Části a mechanismy strojů I (FSI-5CK)

Akademický rok 1999/2000
Garant: doc. Ing. Josef Šupák, CSc.  
Garantující pracoviště: ÚK všechny předměty garantované tímto pracovištěm
Jazyk výuky: čeština
Cíle předmětu:
Seznámit studenty s typickými prvky a systémy ve stavbě strojů z hlediska
jejich funkce, principů řešení, užitých materiálů a dimenzování strojních
součástí.
Výstupy studia a kompetence:
Osvojení si základních metod, strategie výpočetních postupů při tvůrčí
práci konstruktéra ve stavbě strojů zajišťujících jejich funkci,
technologičnost, ekonomiku a provozní spolehlivost.
Prerekvizity:
 
Obsah předmětu (anotace):
Pevnostní výpočty a konstrukční řešení reálných strojních součástí
a strojnických spojení zatěžovaných staticky a cyklicky, s přihlédnutím
k jejich provozní spolehlivosti, funkci a požadované životnosti. Mezní
stavy strojních součástí, stochastické dimenzování, tribologie, uložení
valivá i kluzná, mazání, hřídele a hřídelové spojky.
Metody vyučování:
 
Způsob a kritéria hodnocení:
Podmínky udělení zápočtu:
účast ve cvičeních, aktivní práce na individuálně zadaných programech,
jejich včasné odevzdání a vyhovující klasifikace. Nevyhovující programy
jsou podle pokynů učitele opraveny a doplněny, případně přepracovány.
Úroveň znalostí prokazuje student v rámci konzultací řešené problematiky.
Zkouška:
je písemná a ústní. Úspěšné vykonání zkoušky je podmíněno prokázáním
teoretických znalostí a schopností tyto poznatky aplikovat při řešení
konkrétních praktických úloh v rozsahu odpřednášené látky a tématických
okruhů zadaných k samostudiu.
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky:
 
Typ (způsob) výuky:
    Přednáška  14 × 4 hod. nepovinná                  
    Ateliér  14 × 2 hod. povinná                  
Osnova:
    Přednáška 1) Metodika konstruování. Technologičnost a ekonomičnost konstrukce.
Strategie konstruktéra. Zásady dimenzování. Mezní stavy.
2) Proměnlivé zatěžování. Únavový poroces. Křivky únavového života.
Výpočet únavové pevnosti. Základy výpočtu součástí obsahujících trhliny.
Vliv koncentrace napětí a deformace.
3) Vliv provozních a technologických faktorů na únavovou pevnost.
Zvyšování meze únavy. Míra bezpečnosti za různých podmínek. Zatěžování
stochastické.
4) Křehký lom. Vliv teploty a dalších faktorů na křehké porušení. Postupy
při výpočtu odolnosti konstrukce proti křehkému lomu. Tečení a lom při
tečení (creep).
5) Pravděpodobnost v konstrukčních výpočtech. Ukazatele spolehlivosti.
Pravděpodobnostní dimenzování. Nerozebíratelné spoje. Spoje svařované.
Výpočet svarových spojů zatížených staticky a dybnamicky. Zásady pro
konstrukci svarků.
6) Spoje pájené a lepené. Nalisované spoje a jejich únosnost. Stanovení
přesahu konstrukce a technologie nalisovaných spojů. Zděře.
7) Šroubové spoje. Silové poměry. Výpočet šroubových spojení bez
předpětí. Šroubová spojení s předpětím. Montážní diagram a stanovení
tuhosti. Šroubové předepjaté spojení zatížené cyklicky.
8) Rozebíratelná spojení k přenosu kroutícího momentu. Pera, drážková
spojení, hranolová spojení, spojení klíny. Spojení svěrná a vzpěrná.
Upínací kroužky.
9) Hřídele, osy, nápravy a čepy. Kontrola pevnosti a tuhosti. Výpočet
hřídelů na únavovou pevnost. Kritická frekvence otáček. Konstrukční
řešení a možnosti zvýšení jejich únavové pevnosti.
10) Základy tribologie. Tření, opotřebení a mazání funkčních ploch
strojních součástí. Elastohydrodynamické řešení tloušťky olejového filmu
v kluzném a valivém kontaktu. Tribotechnika.
11) Kluzná uložení. Metodika výpočtu ložisek s třením polosuchým
a hydraulickým. Aplikace teorie hydrodynamického mazání na výpočet
kluzných ložisek. Elastohydrodynamika. Hydrostatická a víceplochá ložika.
Materiály, konstrukce a oblasti použití.
12) Valivá ložiska a jejich výpočty k mezním stavům. Rovnice
trvanlivosti. Mezní frekvence otáček. Přesnost, vůle, uložení, těsnění
a mazání. Optimalizace konstrukce uložení podle provozních podmínek.
Aplikace teorie EHD.
13) Hřídelové spojky, jejich klasifikace a výpočtové zatížení. Spojky
pevné, dilatační a výkyvné. Konstrukční řešení a jejich dimenzování.
14) Spojky pružné, třecí, rozběhové, pojistné a volnoběžné. Jejich
funkce, konstrukce a zásady výpočtu.
    Ateliér 1) Konstrukce a výpočet pružin.
2) Návrh staticky a dynamicky namáhané pružiny.
3) Stochastické dimenzování strojních součástí.
4) Konstrukce Smithova diagramu strojní součásti.
5) Stanovení míry bezpečnosti při dynamickém zatěžování.
6) Výpočet svarového spoje se statickým zatížením.
7) Výpočet svarového spoje s dynamickým zatížením.
8) Šroubový spoj s předpětím.
9) Výpočet nalisovaného spoje.
10) Výpočet a konstrukční návrh kluzného ložiska s hydrodynamickým
mazáním.
11) Tvarové řešení hřídele a jeho výpočet na pevnost a tuhost.
12) Konstrukce valivých uložení, kontrola valivého ložiska na trvanlivost.
13) Oprava vypracovaných programů a individuální konzultace.
14) Odevzdání vrácených programů po opravě, zápočet.
Literatura - základní:
1. Boháček, F. a kol.: Části a mechanismy strojů I – Zásady konstruování, spoje. Brno, VUT Brno 1997.
2. Boháček, F. a kol.: Části a mechanismy strojů II – Hřídele, tribologie, ložiska. Brno, PC DIR 1996.
3. Dejl, Z.: Konstrukce strojů a zařízení I – Spojovací části strojů. Ostrava, Montanex a.s. 2000.
Literatura - doporučená:
1. Boháček, F. a kol.: Části a mechanismy strojů I – Zásady konstruování, spoje. Brno, VUT Brno 1997.
2. Boháček, F. a kol.: Části a mechanismy strojů II – Hřídele, tribologie, ložiska. Brno, PC DIR 1996.
3. Dejl, Z.: Konstrukce strojů a zařízení I – Spojovací části strojů. Ostrava, Montanex a.s. 2000. ISBN 80-7225-018-3
Zařazení předmětu ve studijních programech:
Program Forma Obor Spec. Typ ukončení   Kredity     Povinnost     St.     Roč.     Semestr  
M2301-5 prezenční studium Stroje a zařízení pro strojírenskou výrobu -- zá,zk 6 Povinný 1 3 Z
M2301-5 prezenční studium Průmyslový design ve strojírenství -- zá,zk 6 Povinný 1 3 Z
M2301-5 prezenční studium Fyzikální inženýrství -- zá,zk 6 Povinný 1 3 Z