MINISTERSTWO EDUKACJI
i NAUKI
Waldemar Kula
Projektowanie połączeń rozłącznych i nierozłącznych
311[20].Z2.01
Poradnik dla nauczyciela
Wydawca
Instytut Technologii Eksploatacji  Państwowy Instytut Badawczy
Radom 2005
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
0
Recenzenci:
mgr Jerzy Buczko
mgr Zbigniew Zienkiewicz
Konsultacja:
dr inż. Zbigniew Kramek
Opracowanie redakcyjne:
mgr inż. Katarzyna Maćkowska
Korekta:
mgr Edyta Kozieł
Poradnik stanowi obudowę dydaktyczną programu jednostki modułowej 311[20].Z2.01
Projektowanie połączeń rozłącznych i nierozłącznych w modułowym programie nauczania
dla zawodu technik mechanik.
Wydawca
Instytut Technologii Eksploatacji  Państwowy Instytut Badawczy, Radom 2005
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
1
SPIS TREÅšCI
1. Wprowadzenie 3
2. Wymagania wstępne 5
3. Cele kształcenia 6
4. Przykładowe scenariusze zajęć 7
5. Ćwiczenia 11
5.1. Obliczanie wytrzymałości części maszyn i wytrzymałości zmęczeniowej 11
5.1.1. Ćwiczenia 11
5.1.2. Sprawdzian postępów 11
5.2. Projektowanie połączeń nitowych 12
5.2.1. Ćwiczenia 12
5.2.2. Sprawdzian postępów 12
5.3. Projektowanie połączeń spajanych 13
5.3.1. Ćwiczenia 13
5.3.2. Sprawdzian postępów 14
5.4. Projektowanie połączeń gwintowych 15
5.4.1. Ćwiczenia 15
5.4.2. Sprawdzian postępów 15
5.5. Projektowanie połączeń kształtowych 16
5.5.1. Ćwiczenia 16
5.5.2. Sprawdzian postępów 16
5.6. Projektowanie połączeń sprężystych 17
5.6.1. Ćwiczenia 17
5.6.2. Sprawdzian postępów 17
5.7. Projektowanie rurociągów 18
5.7.1. Ćwiczenia 18
5.7.2. Sprawdzian postępów 18
6. Ewaluacja osiągnięć ucznia 19
7. Literatura 29
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
2
1. WPROWADZENIE
Przekazujemy Państwu Poradnik dla nauczyciela  Projektowanie połączeń rozłącznych
i nierozłącznych , który będzie pomocny w prowadzeniu zajęć dydaktycznych w szkole
kształcącej w zawodzie technik mechanik 311[20].
W poradniku zamieszczono:
- wymagania wstępne,
- wykaz umiejętności, jakie uczeń opanuje podczas zajęć,
- przykładowe scenariusze zajęć,
- propozycje ćwiczeń, które mają na celu wykształcenie u uczniów umiejętności
praktycznych,
- wykaz literatury, z jakiej uczniowie mogą korzystać podczas nauki,
Wskazane jest, aby zajęcia dydaktyczne były prowadzone różnymi metodami ze
szczególnym uwzględnieniem:
- pokazu z objaśnieniem,
- tekstu przewodniego,
- metody projektów,
- ćwiczeń praktycznych.
Formy organizacyjne pracy uczniów mogą być zróżnicowane, począwszy od
samodzielnej pracy uczniów do pracy zespołowej.
W celu przeprowadzenia sprawdzianu wiadomości i umiejętności ucznia, nauczyciel
może posłużyć się zamieszczonym w rozdziale 6 zestawem zadań testowych, zawierającym
różnego rodzaju zadania.
W tym rozdziale podano również:
- plan testu w formie tabelarycznej,
- punktacje zadań i uczenia się,
- propozycje norm wymagań,
- instrukcjÄ™ dla nauczyciela,
- instrukcjÄ™ dla ucznia,
- kartÄ™ odpowiedzi,
- zestaw zadań testowych.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
3
311[20].Z2
Projektowanie części maszyn
311[20].Z2.01
Projektowanie połączeń
rozłącznych
i nierozłącznych
311[20].Z2.02
Projektowanie podzespołów
osi i wałów
311[20].Z2.03
Projektowanie i odbieranie
zespołów maszyn
Schemat układu jednostek modułowych
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
4
2. WYMAGANIA WST
PNE
Przystępując do realizacji programu nauczania jednostki modułowej uczeń powinien
umieć:
- stosować układ SI,
- korzystać z różnych z
ródeł informacji,
- wykonywać podstawowe działania matematyczne,
- stosować zasady logicznego myślenia,
- obsługiwać kalkulator z funkcjami,
- wykonywać rysunki techniczne,
- rozróżniać oznaczenia stali,
- opisywać obróbką cieplną stali.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
5
3. CELE KSZTAA
CENIA
W wyniku realizacji programu jednostki modułowej uczeń powinien umieć:
- scharakteryzować model ciała sztywnego przyjętego w wytrzymałości materiałów,
- rozróżnić proste przypadki obciążeń elementów konstrukcyjnych,
- obliczyć naprężenia i odkształcenia dla prostych przypadków obciążeń,
- rozróżnić rodzaje naprężeń (normalne, styczne, rzeczywiste i dopuszczalne) dla
różnych cykli naprężeń,
- scharakteryzować wytrzymałość zmęczeniową,
- rozróżnić i scharakteryzować połączenia nitowe,
- zaprojektować połączenie nitowe,
- zaprojektować węzeł nitowy kratownicy płaskiej,
- scharakteryzować połączenia spawane, zgrzewane, lutowane i klejone,
- zaprojektować połączenie spawane,
- zaprojektować połączenie zgrzewane i lutowane,
- scharakteryzować połączenia wciskowe, gwintowe i kształtowe,
- zaprojektować połączenie gwintowe,
- zaprojektować wskazane połączenie kształtowe,
- scharakteryzować połączenia sprężyste,
- zaprojektować sprężynę śrubową
- sklasyfikować rurociągi,
- określić sposoby łączenia i uszczelniania rurociągów,
- sklasyfikować zawory i wskazać ich zastosowanie,
- zaprojektować rurociąg.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
6
4. PRZYKA
ADOWE SCENARIUSZE ZAJ
Ć
Scenariusz zajęć 1
Osoba prowadzÄ…ca & & & & & & & & & & & & & & & & & & &
Modułowy program nauczania: Technik mechanik 311[20]
Moduł: Projektowanie części maszyn 311[20].Z2
Jednostka modułowa: Projektowanie połączeń rozłącznych i nierozłącznych 311[20].Z2.01
Temat: Obliczanie wytrzymałości części maszyn i wytrzymałości
zmęczeniowej
Cele ogólny: Kształtowanie umiejętności wykonywania obliczeń wytrzymałościowych części
maszyn.
Po zakończeniu zajęć edukacyjnych uczeń powinien umieć:
- scharakteryzować model ciała sztywnego przyjętego w wytrzymałości materiałów,
- rozróżnić proste przypadki obciążeń elementów konstrukcyjnych,
- obliczyć naprężenia i odkształcenia dla prostych przypadków obciążeń,
- rozróżnić rodzaje naprężeń (normalne, styczne, rzeczywiste i dopuszczalne) dla
różnych cykli naprężeń,
- scharakteryzować wytrzymałość zmęczeniową.
Metody nauczania uczenia siÄ™:
- wykład,
- ćwiczenia,
- dyskusja,
- przewodniego tekstu.
Formy organizacyjne pracy uczniów:
- praca indywidualna,
- praca w małych zespołach.
Åšrodki dydaktyczne:
- zeszyt przedmiotowy,
- poradniki, normy w zakresie obliczania wytrzymałości części maszyn i wytrzymałości
zmęczeniowej,
- literatura zgodnie z punktem 7 poradnika dla nauczyciela.
Czas trwania:
4 godziny lekcyjne  180 min.
Uczestnicy
Uczniowie technikum.
Przebieg zajęć:
1. Sprawy organizacyjne.
2. Nawiązanie do tematu, omówienie celów zajęć.
3. Zorganizowanie stanowiska pracy do wykonania ćwiczenia.
4. Plan zajęć:
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
7
A. Zasady obliczenia wytrzymałości części maszyn
 wstęp  w formie wykładu należy wyjaśnić uczniom rodzaje obciążeń, podać jak
dzielimy obciążenia i krótko scharakteryzować te obciążenia,
 należy podać podstawowe warunki wytrzymałościowe i wyjaśnić zależności
pomiędzy tymi warunkami, a także wyjaśnić naprężenia w zależności między
naprężeniami,
 uczniowie otrzymują ćwiczenia do wykonania,
 uczniowie wykonują ćwiczenie pt.  Wyznaczanie naprężenia dopuszczalnego dla
stali 45 z w/w gatunku stali będą pracowali przy obciążeniach rozciągająco-
ściskających,
 w trakcie wykonywania ćwiczenia przez uczniów nauczyciel zwraca uwagę na
korzystanie z poradników i tablic do obliczeń, a także może wskazywać na logikę
w wykonywaniu ćwiczenia.
B. Wytrzymałość zmęczeniowo  kształtowa.
 wstęp  nauczyciel charakteryzuje czynniki decydujące o wytrzymałości
zmęczeniowej wraz z podaniem podziału czynników,
 nauczyciel wskazuje na jakiej podstawie wyznacza się wytrzymałość zmęczeniową,
 należy również wskazać na współczynniki bezpieczeństwa zmęczeniowego,
 należy dążyć do wywiązania się dyskusji na temat zagrożeń jakie może wywołać
wytrzymałość zmęczeniowa części maszyn, w tym miejscu można podeprzeć się
licznymi przykładami uszkodzeń urządzeń zmechanizowanych z powodu
wytrzymałości zmęczeniowej.
5. Podsumowanie zajęć
- uczniowie uzasadniają konieczność wykonywania obliczenia do projektowania części
maszyn,
- wskazują na metodologię obliczeń a także wyznaczenie warunków
wytrzymałościowych,
- charakteryzują wytrzymałość zmęczeniową wskazują przykłady różnych uszkodzeń
urządzeń mechanicznych ze względu na wytrzymałość zmęczeniową.
6. Ocena poziomu osiągnięć uczniów i ocena ich aktywności.
Zakończenie zajęć
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
8
Scenariusz zajęć 2
Osoba prowadzÄ…ca & & & & & & & & & & & & & & & & & & &
Modułowy program nauczania: Technik mechanik 311[20]
Moduł: Projektowanie części maszyn 311[20].Z2
Jednostka modułowa: Projektowanie połączeń rozłącznych i nierozłącznych 311[20].Z2.01
Temat: Projektowanie połączeń spajanych
Cele ogólny: kształtowanie umiejętności projektowania połączeń spajanych.
Po zakończeniu zajęć edukacyjnych uczeń powinien umieć:
- scharakteryzować połączenia spawane, zgrzewane,
- zaprojektować połączenie spawane,
- zaprojektować połączenie zgrzewane.
Metody nauczania uczenia siÄ™:
- wykład,
- ćwiczenia,
- dyskusja,
- metoda projektów,
- tekstu przewodniego.
Formy organizacyjne pracy uczniów:
- praca indywidualna,
- praca w małych zespołach.
Åšrodki dydaktyczne:
- zeszyt przedmiotowy,
- poradniki, normy w zakresie obliczania wytrzymałości części maszyn i wytrzymałości
zmęczeniowej,
- literatura zgodnie z punktem 7 poradnika dla nauczyciela.
Czas trwania:
6 godziny lekcyjne  270 min.
Uczestnicy
Uczniowie technikum.
Przebieg zajęć:
1. Sprawy organizacyjne.
2. Nawiązanie do tematu, omówienie celów zajęć.
3. Zorganizowanie stanowiska pracy do wykonania ćwiczenia.
4. Plan zajęć:
A. Projektowanie połączeń spawanych
 wstęp  należy krótko scharakteryzować połączenia spawane oraz podać ich
zastosowanie,
 nauczyciel omawia zasady obliczania połączeń spawanych wraz ze wskazówkami
dotyczącymi projektowania połączeń spawanych,
 uczniowie otrzymują ćwiczenie do wykonania,
 uczniowie wykonują ćwiczenie pt.  Projektowanie połączenia spawanego
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
9
o następujących danych: dwa pręty płaskie o wymiarach 12 x 100 mm będące
obciążane siłą rozciągającą F = 140 kN i połączone dwuwarstwowymi nakładkami
połączonymi spoiną podwinową dookoła, materiał, pręty i nakładki wykonane ze
stali St3S,
 w trakcie realizacji ćwiczenia należy udzielać wskazówek dotyczących metodologii
wykonania ćwiczenia a także wskazywania zastrzeżenia na błędy w projektowaniu
elementów konstrukcji spawanych.
B. Połączenia zgrzewane.
- wstęp  należy krótko scharakteryzować połączenia zgrzewane a także sposoby
zgrzewania,
 nauczyciel przedstawia zasady obliczania i projektowania połączeń zgrzewanych,
 uczniowie wykonują ćwiczenie pt.  Projektowanie połączenia zakładkowego pasów
blachy ze stali St3S przy zastosowaniu zgrzein punktowych i obciążeniu złącza
stałą siłą rozciągającą F = 3000 N,
 w trakcie wykonywania ćwiczenia nauczyciel wskazuje na metodologie wykonania
ćwiczenia a także powinien wskazać na rozmieszczenie zgrzein punktowych według
PN co zdecydowanie może ułatwić uczniom wykonanie ćwiczenia.
4. Podsumowanie zajęć
- uczniowie uzasadniają konieczność wykonywania obliczeń wytrzymałościowych do
projektowania połączeń spajanych,
- wskazują na różne przykłady błędnych i poprawnych konstrukcji spawanych,
- charakteryzują metodologię postępowania podczas projektowania połączenia
spajanego.
5. Ocena poziomu osiągnięć uczniów i ocena ich aktywności.
Zakończenie zajęć
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
10
5. ĆWICZENIA
5.1. Obliczanie wytrzymałości części maszyn i wytrzymałości
zmęczeniowej
5.1.1. Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Wyznaczyć wartość naprężenia dopuszczalnego dla stali 45 w stanie normalizowanym,
jeżeli części wykonane z wymienionego gatunku stali będą pracowały przy obciążeniach
rozciągająco-ściskających.
Wskazówki do realizacji:
Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia nauczyciel powinien omówić jego zakres,
wskazać na dane tabelaryczne z jakich należy korzystać.
Sposób wykonania ćwiczenia
Uczeń powinien:
1) przyjąć wytrzymałość na zmęczenie na podstawie danych tabelarycznych z literatury,
2) wykonać obliczenia wartości dopuszczalnych naprężeń dla stali 45,
3) Przyjąć do obliczeÅ„ współczynnik bezpieczeÅ„stwa xz=3,5÷4.
Zalecane metody nauczenia-uczenia siÄ™:
- metoda przewodniego tekstu, ćwiczenia.
Åšrodki dydaktyczne:
- zeszyt przedmiotowy do wykonania ćwiczenia,
- poradniki, normy,
- literatura zgodna z punktem 6 poradnika dla ucznia,
5.1.2. Sprawdzian postępów
Tak Nie
Uczeń potrafi:
1) scharakteryzować rodzaje obciążeń stałych
2) scharakteryzować rodzaje obciążeń dynamicznych
3) scharakteryzować cel wykonywania obliczeń wytrzymałościowych
4) określić co to są naprężenia dopuszczalne
5) wskazać czynniki decydujące o wytrzymałości zmęczeniowej
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
11
5.2. Projektowanie połączeń nitowych
5.2.1. Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Zaprojektować połączenie nitowe pasów blachy o grubości g = 9 mm wykonanych ze
stali St3S. Połączenie obciążone siłą rozciągającą F = 220 KN należy wykonać z nakładką
obustronnÄ….
Wskazówki do realizacji:
Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia nauczyciel powinien omówić jego zakres,
wskazać na dane tabelaryczne z jakich należy korzystać.
Sposób wykonania ćwiczenia
Uczeń powinien:
1) dobrać średnie stan z normy PN-88/M-82952,
2) przyjąć 6 nitów po jednej stronie złącza,
3) wykonać rysunek techniczny złącza,
4) obliczyć szerokość blachy w przekroju przyjmując dla blachy i nakładek ku = 120 MPa,
5) wymiary roztoczenia nitów i ścięć w nakładkach przyjąć według tabeli określonej
w literaturze,
6) wykonać projekt połączenia nitowego pasów blachy o grubości g = 9 mm.
Zalecane metody nauczenia-uczenia siÄ™:
- metoda przewodniego tekstu, ćwiczenia.
Åšrodki dydaktyczne:
- zeszyt przedmiotowy do wykonania ćwiczenia,
- normy do projektowania połączeń nitowych,
- podstawowe przybory kreślarskie do projektu,
- literatura zgodna z punktem 6 poradnika dla ucznia.
5.2.2. Sprawdzian postępów
Tak Nie
Uczeń potrafi:
1) określić jakim procesem technologicznym jest połączenie nitowe
2) wskazać 4 rodzaje połączeń nitowych
3) wskazać 3 podstawowe rodzaje nitów
4) określić jakie występują w połączeniu nitowym naprężenia
5) zaprojektować połączenie nitowe
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
12
5.3. Projektowanie połączeń spajanych
5.3.1. Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Zaprojektować połączenie o następujących danych: dwa pręty płaskie o wymiarach
12x100 mm będące obciążane stałą siłą rozciągającą F = 140 kN i połączone dwustronnymi
nadkładkami połączonymi spoiną podwinową dookoła, materiał prętów i nakładek ze stali
St3S.
Wskazówki do realizacji:
Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia nauczyciel powinien omówić jego zakres,
wskazać na dane tabelaryczne z jakich należy korzystać.
Sposób wykonania ćwiczenia
Uczeń powinien:
1) przyjąć dopuszczalne naprężenia dla stali St3S według poradnika,
2) przyjąć szerokość nakładek bn = 80 mm,
3) założyć wysokość spoiny h = 6 mm,
4) wykonać projekt połączenia spawanego.
Zalecane metody nauczenia-uczenia siÄ™:
- metoda projektu, ćwiczenia.
Åšrodki dydaktyczne:
- zeszyt przedmiotowy do wykonywania ćwiczeń,
- normy do projektowania połączeń spawanych PN-EN 22553, PN-EN 23003, PN-90/13-
03200,
- podstawowe przybory kreślarskie,
- literatura zgodna z punktem 6 poradnika dla ucznia.
Ćwiczenie 2
Zaprojektować połączenie zakładkowe pasów blachy ze stali St3S przy zastosowaniu
zgrzein punktowych i obciążeniu złącza stałą siłą rozciągającą F = 3000 N.
Wskazówki do realizacji:
Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia nauczyciel powinien omówić jego zakres,
wskazać na dane tabelaryczne z jakich należy korzystać.
Sposób wykonania ćwiczenia
Uczeń powinien:
1) przyjąć ku = 120 MPa oraz kt = 75 MPa,
2) przyjąć pasy blachy o wymiarach 1 x 25 mm,
3) przyjąć średnie zgrzeiny d = 5 mm,
4) wykonać projekt połączenia zgrzewanego.
Zalecane metody nauczenia-uczenia siÄ™:
- metoda projektu, ćwiczenia.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
13
Åšrodki dydaktyczne:
- zeszyt przedmiotowy do wykonywania ćwiczeń,
- normy do projektowania połączeń zgrzewanych,
- podstawowe przybory kreślarskie,
- literatura zgodna z punktem 6 poradnika dla ucznia.
5.3.2. Sprawdzian postępów
Tak Nie
Uczeń potrafi:
1) scharakteryzować połączenie spawane
2) opisać najczęściej stosowane rodzaje szwów przy połączeniach
spawanych
3) zdefiniować współczynnik wytrzymałości spoiny
4) scharakteryzować spawalność metali ich stopów
5) obliczyć wytrzymałość spoiny pachwinowej
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
14
5.4. Projektowanie połączeń gwintowych
5.4.1. Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Wewątrz zbiornika ciśnieniowego o średnicy Dn=500 mm panuje ciśnienie p=1,2 MPa.
Pokrywa cylindra jest przykręcona 16 śrubami ze stali St7. Obliczyć średnice śrub oraz
wykonać projekt połączenia gwintowego.
Wskazówki do realizacji:
Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia nauczyciel powinien omówić jego zakres,
wskazać na dane tabelaryczne z jakich należy korzystać.
Sposób wykonania ćwiczenia
Uczeń powinien:
1) wykonać obliczenia śrub,
2) wykonać projekt połączenia gwintowego.
Zalecane metody nauczenia-uczenia siÄ™:
- metoda projektu, ćwiczenia.
Åšrodki dydaktyczne:
- zeszyt przedmiotowy do wykonania ćwiczenia,
- normy do projektowania połączeń gwintowych,
- podstawowe przyrządy kreślarskie,
- literatura zgodna z punktem 6 poradnika dla ucznia.
5.4.2. Sprawdzian postępów
Tak Nie
Uczeń potrafi:
1) wskazać zasadnicze elementy połączenia gwintowego
2) określić podstawowe parametry połączenia gwintowego
3) określić parametry przy projektowaniu śrub
4) wykonać projekt połączenia gwintowego
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
15
5.5. Projektowanie połączeń kształtowych
5.5.1. Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Dobrać wpust pryzmatyczny, łączący wałek tokarki z osadzonym spoczynkowo kołem
zÄ™batym. Åšrednica czopa waÅ‚u d=56 mm, przenoszony moment obrotowy Mo=1,8 kNÅ"m.
Wykonać projekt tego połączenia wpustowego.
Wskazówki do realizacji:
Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia nauczyciel powinien omówić jego zakres,
wskazać na dane tabelaryczne z jakich należy korzystać.
Sposób wykonania ćwiczenia
Uczeń powinien:
1) obliczyć siłę działającą na wpust,
2) przyjąć wymiary wpustu wykorzystując normę PN-70/M-85005,
3) ustalić wartość nacisków dopuszczalnych,
4) na podstawie obliczeń dobrać wpust pryzmatyczny według normy.
Zalecane metody nauczenia-uczenia siÄ™:
- metoda projektu, ćwiczenia.
Åšrodki dydaktyczne:
- zeszyt przedmiotowy do wykonania ćwiczenia,
- normy do projektowania połączeń kształtowych PN-70/M-85005,
- literatura zgodna z punktem 6 poradnika dla ucznia.
5.5.2. Sprawdzian postępów
Tak Nie
Uczeń potrafi:
1) wskazać 3 połączenia kształtowe
2) sklasyfikować rodzaje wpustów pryzmatycznych
3) określić w jaki sposób obliczamy lub dobieramy wpusty
pryzmatyczne
4) dokonać charakterystyki połączeń wielowypustowych
5) dobrać pasowanie czopa z otworem w połączeniu z wpustem
pryzmatycznym
6) dokonać charakterystyki połączeń klinowych poprzecznych
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
16
5.6. Projektowanie połączeń sprężystych
5.6.1. Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Zaprojektować sprężynę śrubową walcową z drutu okrągłego wykonanej ze stali 50MG.
Przewidywane warunki pracy sprężyny: wstępne napięcie na montażu Fp=300 N, maksymalne
obciążenie robocze fr=20 mm. Przyjąć współczynnik kształtu f=7.
Wskazówki do realizacji:
Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia nauczyciel powinien omówić jego zakres,
wskazać na dane tabelaryczne z jakich należy korzystać.
Sposób wykonania ćwiczenia
Uczeń powinien:
1) wyznaczyć całkowitą stratę napięcia,
2) obliczyć współczynnik poprawkowy,
3) obliczyć liczbę czynnych zwojów,
4) obliczyć napięcie jednego zwoju,
5) obliczyć wznios linii śrubowej zwoju,
6) wykonać rysunek połączenia sprężystego śrubowego.
Zalecane metody nauczenia-uczenia siÄ™:
- metoda projektów, przewodniego tekstu, ćwiczenia.
Åšrodki dydaktyczne:
- zeszyt przedmiotowy do wykonania ćwiczenia,
- normy do projektowania połączeń podatnych PN-74/H-84032, PN-71/H-80057,
- literatura zgodna z punktem 6 poradnika dla ucznia.
5.6.2. Sprawdzian postępów
Tak Nie
Uczeń potrafi:
1) dokonać podziału sprężyn ze względu na obciążenie
2) scharakteryzować zadania jakie spełniają sprężyny w budowie maszyn
3) wskazać 3 gatunki najczęściej stosowanego materiału na sprężyny
4) scharakteryzować podstawowe parametry sprężyny śrubowej
5) określić na jakie momenty jest narażona sprężyna śrubowa
6) określić na jakie siły jest narażona sprężyna śrubowa
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
17
5.7. Projektowanie rurociągów
5.7.1. Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Wykonać projekt dowolnego odcinka rurociągu, który będzie miał co najmniej jedno
połączenie rurowe, a także co najmniej jeden zawór.
Wskazówki do realizacji:
Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia nauczyciel powinien omówić jego zakres,
wskazać na dane tabelaryczne z jakich należy korzystać.
Sposób wykonania ćwiczenia
Uczeń powinien:
1) określić podstawowe dane wyjściowe do projektu,
2) dobrać przewody rurowe do rurociągu,
3) dobrać połączenia rurowe,
4) dobrać zawory do projektowania rurociągu,
5) wykonać projekt odcinka rurociągu.
Zalecane metody nauczenia-uczenia siÄ™:
- metoda projektów, przewodniego tekstu, ćwiczenia.
Åšrodki dydaktyczne:
- przybory kreślarskie do wykonania projektu,
- normy i poradniki w zakresie projektowania rurociągów PN-EN ISO 6708:1998, PN-
98/H-74200, PN-75/H-74253, PN-80/H-74219, PN-89/H-02650, PN-76/H-34034,
- literatura wymieniona w punkcie 6 poradnika dla ucznia.
5.7.2. Sprawdzian postępów
Tak Nie
Uczeń potrafi:
1) scharakteryzować ciśnienie nominalne przy projektowaniu rurociągów
2) obliczyć strumień objętości natężenia przepływu
3) wykonać projekt odcinka rurociągu dobierając średnicę według norm
4) wskazać 3 zawory należące do grupy zaworów przykrywających
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
18
6. EWALUACJA OSI
GNI
Ć UCZNIA
Przykłady narzędzi pomiaru dydaktycznego
Test I
Test dwustopniowy do jednostki modułowej  Projektowanie połączeń
rozłącznych i nierozłącznych
Test składa się z zadań wielokrotnego wyboru, z których:
- zadania 1, 2, 3, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 sÄ… z poziomu podstawowego,
- zadanie 4 jest z poziomu ponadpodstawowego.
Punktacja zadań: 0 lub 1 punkt
Za każdą prawidłową odpowiedz
uczeń otrzymuje 1 punkt. Za złą odpowiedz
lub jej brak
uczeń otrzymuje 0 punktów.
Proponuje się następujące normy wymagań  uczeń otrzymuje następujące
oceny szkolne:
- dopuszczający  za rozwiązanie co najmniej 5 zadań z poziomu podstawowego,
- dostateczny  za rozwiązanie co najmniej 6 zadań z poziomu podstawowego,
- dobry  za rozwiązanie 8 zadań, w tym 1 z poziomu ponadpodstawowego,
- bardzo dobry  za rozwiązanie 10 zadań, w tym 1 z poziomu ponadpodstawowego,
Plan testu
Poprawna
Nr Cel operacyjny Kategoria Poziom
odpowiedz

zad. (mierzalne osiągnięcia ucznia) celu wymagań
1 Wskazać na obciążenia mechaniczne A P a
2 Określić czynniki decydujące o wytrzymałości
A P c
zmęczeniowej
3 Dokonać podziału połączeń w zależności od
A P a
zastosowania
4 Wskazać warunki wytrzymałościowe dla
A PP b
obliczania połączeń nitowych
5 Określić czym są wywołane odkształcenia
A P d
spawalnicze
6 Wskazać grubość spoin podwinowych
A P a
jednostronnych w połączeniu
7 Wykazać metodę obliczania dla połączeń
B P a
gwintowych obciążonych tylko siłą rozciągania
8 Scharakteryzować stosowanie gwintów w
A P a
mechanizmach śrubowych
9 Scharakteryzować metody obliczania wpustów A P b
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
19
10 Scharakteryzować na jakie obciążenia jest
B P d
narażona sprężyna śrubowa
11 Wskazać zakres stosowana połączeń
B P a
gwintowych do średnic rur i ciśnienia
Przebieg testowania
Instrukcja dla nauczyciela
1. Ustal z uczniami termin przeprowadzenia sprawdzianu z wyprzedzeniem co najmniej
jednotygodniowym.
2. Przygotuj odpowiednią liczbę testów.
3. Zapewnij samodzielność podczas rozwiązywania zadań.
4. Przed rozpoczęciem testu przeczytaj uczniom instrukcję dla ucznia.
5. Zapytaj, czy uczniowie wszystko zrozumieli. Wszelkie wątpliwości wyjaśnij.
6. Nie przekraczaj przeznaczonego czasu na test.
Instrukcja dla ucznia
1. Przeczytaj uważnie instrukcję.
2. Podpisz imieniem i nazwiskiem kartÄ™ odpowiedzi.
3. Zapoznaj się z zestawem pytań testowych.
4. Test zawiera 11 pytań. Do każdego pytania dołączone są 4 możliwości odpowiedzi.
Tylko jedna jest prawidłowa.
5. Udzielaj odpowiedzi tylko na załączonej karcie odpowiedzi stawiając w odpowiedniej
rubryce znak X. W przypadku pomyłki należy błędną odpowiedz
zaznaczyć kółkiem,
a następnie ponownie zakreślić odpowiedz
prawidłową.
6. Pracuj samodzielnie, bo tylko wtedy będziesz miał satysfakcję z wykonanego zadania.
7. Kiedy udzielenie odpowiedzi będzie Ci sprawiało trudność, wtedy odłóż jego
rozwiązanie na póz
niej i wróć do niego, gdy zostanie Ci wolny czas.
8. Na rozwiÄ…zanie testu masz 30 min.
Materiały dla ucznia:
- instrukcja,
- zestaw zadań testowych,
- karta odpowiedzi.
Zestaw zadań testowych
1. Obciążenia mechaniczne dzieli się na:
a) stałe i zmienne,
b) tylko stałe,
c) tylko zmienne,
d) nie występują takie obciążenia.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
20
2. Jakie czynniki decydują o wytrzymałości zmęczeniowej?
a) czynniki konstrukcyjne,
b) czynniki konstrukcyjne i technologiczne,
c) czynniki konstrukcyjne, technologiczne i eksploatacyjne,
d) czynniki technologiczne i eksploatacyjne.
3. Rodzaje połączeń nitowych w zależności od zastosowania dzielimy na:
a) mocne, szczelne, mocno-szczelne, nieznacznie obciążone,
b) szczelne, mocno-szczelne, nieznacznie obciążone,
c) mocno-szczelne, klejone,
d) nieznacznie obciążone, klejone.
4. Nity oblicza się z dwóch warunków wytrzymałościowych na ścinanie:
a) skręcanie,
b) naciski powierzchniowe,
c) rozciÄ…ganie,
d) zginanie.
5. Odkształcenia spawalnicze wywołane są:
a) naprężeniami,
b) pęknięciami spoiny,
c) zbyt wysokÄ… temperaturÄ…,
d) skurczami spawalniczymi.
6. Przy spoinach pachwinowych grubość spoiny przyjmuje się:
a) 0,4g,
b) 0,2g,
c) 0,6g,
d) 0,8g.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
21
7. W połączeniach gwintowych obciążonych tylko siłą rozciągania oblicza się:
a) średnice rdzenia połączenia i dobiera się z norm gwint,
b) średnice rdzenia i warunek na wyboczanie,
c) średnice rdzenia i warunek skręcania,
d) średnice rdzenia i moment skręcenia i dobiera się gwint z norm.
8. Przy projektowaniu podnośników śrubowych stosujemy najczęściej gwint:
a) trapezowy zwykły,
b) drobnozwojny,
c) trójkątny,
d) prostokÄ…tny.
9. W połączeniach kształtowych wpusty oblicza się na:
a) warunek skręcenia,
b) naciski powierzchniowe,
c) rozciÄ…ganie,
d) ściskanie.
10. Sprężyna śrubowa jest narażona na działanie:
a) skręcenia momentem, zginania momentem,
b) rozciągania lub ściskania,
c) ścinania,
d) skręcania momentem, zginania momentem, rozciągania lub
ściskania, ścinania.
11. W rurociągach stosuje się połączenia gwintowe do rur o średnicach i ciśnieniu:
a) do D = 80 mm i P = 4 MPa,
b) do D = 40 mm i P = 4 MPa,
c) do D = 200 mm i P = 8 MPa,
d) do D = 500 mm i P = 10 MPa.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
22
KARTA ODPOWIEDZI
ImiÄ™ i nazwisko ...............................................................................
Projektowanie połączeń rozłącznych i nierozłącznych
311[20].Z2.01
Zakreśl poprawną odpowiedz

Nr
Warianty odpowiedzi Punkty
zadania
1 a b c d
2 a b c d
3 a b c d
4 a b c d
5 a b c d
6 a b c d
7 a b c d
8 a b c d
9 a b c d
10 a b c d
11 a b c d
Razem:
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
23
Test II
Test dwustopniowy do jednostki modułowej  Projektowanie połączeń
rozłącznych i nierozłącznych
Test składa się z zadań wielokrotnego wyboru, z których:
- zadania 1, 2, 3, 4, 7, 8, 9 sÄ… z poziomu podstawowego,
- zadanie 5, 6 sÄ… z poziomu ponadpodstawowego.
Punktacja zadań: 0 lub 1 punkt
Za każdą prawidłową odpowiedz
uczeń otrzymuje 1 punkt. Za złą odpowiedz
lub jej brak
uczeń otrzymuje 0 punktów.
Proponuje się następujące normy wymagań  uczeń otrzymuje następujące
oceny szkolne:
- dopuszczający  za rozwiązanie co najmniej 4 zadań z poziomu podstawowego,
- dostateczny  za rozwiązanie co najmniej 5 zadań z poziomu podstawowego,
- dobry  za rozwiązanie 6 zadań, w tym co najmniej 1 z poziomu ponadpodstawowego,
- bardzo dobry  za rozwiązanie 8 zadań, w tym co najmniej 1 z poziomu
ponadpodstawowego,
Plan testu
Poprawna
Nr Cel operacyjny Kategoria Poziom
odpowiedz

zad. (mierzalne osiągnięcia ucznia) celu wymagań
1 Wskazać cel wykonywania obliczania
A P b
wytrzymałości części maszyn
2 Wskazać cel ustalania wartości naprężeń
A P a
dopuszczalnych
3 Określić temperaturę zamykania nitów na
B P c
gorÄ…co
4 Dobrać materiał do wykonania nitów do
C P d
łączenia elementów metalowych
5 Wskazać na warunek wytrzymałościowy
C PP b
obliczania zgrzein punktowych
6 Wskazać pasowania w połączeniu
C PP a
wypustowym stałym
7 Scharakteryzować obliczanie
D P a
wytrzymałościowe śrub
8 Wskazać cel użytkowych sprężyn B P d
9 Wskazać proces do wykonywania łączenia
A P c
połączeń rurowych
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
24
Przebieg testowania
Instrukcja dla nauczyciela
1. Ustal z uczniami termin przeprowadzenia sprawdzianu z wyprzedzeniem co najmniej
jednotygodniowym.
2. Przygotuj odpowiednią liczbę testów.
3. Zapewnij samodzielność podczas rozwiązywania zadań.
4. Przed rozpoczęciem testu przeczytaj uczniom instrukcję dla ucznia.
5. Zapytaj, czy uczniowie wszystko zrozumieli. Wszelkie wątpliwości wyjaśnij.
6. Nie przekraczaj przeznaczonego czasu na test.
Instrukcja dla ucznia
1. Przeczytaj uważnie instrukcję.
2. Podpisz imieniem i nazwiskiem kartÄ™ odpowiedzi.
3. Zapoznaj się z zestawem pytań testowych.
4. Test zawiera 9 pytań. Do każdego pytania dołączone są 4 możliwości odpowiedzi.
Tylko jedna jest prawidłowa.
5. Udzielaj odpowiedzi tylko na załączonej karcie odpowiedzi stawiając w odpowiedniej
rubryce znak X. W przypadku pomyłki należy błędną odpowiedz
zaznaczyć kółkiem,
a następnie ponownie zakreślić odpowiedz
prawidłową.
6. Pracuj samodzielnie, bo tylko wtedy będziesz miał satysfakcję z wykonanego zadania.
7. Kiedy udzielenie odpowiedzi będzie Ci sprawiało trudność, wtedy odłóż jego
rozwiązanie na póz
niej i wróć do niego, gdy zostanie Ci wolny czas.
8. Na rozwiÄ…zanie testu masz 25 min.
Materiały dla ucznia:
- instrukcja,
- zestaw zadań testowych,
- karta odpowiedzi.
Zestaw zadań testowych
1. Obliczenia wytrzymałościowe części maszyn wykonuje się:
a. dla ustalenia ciężaru właściwego w projektowanej części,
b. w projektowaniu nowej konstrukcji dla ustalenia optymalnych
wymiarów części,
c. dla regeneracji części maszyn,
d. dla ustalenia dopuszczalnych naprężeń w części,
2. Wartość naprężeń dopuszczalnych ustala się w zależności od:
a. własności materiału i charakteru obciążeń,
b. naprężeń zmęczeniowych,
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
25
c. wymiarów projektowanej części,
d. współczynnika bezpieczeństwa.
3. Przy zamykaniu nitów na gorąco w momencie zakończenia procesu nitowania nity są
nagrzewane do temperatury powyżej:
a. 200oC,
b. 400oC,
c. 500oC,
d. 700oC.
4. Do łączenia elementów metalowych powinno się stosować nity:
a. o dużej twardości,
b. o małej twardości,
c. nie ma to znaczenia,
d. z tego samego gatunku materiału lub zbliżonego.
5. Zgrzeiny punktowe oblicza się z warunku wytrzymałościowego na:
a. skręcanie,
b. ścinanie,
c. gięcie,
d. rozciÄ…ganie.
6. W połączeniu wpustowym stałym stosuje się pasowanie:
a. N9/h9 lub P9/h9,
b. D10/h9 lub D10/h8,
c. H7/j6 lub H7/f7,
d. D11/h9 lub D11/h8.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
26
7. Obliczanie wytrzymałości śrub polega na:
a. wyznaczaniu średnicy rdzenia śruby z warunków
wytrzymałościowych i następnie dobieraniu odpowiedniego
gwintu,
b. wyznaczaniu średnicy rdzenia śruby tylko przy połączeniach
obciążonych siłą rozciągającą,
c. wyznaczaniu średnicy rdzenia śruby tylko przy połączeniach
skręcanych i dobraniu gwintu,
d. wyznaczaniu średnicy rdzenia śruby tylko przy połączeniach
obciążonych siłą osiową.
8. Podstawową cechą użytkową sprężyn jest:
a. trapezowy zwykły,
b. drobnozwojny,
c. trójkątny,
d. prostokÄ…tny.
9. Do połączeń rurowych nierozłącznych najczęściej stosujemy procesy:
a. nitowania,
b. zgrzewania,
c. spawania,
d. klejone.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
27
KARTA ODPOWIEDZI
ImiÄ™ i nazwisko ...............................................................................
Projektowanie połączeń rozłącznych i nierozłącznych
Zakreśl poprawną odpowiedz

Nr
Warianty odpowiedzi Punkty
zadania
1 a b c d
2 a b c d
3 a b c d
4 a b c d
5 a b c d
6 a b c d
7 a b c d
8 a b c d
9 a b c d
Razem:
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
28
7. LITERATURA
1. Okoniewski S. : Technologia Maszyn. WSiP, Warszawa 1999
2. Rutkowski A.: Części Maszyn. WSiP, Warszawa 1996
3. Mizerski J.: Spawanie. REA, Warszawa 2005
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
29