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.