddanych działaniu okresowo zmiennych obciążeń

Wytrzymałość zmęczeniowa lub granica zmęczenia, to najwyższy poziom cyklicznego naprężenia, który nie powoduje zniszczenia próbek poddanych badaniu do umownej, granicznej liczby cykli. Na wykresie zmęczeniowym granica zmęczenia uwidacznia się w postaci części poziomej. Wytrzymałość materiału obciążonego w sposób zmienny jest niższa niż w przypadku obciążenia stałego.

Jako „wytrzymałość” należy więc rozumieć graniczne obciążenie jakie element jest w stanie przenieść.

Pitting jest to zjawisko polegające na miejscowym łuszczeniu się powierzchni. Ze zjawiskiem tym spotykamy się na przykład w: łożyskach tocznych, kołach zębatych, szynach kolejowych, i innych elementach narażonych na częste, silne obciążenia punktowe.

Karb–miejsce zmian poprzecznych przekrojów elementów lub zmian krzywizny powierzchni ograniczających przedmiot: odsadzenia, rowki, wycięcia, gwinty, otwory. Karb powoduje lokalne spiętrzenie naprężeń. Zakłada on idealnie liniowy model sprężystości materiału. Rzeczywiste materiały w różnym stopniu odbiegają od ciał idealnie sprężystych. Współczynnik ten jest opisany jako różnica wytrzymałości próbki gładniej z identyczną próbką z karbem.

Każdy rodzaj obróbki powierzchniowej wpływa na wytrzymałość zmęczeniową elementu. Wynika to z: geometrii powierzchni; nieciągłości parametrów wytrzymałościowych przekroju

Nieciągłość parametrów wytrzymałościowych przekroju wynika z: utwardzania powierzchniowego, obróbki chemicznej powierzchniowej, obróbki cieplnej powierzchniowej

POŁĄCZENIA ROZŁĄCZNE:

POŚREDNIE:

- WPUSTOWE: Wpust jest elementem pryzmatycznym (bez zbieżności). Nie ma nacisku promieniowego na wał i piastę oraz nie ma centrowania piasty względem wałka. Wpusty pasowane są ciasno na powierzchniach bocznych

- KLINOWE: Do połączenia piasty z wałem i zabezpieczenia przed względnym obrotem stosuje się dodatkowy element: KLIN

- KOŁKOWE: Kołki są to elementy walcowe lub stożkowe montowane we współśrodkowy otwór w dwóch częściach w celu ich połączenia lub ustalenia.

BEZPOŚREDNIE: wielokątne, wielowypustowe, śrubowe

POŁĄCZENIA NIEROZŁĄCZNE:

POŚREDNIE: nitowe

BEZPOŚREDNIE: spawane, zgrzewane, klejone

POŁĄCZENIA SPAWANE: Złącze spawane jest połączeniem materiałów powstałym przez ich miejscowe stopienie. Występuje w procesie łączenia metali oraz tworzyw sztucznych. W zależności od źródła ciepła rozróżniamy: spawanie gazowe, elektryczne, termiczne.

Zalety: łatwość i szybkość wykonania; prosta konstrukcja: brak elementów dodatkowych, mała masa; możliwość pełnej automatyzacji

Wady: problemy ze spawaniem niektórych materiałów; dodatkowe naprężenia i odkształcenia; konieczna wykwalifikowana kadra; konieczne specjalistyczne urządzenia.

Rozróżniamy spoiny: nośne, szczelne, złączne

Obliczanie spoin: Obliczenia sprowadzamy do obliczeń wytrzymałości spoiny –która to jest najsłabszym miejscem połączenia. Mniejsza wytrzymałość spoiny spowodowana jest •nieciągłością struktury; •naprężeniami spawalniczymi, które sumują się z naprężeniami od sił zewnętrznych.

POŁĄCZENIA NITOWE: Projektowanie połączeń nitowych, obciążonych siłami działającymi wzdłuż osi środków ciężkości elementów łączonych, polega na:

-doborze średnicy nitów, -obliczeniu liczby nitów, przenoszących dane obciążenie, -doborze lub obliczeniu wymiarów części nitowanych (pasów blach, kształtowników itp.), -ustaleniu wszystkich wymiarów projektowanego połączenia.

Zalety:
-trwałe, mocne i szczelne połączenia
-możliwość łączenia elementów, których nie można spawać lub zgrzewać
-możliwość łączenia różnych materiałów np. stal i aluminium
-do łączenia szerokich leżących na sobie blach
Wady:
-nierozłączność
-osłabienie łączonego elementu przez wiercenie
-pracochłonność
-trudności w uzyskaniu dobrego połączenia

Połączenia gwintowe są połączeniami kształtowymi rozłącznymi najczęściej stosowanymi w budowie maszyn. Zasadniczym elementem połączenia gwintowego jest łącznik, składający się zazwyczaj ze śruby z gwintem zewnętrznym i nakrętki z gwintem wewnętrznym. Skręcenie ze sobą obu gwintów łącznika tworzy połączenie gwintowe. Połączenia gwintowe dzielą się na pośrednie i bezpośrednie. W połączeniach pośrednich części maszyn łączy się za pomocą łącznika; rolę nakrętki może również odgrywać gwintowany otwór w jednej z łączonych części. W połączeniach bezpośrednich gwint jest wykonany na łączonych częściach.