Konstruování strojů - strojní součásti (FSI-5KS-K)

Akademický rok 2020/2021
Garant: prof. Ing. Martin Hartl, Ph.D.  
Garantující pracoviště: ÚK všechny předměty garantované tímto pracovištěm
Jazyk výuky: čeština
Cíle předmětu:
Cílem předmětu je poskytnout přehled o strojních součástech a spojích, jako jsou pružiny, ložiska, osy a hřídele a šroubové, nýtové, svarové a lepené spoje. Pozornost je věnována především pochopení jejich funkce a osvojení si metodiky používané při jejich návrhu. Předmět integruje poznatky získané v teoretických předmětech bakalářského studia strojního inženýrství, zejména v materiálových vědách a mechanice.
Výstupy studia a kompetence:
Pochopení mechanismů a příčin porušování strojních součástí. Znalost principu, výpočtu a zásad užití spojů, hřídelů a jejich uložení, mechanických pružin a potrubí a armatur. Schopnost tvůrčího využití získaných znalostí při návrhu nových strojů a zařízení.
Prerekvizity:
Znalosti základů konstruování (tvorba výkresové dokumentace), materiálových věd (volba materiálů), statiky (analýza zatížení) a pružnosti a pevnosti (analýza napětí a deformací) na úrovni bakalářského studijního programu zaměřeného na strojírenství.

Vazby k jiným předmětům:
povinná prerekvizita: Pružnost a pevnost I [4PP-K]
Obsah předmětu (anotace):
Cílem předmětu je poskytnout přehled o strojních součástech a spojích, jako jsou pružiny, ložiska, osy a hřídele a šroubové, nýtové, svarové a lepené spoje. Pozornost je věnována především pochopení jejich funkce a osvojení si metodiky používané při jejich návrhu. Předmět integruje poznatky získané v teoretických předmětech bakalářského studia strojního inženýrství, zejména v materiálových vědách a mechanice.
Metody vyučování:
Předmět je vyučován formou přednášek, které mají charakter výkladu základních principů a teorie dané disciplíny. Cvičení je zaměřeno na praktické zvládnutí látky probrané na přednáškách.
Způsob a kritéria hodnocení:
Podmínky získání zápočtu: Minimální počet bodů potřebných pro získání zápočtu je 15 ze 30 možných. Body je možné získat na základě těchto kritérií:
1. Aktivita studenta na cvičení.
2. Absolvování dvou písemných kontrolních testů v předem určených termínech, obvykle v polovině a ke konci semestru.
Kontrolní test je složen ze třech teoretických otázek, každá po 1 bodě a ze čtyř příkladů, každý po 3 bodech. U příkladů se hodnotí i postup řešení, nejen správnost či nesprávnost výsledku. Z každého kontrolního testu je tedy možné získat maximálně 15 bodů. U kontrolních testů není dovoleno používat učebnici Konstruování strojních součástí ani žádnou další literaturu, pouze kalkulačku. Netriviální výpočetní vztahy budou dodány vyučujícím. Pokud student nesplní požadavky na udělení zápočtu, má nárok na maximálně jeden opravný test, jehož termín stanoví vyučující, obvykle ve zkouškovém období. Opravný test má stejnou strukturu jako kontrolní testy, je však složen z probraného učiva za celý semestr. Student uspěje tehdy, splní-li opravný test nejméně na 50%.

Podmínky získání zkoušky: Minimální počet bodů pro absolvování závěrečného testu je 35 ze 70 možných. Zkouška Probíhá formou testu, který probíhá na počítači ve zkouškovém systému Ústavu konstruování, a to z problematiky uvedené na přednáškách a cvičeních. Test je složen z otázek s výběrem odpovědi a otázek produkčních. První část testu je složena z jedenácti teoretických otázek, každá za 2 body. Druhá část testu je složena ze 12 výpočetních otázek, každá za 4 body. Student musí splnit první (teoretickou) část testu, aby postoupil k druhé (výpočtové) části testu. Každá část testu je považována za splněnou, pokud student správně zodpoví nejméně polovinu otázek. Každá otázka s výběrem odpovědi má pět možností, z nichž pouze jedna je správná. Za nesprávnou odpověď se neudělují záporné body. U otázek produkčních je třeba zadat vypočtenou hodnotu, kterou pak zkouškový systém automaticky vyhodnotí. U testu musí mít student k dispozici průkaz studenta, psací potřebu a kalkulačku. Pro druhou (výpočtovou) část testu je možné používat originální výtisk učebnice Konstruování strojních součástí. Používání jiné literatury není dovoleno. Student, který nezískal zápočet, není připuštěn k testu (ke zkoušce). Výsledný počet bodů je součtem bodů získaných ze cvičení a z testu u zkoušky. Minimální počet bodů je 50 a maximální počet bodů je 100. Výsledný počet bodů odpovídá známce podle stupnice ECTS.
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky:
Účast na přednáškách je doporučená, účast na cvičeních je povinná - tolerují se max. dvě omluvené absence za semestr. Jednotlivé přednášky jsou vystavěny na učebnici Konstruování strojních součástí. V průběhu přednášek vyučující odkazuje na konkrétní strany učebnice, které se vztahují k probírané látce. Přednášky jsou k dispozici v náhledech v systému Moodle. Uvedená učebnice je základním studijním materiálem pro přípravu ke zkoušce. Cvičení probíhá formou řešení zadaných příkladů u tabule. Student musí mít k dispozici na cvičení učebnici Konstruování strojních součástí a kalkulačku. Při cvičení je možné využívat počítačů na učebně nebo si nosit soukromé notebooky (v učebnách je k dispozici WiFi). Řešení příkladů je možné provádět v programu Mathcad, případně v dalších vhodných programech např. MS Office Excel.
Typ (způsob) výuky:
    Konzultace v kombinovaném studiu  1 × 22 hod. povinná                  
    Konzultace  1 × 43 hod. nepovinná                  
Osnova:
    Konzultace v kombinovaném studiu 1. Úvod do konstruování. Porušování způsobené statickým zatěžováním.
2. Únavové porušování způsobené proměnným zatěžováním.
3. Osy a hřídele. Spoje hřídele s nábojem.
4. Povrchy strojních součástí. Kontakt těles. Tření, mazání a opotřebení.
5. Pohybové a spojovací šrouby. Předepjaté šroubové spoje při statickém tahovém zatížení.
6. Těsněné přírubové spoje. Montáž šroubových spojů. Předepjaté šroubové spoje při únavovém tahovém zatížení. Nýtové spoje.
7. Svarové, pájené a lepené spoje.
8. Šroubovité tlačné, tažné a zkrutné pružiny. Talířové a listové pružiny.
9. Valivá ložiska. Vztah mezi zatížením, trvanlivostí a spolehlivostí. Kombinované a proměnlivé zatížení.
10. Modifikovaná rovnice trvanlivosti. Kuželíková ložiska. Mazání ložisek a konstrukce uložení.
11. Teorie hydrodynamického mazání. Radiální kluzná ložiska s hydrodynamickým mazáním.
12. Radiální kluzná ložiska s tlakovým oběhovým mazáním. Radiální kluzná ložiska s mezným mazáním. Potrubí a armatury.
13. Shrnutí probírané látky.
    Konzultace 1. Analýza zatížení, napětí a deformací.
2. Porušování způsobené statickým zatěžováním.
3. Únavové porušování způsobené proměnným zatěžováním.
4. Pevnostní kontrola hřídelí.
5. Kontrola deformací a kmitání hřídelí. Spoje hřídele s nábojem.
6. Kontaktní napětí a kontaktní únavová pevnost.
7. Kontrola předepjatých šroubových spojů při statickém a únavovém tahovém zatížení.
8. Spoje zatížené kolmo k ose šroubu nebo nýtu.
9. Svarové spoje.
10. Šroubovité válcové tlačné a tažné pružiny.
11. Valivá ložiska.
12. Radiální kluzná ložiska s hydrodynamickým a mezným mazáním.
13. Shrnutí probírané látky.
Literatura - základní:
1. Shigley, J.E., Mischke, Ch.R., Budynas, R.G.: Mechanical Engineering Design. New York, The McGraw-Hill Companies, 7th edition, 2004, ISBN-13: 978-0072921939
Literatura - doporučená:
2. Dejl, Z.: Konstrukce strojů a zařízení I – Spojovací části strojů. Ostrava, Montanex a.s. 2000. ISBN 80-7225-018-3
3. Leinveber, J., Vávra, P.: Strojnické tabulky. Praha, ALBRA, 2006, ISBN 80-7361-033-7
Zařazení předmětu ve studijních programech:
Program Forma Obor Spec. Typ ukončení   Kredity     Povinnost     St.     Roč.     Semestr  
B3S-K kombinované studium B-KSB Kvalita, spolehlivost a bezpečnost -- zá,zk 5 Povinný 1 3 Z
B3S-K kombinované studium B-SSZ Stavba strojů a zařízení -- zá,zk 5 Povinný 1 3 Z