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

Akademický rok 2022/2023
Garant: prof. Ing. Martin Hartl, Ph.D.  
Garantující pracoviště: ÚK všechny předměty garantované tímto pracovištěm
Jazyk výuky: angličtina
Cíle předmětu:
Absolventi budou schopni analyzovat a navrhnout základní strojní součásti, jako jsou mechanické spoje, akumulátory energie, uložení a těsnění.
Výstupy studia a kompetence:
- Pochopení mechanismů a příčin porušování strojních součástí.
- Znalost principu, výpočtu a zásad užití základních strojních součástí.
- Schopnost aplikace získaných znalostí při návrhu nových strojů a zařízení.
Prerekvizity:
Znalosti:
- materiálových věd (volba materiálů),
- statiky (analýza zatížení),
- pružnosti a pevnosti (analýza napětí a deformací).

Absolvování předmětu: 4PP Pružnost a pevnost I.

Vazby k jiným předmětům:
povinná prerekvizita: Pružnost a pevnost I [4PP]
Obsah předmětu (anotace):
Předmět poskytuje přehled o základních 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:
Přednášky, cvičení, samostudium.
Způsob a kritéria hodnocení:
Předmět je zakončen vykonáním zkoušky po předchozím udělení zápočtu.
Zápočtem se potvrzuje, že student se aktivně účastnil na práci během semestru a získal alespoň 15 bodů z maximálního počtu 30 bodů. Kritériem bodového hodnocení je míra schopnosti správně samostatně vyřešit zadané úlohy.
Zkouškou se zjišťuje komplexní zvládnutí látky vymezené v kartě předmětu a zejména schopnost získané poznatky samostatně a tvůrčím způsobem aplikovat. Míra zvládnutí problematiky se hodnotí v rozmezí 0 až 70 bodů. Student musí získat alespoň 35 bodů z maximálního počtu 70 bodů.
Zkouška má písemnou a ústní část. Písemná část zkoušky je povinná pro všechny studenty. Sestává se ze tří výpočtových úloh a jedné otázky. Ústní část zkoušky je dobrovolná.
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky:
Přednášky: účast je dobrovolná.
Cvičení: účast je povinná a kontrolovaná vyučujícím. Povolují maximálně dvě absence. V případě dlouhodobé nepřítomnosti je náhrada zameškané výuky v kompetenci garanta předmětu.
Typ (způsob) výuky:
    Přednáška  13 × 3 hod. nepovinná                  
    Cvičení s počítačovou podporou  13 × 2 hod. povinná                  
Osnova:
    Přednáška 1. Úvod do konstruování. Mezní stavy, návrhový součinitel, součinitel bezpečnosti.
2. Porušování způsobené statickým zatěžováním. Únavové porušování způsobené proměnným zatěžováním.
3. Osy a hřídele. Spoje hřídele s nábojem.
4. Povrchy strojních součástí. Kontakt těles. Tření, mazání a opotřebení.
5. Rozdělení spojů. Pohybové šrouby. Spojovací šrouby.
6. Předepjaté šroubové spoje. 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.
13 Potrubí a armatury.
    Cvičení s počítačovou podporou 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, Joseph E., Charles R. MISCHKE a Richard G. BUDYNAS. Konstruování strojních součástí. 1. vyd. Editor Martin Hartl, Miloš Vlk. Brno: VUTIUM, 2010, 1159 s. ISBN 978-80-214-2629-0.
Literatura - doporučená:
2. BUDYNAS, Richard G. a Keith J. NISBETT. Shigley's mechanical engineering design. 9th ed. New York: McGraw-Hill, 2011. ISBN 978-0-07-352928-8.
3. NORTON, Robert L. Machine design: An integrated approach. 4th ed. Boston: Prentice Hall, 2010. ISBN 01-361-2370-8.
Zařazení předmětu ve studijních programech:
Program Forma Obor Spec. Typ ukončení   Kredity     Povinnost     St.     Roč.     Semestr  
CŽV prezenční studium CZV Základy strojního inženýrství -- zá,zk 6 Povinný 1 1 Z
B-STI-A prezenční studium --- bez specializace -- zá,zk 6 Povinný 1 3 Z
B-STI-Z příjezd na krátkodobý studijní pobyt --- bez specializace -- zá,zk 6 Volitelný 1 1 Z
B-MET-P prezenční studium --- bez specializace -- zá,zk 6 Povinně volitelný 1 3 Z